你知道什么是路由器嗎？

時(shí)間：2021-11-09 14:28:10

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[導(dǎo)讀]唐代清晨，一匹快馬疾馳在帝國(guó)的大道上，這是在緊急情況下啟用的八百里加急。前方戰(zhàn)事吃緊，戰(zhàn)情信息亟需送往京城，途中每到一個(gè)驛站都要換人換馬，日行八百里，一刻也不能耽誤。即使如此，等皇帝得到信息也需數(shù)天，路途中不知累死了多少匹馬。進(jìn)入19世紀(jì)，隨著電報(bào)、電話和傳真的發(fā)明，信息傳遞效率...

唐代清晨，一匹快馬疾馳在帝國(guó)的大道上，這是在緊急情況下啟用的八百里加急。前方戰(zhàn)事吃緊，戰(zhàn)情信息亟需送往京城，途中每到一個(gè)驛站都要換人換馬，日行八百里，一刻也不能耽誤。即使如此，等皇帝得到信息也需數(shù)天，路途中不知累死了多少匹馬。

進(jìn)入19世紀(jì)，隨著電報(bào)、電話和傳真的發(fā)明，信息傳遞效率大大提升，但如何實(shí)時(shí)傳輸大容量數(shù)據(jù)信息依然是一個(gè)難題。直到20世紀(jì)90年代Internet誕生，大容量數(shù)據(jù)信息才可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳播。在Internet中，有一種設(shè)備默默承擔(dān)著數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)發(fā)的重任，它就是我們今天要講的主角——路由器。

路由器是連接兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)間起網(wǎng)關(guān)的作用。它通過讀取每一個(gè)數(shù)據(jù)包中的IP地址來決定如何傳送。路由器的一個(gè)作用是連通不同的網(wǎng)絡(luò)，另一個(gè)作用是選擇信息傳送的最優(yōu)線路。

只說概念估計(jì)大家還是覺得太抽象了，那我們就從大家熟悉的上網(wǎng)速度出發(fā)，來看看網(wǎng)絡(luò)時(shí)代路由器的發(fā)展變化吧！

Modem時(shí)代路由器

1994年中國(guó)通過一條64K的國(guó)際專線，全功能接入Internet，從此被國(guó)際上正式承認(rèn)為擁有全功能Internet的國(guó)家，中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代從此開啟。一開始互聯(lián)網(wǎng)主要是被高校和研究所使用，作為學(xué)術(shù)探討的科研工具。隨著新浪、搜狐、網(wǎng)易等門戶網(wǎng)站的興起，普通民眾越來越多的使用門戶網(wǎng)站來訪問Internet。那時(shí)候的網(wǎng)民多數(shù)使用調(diào)制解調(diào)器（Modem，也稱為“貓”）通過電話線撥號(hào)上網(wǎng)。

伴隨著一陣“貓”的吱吱呀呀的叫聲，等待一兩分鐘后，計(jì)算機(jī)終于連上了互聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)民開始享受56 kbps的超級(jí)“慢”速度。6元/小時(shí)的高昂費(fèi)用，使得上網(wǎng)是件很奢侈的事情。機(jī)智網(wǎng)民解鎖的上網(wǎng)姿勢(shì)是這樣的：撥號(hào)上網(wǎng)后快速打開要看的所有網(wǎng)頁，然后斷開網(wǎng)絡(luò)，再細(xì)細(xì)品讀網(wǎng)頁內(nèi)容。

那時(shí)候家里一般只有一臺(tái)電腦上網(wǎng)，還用不到家用路由器，所以我們對(duì)路由器也沒什么概念。但其實(shí)網(wǎng)絡(luò)中是有路由器的，只是用在了運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，我們感受不到。

運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的路由器主要為PSTN接入提供了10M或100M以太網(wǎng)接口，并組建了X.25或幀中繼廣域網(wǎng)，承擔(dān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)作用，通過OSPF、BGP等路由協(xié)議計(jì)算最優(yōu)路徑，采用最長(zhǎng)匹配和逐條轉(zhuǎn)發(fā)方式將數(shù)據(jù)包送到目的地。

xDSL時(shí)代路由器

又熬了幾年，終于出現(xiàn)了ADSL。ADSL可謂是寬帶接入的一哥了，相比較Modem撥號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)上行1 Mbps、下行8 Mbps的寬帶接入速度，不僅上網(wǎng)速度提高了一大截，上網(wǎng)的同時(shí)還可以撥打電話。

在當(dāng)時(shí)，ADSL撥號(hào)上網(wǎng)可是很前衛(wèi)的，村里誰家要是用ADSL撥號(hào)上網(wǎng)，絕對(duì)算是引領(lǐng)潮流，走在路上，會(huì)隨時(shí)接受別人羨慕的目光。ADSL之后，在此基礎(chǔ)上出現(xiàn)了更多基于DSL技術(shù)的撥號(hào)上網(wǎng)方式，例如ADSL2、ADSL2 、VDSL、VDSL 等，我們統(tǒng)稱為xDSL（數(shù)字用戶線路，Digital Subscriber Line）。

xDSL利用在模擬線路中加入或獲取更多的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的信號(hào)處理技術(shù)來獲得高傳輸速率（理論值可達(dá)到52 Mbps）。網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到這里，在家上網(wǎng)撩個(gè)網(wǎng)友，看個(gè)視頻已毫無壓力。數(shù)據(jù)的快速轉(zhuǎn)發(fā)背后，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的路由器有哪些改進(jìn)呢？

這時(shí)候的路由器也更新?lián)Q代，接入側(cè)接口由十兆或百兆以太網(wǎng)接口升級(jí)為千兆以太網(wǎng)接口，使得網(wǎng)絡(luò)帶寬也相應(yīng)地升級(jí)為千兆以太網(wǎng)。同時(shí)，路由器由原來只支持X.25或幀中繼升級(jí)為支持ATM。ATM是一種以信元為基礎(chǔ)的分組交換技術(shù)，采用定長(zhǎng)標(biāo)簽，只需維護(hù)比路由表小得多的標(biāo)簽表，與IP路由方式相比，轉(zhuǎn)發(fā)性能大大提高。廣域網(wǎng)帶寬也隨之大大提高，最高可達(dá)622 Mbps，已經(jīng)可以滿足大部分網(wǎng)民的上網(wǎng)體驗(yàn)了。

PON時(shí)代路由器

這真正讓網(wǎng)民有人生達(dá)到巔峰感受的是當(dāng)下的光纖接入（簡(jiǎn)稱PON）時(shí)代。相對(duì)于xDSL，PON網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)最高千兆級(jí)的網(wǎng)絡(luò)接入速度。高清視頻、網(wǎng)絡(luò)游戲，通通無壓力，超高網(wǎng)速讓你爽到爆。炎炎夏日，空調(diào)、Wi-Fi、西瓜，可以盡情體驗(yàn)愜意人生了。

提到Wi-Fi，就不得不說幾乎家家都有的無線路由器了?，F(xiàn)在每個(gè)家庭都有多臺(tái)設(shè)備（電腦、手機(jī)、PAD等）需要上網(wǎng)，家用無線路由器自然是不可或缺了。其實(shí)，數(shù)據(jù)要想在廣域網(wǎng)傳送，也少不了之前我們提到過的運(yùn)營(yíng)商使用的電信級(jí)路由器。

無線路由器好比將無線AP和寬帶路由器合二為一，它不僅具備無線AP的無線覆蓋功能，還可以實(shí)現(xiàn)寬帶路由器的所有功能，實(shí)現(xiàn)家庭網(wǎng)絡(luò)中的Internet連接共享，實(shí)現(xiàn)基于xDSL、PON網(wǎng)絡(luò)或小區(qū)寬帶接入的無線共享接入。

無線路由器集成了路由器功能、防火墻功能、帶寬管理功能，集成寬帶以太網(wǎng)WAN接口，并內(nèi)置多個(gè)10/100/1000Mbps接口以及2.4GHz或5GHz無線頻段，既提供有線接入還提供無線接入方式，不僅可以用在家庭，還可以用在辦公室、企業(yè)等場(chǎng)合。

如果說無線路由器是名聲在外的武林高手，電信級(jí)路由器就是深藏不漏的“掃地僧”了，它身居各大電信機(jī)房，除了專業(yè)人士偶見其真面目以外，其他人很少見到。電信級(jí)路由器面對(duì)海量數(shù)據(jù)快速轉(zhuǎn)發(fā)的需求，不斷與時(shí)俱進(jìn)，無論功能還是性能上都大大提升。

功能上，路由器開始大規(guī)模支持MPLS，克服了廣域網(wǎng)中ATM造價(jià)昂貴、帶寬有限的局限性。MPLS獨(dú)立于第二和第三層協(xié)議，將IP地址映射為簡(jiǎn)單的具有固定長(zhǎng)度的標(biāo)簽，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，只在網(wǎng)絡(luò)邊緣分析IP報(bào)文，而不用在每一跳都分析，從而節(jié)約了處理時(shí)間。

性能上，路由器的接入側(cè)接口（路由器和BRAS之間的接口）已升級(jí)為10G或40G以太網(wǎng)接口。MPLS可以將ATM和IP技術(shù)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，在保持IP技術(shù)簡(jiǎn)潔性的前提下，提供類似于ATM技術(shù)的高性能。MPLS對(duì)帶寬沒有限制，廣域網(wǎng)單端口帶寬能力已提升至100Gbps。

未來可期

順應(yīng)5G、大視頻/VR/AR、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等的發(fā)展，路由器也將不斷更新?lián)Q代，大容量、高性能、全業(yè)務(wù)路由器產(chǎn)品，集群路由器，虛擬化路由器等產(chǎn)品層出不窮。更大容量、更高性能、更靈活運(yùn)維，路由器，未來可期！

文中涉及的縮略語：

ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，非對(duì)稱數(shù)字用戶線路）

AP（Access Point，接入點(diǎn)）

AR（Augmented Reality，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）

ATM（Asynchronous Transfer Mode，異步傳輸模式）

BGP（Border Gateway Protocol，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）

BRAS（Broadband Remote Access Server，寬帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)器）

DSL（Digital Subscriber Line，數(shù)字用戶線路）

MPLS（Multi-Protocol Label Switching，多協(xié)議標(biāo)簽交換）

OLT（Optical Line Terminal，光線路終端）

ONU（Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元）

OSPF（Open Shortest Path First，開放式最短路徑優(yōu)先）