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网络通信中路由器技术探究
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摘 要：随着现代社会的Internet不断发展扩大，路由器应用范围越来越广。宽带路由器是为了给用户解决网络共享的问题，作为通信网络的枢纽，性能好坏直接影响着网络传输的效果及性能。本文介绍了路由器的分类和功能，着重对网络通信中路由器主要技术进行分析。
关键词：网络通信 路由器 技术分析
1.路由器的概念、功能及分类
在OSI/RM中完成参考模型第三层或网络层的数据包存储和分组转发的网络设备就是路由器。一般情况下，多个子网和异种网络的互联都是通过路由器完成的。两个局域网的网络层之间传输数据时，两个局域网帧中的地址将会发生变化，网络之间的数据传输路由去向，就是由路由器决定的。
路由器的功能就是将不同的子网之间的数据进行传递。具体功能有以下几点：
(1)实现IP、TCP、UDP、ICMP等网络的互连。
(2)对数据进行处理。收发数据包，具有对数据的分组过滤，复用，加密，压缩及防护墙等各项功能。
(3)依据路由表的信息，对数据包下一传输目的地进行选择。
(4)进行外部网关协议和其他自制域之间拓扑信息的交换。
(5)实现网络管理和系统支持功能。
路由器可以从功能和结构两部分进行分类。
(1)功能上可以划分为：骨干级、企业级和接入级路由器。骨干级路由器数据吐量较大且重要，是企业级网络实现互连的关键。骨干级路由器要求性能的高速度及高可靠性。网络通常采用热备份、双电源和双数据通路等技术来确保其可靠性。企业级路由器连接对象为许多终端系统，简单且数据流量较小。
(2)结构上可以划分为：模块化和非模块化路由器。模块化路由器可以实现路由器的灵活配置，适应企业的业务需求;非模块化路由器只能提供固定单一的端口。通常情况下，高端路由器是模块化结构，低端路由器是非模块化结构的。
2.路由器的主要技术分析
2.1 背板结构
路由器的核心是背板，高效率的背板有助于提高路由器的性能。由于传统的共享总线式背板无法满足路由器的需要，所以采用结构可以用不同技术实现的交换式背板。Banyan结构、Crossbar结构以及并行共享存储结构是交换式背板常用结构。Banyan结构采用自路由技术和多级缓冲结构;Crossba结构是单级、单通路、非阻塞的结构，采用的是全互联网交换结构;并行共享储存结构是目前研究的一个热点。
2.2 移动IP技术
LETF建立了一个工作组来解决人们想要在任何地点都能够将计算机、笔记本连接到Internet的方案，工作组整理出了实现任何一个方案所要满足的条件，有以下几点：
(1)每一台主机必须确保在任何一个地方都能够使用其IP地址;
(2)固定的主机，不能改动软件设备;路由器软件和路由表也不能随意的改动;
2.3 IPv6技术
现有互联网是在IPv4协议基础上运行操作的。随着互联网的迅速发展，Web的出现导致互联网形成爆炸性的发展，IPv4所定义的有限地址空间不足， IP地址空前紧张，影响互联网的进一步发展，于是便提出下一版的互联网协议——IPv6。IPv6采用128位地址长度，提供地址几乎不受限制，不仅解决了IPv4不能解决的难题，还在IP层增加了认证、加密的安全措施，保证了安全性。IPv6具有扩大地址空间、将网络的整体吞吐量提高、有效地改善服务质量、保证安全性、移动性，并支持即插即用，实现多播功能等优势。
2.4 VPN技术
VPN(虚拟专用网)是路由器技术中最重要的一种。VPN指在建筑在上能够进行自我管理的专用网络。在上，VPN用户可以控制自己与其他使用者之间的联系，可以同时支持拨号的用户使用。成功的VPN具备这些特点：安全保障、服务质量保障、具备可扩充性、灵活性和可管理性。
2.5 VPRN技术
VPRN是日常网络中的虚拟专用路由网。VPRN可以将位于不同物理局域网段的设备相互之间如同在同一网段中一样，进行直接的通信。包括的业务有：使用传统的VPN协议和MPLS方式的VPN。解决路由器VPN技术的方案有：对访问控制进行设定;对通信数据进行加密;NAT(网络地址转换协议)技术。
2.6 QoS技术
QoS即为服务质量。早先，QoS只是在ATM中专用，但由于IP作为一个打包的协议不能满足多媒体信息越来越多的应用，造成延迟长且不是定值的问题，丢包造成信号失真大、不连续等。厂商提供了若干的解决方案：
①优先级的某些设备数据包发送可以后到先传;
②如果用户的哪种协议优先级较高，Intel和 Cisco都支持其后到先传;
③做链路整合MLPPP，Cisco支持采用把连接两点的多条线路汇聚在一起的方式来提高宽带;
④做资源预留PSVP，将一部分的宽带以固定的形式分给多媒体信号，不论其他的协议如何的拥挤，这部分宽带都不会被占用。
3.总结
通过对路由器各项技术的研究分析，深刻的认识到路由器是复杂的网络设备系统。对路由器技术的提高也将产生新的挑战。路由器的性能好坏对整个网络的通信质量和性能都产生着直接影响，所以未来的路由器发展，不仅需要具备较高的数据传送率，更要考虑IP网络向综合业务方向的发展，相应的QoS保障的提供等。IP技术在电信网络中必将占据主导地位，路由器作为互联网IP的核心设备，也定会取得更大的发展，新一代的计算机网络技术在全面发展方向肯定会有崭新的未来。
参考文献：
[1]亢大鹏、张明扬.网络通信中路由器技术的研究[J].科技信息(学术版).2008(7)
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[3]陈华.浅谈路由器技术[J].科技信息.2011(7)
[4]王晓燕、Wang Xiaoyan.路由器技术及发展[J].铁道通信信号.2007,43(8)
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