详细介绍如何改进企业路由性能技术
在目前的企业网络中，受输入成本和传输速度的影响，以及有线网络的大部分，路由器是局域网连接外部网络的重要桥梁。它是网络系统的重要组成部分，也是网络安全的前沿。提高它的性能是非常重要的。在目前的路由器设备，越来越多的硬件功能实现CMOS集成技术提高的很多功能可以在特定应用集成电路（ASIC）芯片，从软件的原有功能，现在可以通过硬件更快更便宜的完成，极大的提高了系统的性能。分布式处理技术使用路由器，大大提高了路由器的路由能力和速度。我们逐渐抛弃共享总线，容易造成拥堵。交换机路由技术得到广泛应用。在开关的结构设计，以巨型计算机内部互连网络的设计或引入光交换结构。此外，路由表的快速查找技术，QoS保证和MPLS技术的网络优化，和路由器中的光开关的介绍已经吸引了越来越多的关注。
ASIC技术
由于需要降低成本，ASIC技术在路由器中的应用越来越广泛，在路由器中需要大大提高速度。我们不考虑的第一件事是ASIC。ASIC可以用于数据包转发和路由，目前商用专用的专用于IPv4路由的ASIC芯片，ASIC技术的应用大大提高了路由器的包转发速度和路由查找速度。
高速路由器分开的实时任务，如路由、控制等非实时任务从数据转发，并由不同的部分完成，非实时任务，如路由、控制等都是由CPU的软件做的，和实时任务如数据转发采用专用ASIC硬件完成。1997下半年以来，一些公司已经推出了一个新的路由器，利用ASIC路由识别、计算和转发，和转发器负责所有的数据转发功能。路由器使用硬件传输数据包逐个按时钟的节拍达到线速转发。
ASIC技术的进步意味着更多的功能可以被移动到硬件，提高绩效水平，并增加功能。软件执行相比，ASIC的性能是后者的3倍。但所有硬件路由器是缺乏灵活性和风险，因为标准规范仍然是不断变化的，所以可编程ASIC，可编程ASIC是ASIC的发展趋势，因为它可以通过改写微码适应网络结构和协议的变化。目前，有两种类型的可编程ASIC：3COM公司火灾（灵活的智能路由引擎）为代表的芯片；一个位于顶点网络芯片为例这是一个特殊的通信芯片，n协议处理和CPU设计，通过芯片改写微码。有能力处理不同的协议。
分布式处理技术
最初的路由器采用了传统计算机体系结构，包括共享中央总线、中央处理器、共享总线上的存储器和多个网络物理接口挂。界面漫画交叉总线发送消息到CPU来完成路由计算、查表、转发决定处理，然后发送到总线的另一个身体接口。这种单总线单CPU的主要缺点是，处理速度慢，一个CPU完成所有的任务，从而限制了系统的吞吐量。此外，系统的容错性不好，如果CPU的故障容易导致系统完全瘫痪。所有这使得它很难提高转发性能传统路由器的性能。
一个现代的路由器上的数据包转发的分布式处理，可以插入多个电路板，每个电路板独立的代理工作，在每个接口独立的CPU，独立的接口，负责接收和发送数据包，发送和接收队列管理，查询路由表和转发决策等。通过核心交换机的无阻塞交换板，板间实现。也就是说，在板上输入的消息在被搜索后可以被切换到另一个板，并可以输出到另一个板上实现分组交换。它的吞吐量可以成倍扩大。主控CPU只完成非实时功能，如路由器配置管理等。这种体系结构的优点是本地转发/过滤数据包的决定是由专用CPU的接口处理的完成，以及对数据包的处理分散到每个接口卡电路板有一个特殊的芯片来完成转发处理工作的两层、三层和四层，硬件实现可以达到线速转发（高速端口连接），实现电路交换，路由器不会成为网络瓶颈的性能。
然而，单总线结构的路由器的最大缺点是只有一个包可以互换，从入口到出口的时候。如果有多个数据传输通道的入口和出口之间，可以解决的问题和系统的吞吐量大大提高。基于这一思想，和基于ATM交换结构的优点，基于交换架构的新一代路由器的体系结构，如图3所示，提出。
交换式路由技术
虽然计算机行业近几年引进了更多的高速共享总线的ISA，EISA的PCI，但仍无法跟上网络发展的步伐。首先，不可避免的内在冲突是由共享总线的共享；其次，对共享总线的负载效应，使高速总线的设计太难。
1。单级交换结构
交换结构的引入逐渐克服了共享总线的上述缺点，从技术的角度来看，共享内存和交叉交换是两种类型，纵横制结构因其简单性而得到越来越广泛的应用和广泛的采用。
共享内存结构是通过共享一个输入和输出端口来缓冲的，从而减少了对总存储空间的需求，通过指针调制实现数据包的交换，提高了交换机的容量，但其速度仅限于内存访问速度。
横梁结构可以同时提供多个数据路径。横梁的结构是由一个NTIMES；N交叉矩阵，当交叉点（x，y）是封闭的，数据从输入输出到Y输出。开启和关闭的交叉点是由调度器控制。因此，对横梁结构的速度取决于调度速度。调度交换机结构的核心，它汇集在每个时隙调度各输入端口的数据包队列的信息，一些调度算法得到的输入和输出端口之间的比赛后，提供输入端口的输出端口。
纵横结构可以支持高带宽有两个主要原因。首先，电路板和开关结构简化为点对点连接之间的物理连接，使连接运行在非常高的速度。半导体厂商已经能够创造1gbit / s的速度点到点串行收发器芯片采用传统的CMOS技术，可进一步提高速度到4 ~ 10gbit 的水平，在接下来的几年中，第二个原因是，它的结构可以支持多个连接在同一时间同时在最大速度传输数据，大大提高了整个系统的吞吐量。只要多个相交的节点在同一时间关闭，多个端口可以在同时传输数据。在这个意义上，我们说所有的CRO基于信号稳定性的自适应路由内部无阻塞的，因为它可以支持所有端口传输数据的最大速度的同时。
当数据包经过纵横交叉时，可以分为固定长度单位（固定长度包），或者可以不分段地直接改变，一般来说，高性能的交叉交换结构采用固定长度的交换方式，在数据包进入纵横交叉之前，它被分割成固定长度的单元。在这些单元切换到结构之后，它们将按照原来的长度组织成原来的可变长度包（分组）。
交叉开关和共享存储器都能实现高吞吐率，共享内存的特点是实现简单、吞吐量高，但其可扩展性较差。当线路接口卡数量大，性能会受到影响。交叉开关可以实现高速度和良好的可扩展性，但有必要设计一个完善的调度算法和硬件高速实现调度，交叉开关调度算法的研究，许多好的和简单的调度算法已经设计和实现的。因此，高性能的路由器往往采用交叉开关目前开关结构。
但交叉开关和共享内存结构仍属于单级交换结构的范畴。当一个大的系统考虑，在单级交换结构的两个基本问题：第一，对于小规模的系统中，每个端口的成本是合理的，但随着规模的扩大，其成本也fast.second。所有单级开关结构在技术上都局限于它们的尺寸和速度，一旦达到这些限制，单级开关不能增加端口或增加线路速率，因此，可扩展的交换系统必须采用多级结构。
2。多级交换结构
多级交换结构由多个交换单元互连。每个交换单元都有一组输入和输出，类似于普通的交换机，提供的输入和输出连接，通过连接一个小开关单元，大型可扩展的交换结构可以。与多级结构的差异取决于如何变换开关单元是相互关联的。典型的结构包括Benes网络，蝴蝶网，克洛斯网络等。
Benes网络采用方形开关单元（即输入和输出端口的数量是相同的）的多级互连。一般来说，每级3级n Benes网络可与输入/输出端口N和N交换单元构成（如图4所示）。这种晶格结构形式N可能路径的各输入端之间的每个输出端。Benes输出可以扩展到任何奇数水平。
虽然一个小系统的单级结构的设计相对比较简单，成本相对较低，这不符合互联网的扩展下一代的需要。多层结构的操作比较复杂，但是可以扩展到数百个端口，这是下一代互联网核心路由系统是绝对必要的。在多电平拓扑，Benes结构是最好的选择，因为它具有最低的复杂性，良好的性能，可扩展的要求。
路由表的快速查找技术
随着计算机互联网的迅速发展，用户对带宽需求的不断增加，路由表的快速查找是目前最迫切需要解决的问题。传统的基于软件的路由策略，如树或hash算法，在执行速度非常缓慢，与路由表的大小有关。因此，这些方法只能用于较小、性能较低的数据包转发的应用。
通过使用路由表中的路由表压缩技术，压缩，根据特定的分布规律和存储在处理器的高速缓存，大大提高了查询速度。然而，该数据结构的高度优化和压缩使路由表的更新需要更多的登记准入和处理器周期。这个值将作为路由表的增加而增加。路由表更新时，输入的数据包必须被缓存或丢弃，减少了路由器的性能。
此外，基于软件增加了数据包的传输抖动路由表的不确定性，所以我们必须在高速缓存的包丢失数据包。因此，为了适应网络的发展，理想的包转发方案不仅要保证数据转发速率线速，但也提供了足够的大的路由表的路由设备以满足下一代的需要（在边界位置应达到512K）。同时，它也能够处理一长串的一个小的延迟更新路由表的更新，但更新路由表通常是每秒数百次，瞬间更新可能更高。
为了解决这个问题，解决这个问题的最有效的方法是使用专用的协处理器结合内容寻址登记CAM（内容可寻址存储器）来完成快速路由查找和更新的解决方案和高速缓存解决方案。但核心路由器需要转发表是非常大的，所以核心路由器的缓存方法只是辅助，需要足够大的缓存转发表内，还需要快速的算法，但也可以被集成到一个单一的逻辑控制器和存储装置，以减少内存访问时间。
QoS
QoS是服务质量的缩写，IP协议的延迟时间长，而不是固定值。的数据包丢失的信号不连续的和变形的应用是通过IP传输多媒体信息的使用限制，解决IP网络的QoS支持的新一代互联网技术发展的主要方向。在何种程度上支持QoS的路由器是路由器的性能的主要指标。目前，有两个主要是QoS的实现框架：（综合服务）和DiffServ（区分服务）。
这是应用程序的资源预留协议RSVP（资源预留协议）建立传输通道和储备资源在实时服务发送通知。它的每个节点（路由器），它通过一个数据流，并提供资源预留的端点数据流。但RSVP以每个数据流作为一个咨询服务对象。网络流量的爆炸性增长的情况下，数据流转发的路由器数量显著增加，而路由器不再能够为每个数据流进行资源预留协议复杂。当线路繁忙或路由器故障，相对耗时RSVP过程时需要修改的路由。
区分服务是一种分散控制策略。其工作流程是：终端应用设备与边缘路由器通过SLA（服务水平协议）来获得他们的应用数据流，保证服务水平，根据服务水平，边缘路由器标记每个包的水平，而核心路由器的转发行为决定根据每个包的服务水平。
MPLS技术
多协议标签交换MPLS（多协议标签交换）技术是一个有机结合的ATM标记交换和IP路由协议。
通过MPLS的LDP协议，建立IP的路由表和MPLS的标记转发表的映射，并建立标记交换路径（LSP）研究，基于MPLS的网络流量通过映射信息mdash；我们可以把拓扑驱动或数据驱动的方式。所谓拓扑驱动的方法是给每一个路由条目路由表通过标记交换路径建立一个MPLS网络，和数据驱动的方法是当一个数据报路由表，网络是实现MPLS数据报的目的通过网络建立标记交换路径的MPLS。
MPLS网络由多个LER和LSR，LER和LSR是IP和MPLS功能的LER已根据路径标签成立，mark IP datagram将进入MPLS网络，转发到下一个LSR，mark LSR检查MPLS转发表标有标签交换路径替换数据报告，继续期待后续LSR直到到达MPLS网络的LER的边缘，LER将数据报根据IP数据报转发消息删除。
MPLS的IP技术在完全无连接的分组交换为MPLS的软的优势；；连接（根据LDP协议建立标签交换路径）的分组交换方式，首先减少了数据包通过IP路由表检查MPLS网络的数量，而不是转发表查询标记，提高了转发效率；其次解决了TCP的数据通过IP网络的重新排序（无故障在接触状态的网络流沿着相同的路径通过网络，根据网络订单将离开网络，降低端到端）现场端通信为了延迟数据，MPLS网络可以实时应用的很好。
系统的光学路由器
随着互联网的快速发展和互联网数据业务的爆炸式增长，网络连接是迫切需要扩大网络容量，同步光纤网（SONET）难以承受交通量巨大的互联网上。密集波分复用（DWDM）技术应运而生，并未来的骨干网络将进入全光网络时代。与巨大的带宽和高的处理速度，全光网络的必然要求未来的路由器具有更高的传输速度和更大的传输带宽。不仅如此，它还应该解决QoS的问题，流量控制，和昂贵的问题已经由路由器日摄E过去。
光路由器是一个很好的解决方案，光路由器是由MPLS协议控制的波长选择设备和网络核心中所有波长信道之间的波长路由协议。实现路由选择和迅速形成新的路径。波长路由是由内部的交叉矩阵，矩阵NTIMES；N可以同时NTIMES成立；N路由、波长变换交叉连接可以在任何波长的光纤交叉连接到不同波长的任何光纤，具有很高的灵活性。
目前，国内外电信设备供应商（TEP）和IP设备供应商（IEP）正在加紧研究和开发系列化的光开关和光路由产品。光路由器产品主要包括思科ons15900光路由器，无罪corewave光路由器，与蒙特雷网蒙特雷网20000波长路由器。