路由器连接多个网络的桥梁

导读：路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，他能将不同网络或网段之间的数据信息进行转发，以使他们能够相互通信，从而构成一个更大的网络。一般来说，路由器是针对第三层协议的转发，即针对网络层协议(如IP，IPX/SPX等)，他一般需求进行数据通信的双方使用相同的网络层协议。

路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发及输出链路调度等，一般由特定的硬件来完成;控制功能一般用软件来实现，包括和相邻路由器之间的信息交换、系统设置、系统管理等。

多少年来，路由器的发展有起有伏。90年代中期，传统路由器成为制约因特网发展的瓶颈。ATM交换机取而代之，成为IP骨干网的核心，路由器变成了配角。进入90年代末期，Internet规模进一步扩大，流量每半年翻一番，ATM网又成为瓶颈，路由器东山再起，Gbps路由交换机在1997年面世后，人们又开始以Gbps路由交换机取代ATM交换机，架构以路由器为核心的骨干网。

总的来说，路由器的发展经历了五代：

(1)代路由器的雏形就是用一台计算机插接多块网卡实现的，多个网卡共用一个处理器CPU，通过内部总线互联，CPU负责了几乎全部的路由计算、数据转发指令，同时还要负责整台机器的设备管理工作。这种集中转发、软件处理的模式，再加上共享总线的结构，使得路由器的整体性能非常低。

(2)第二代路由器将原来数据转发和路由计算分置于两个处理器上，主处理器完成路由计算，从处理器完成数据转发。同时除了系统内存，在各个网络接口卡上布置了Cache结构，少数常用的路由信息保留在业务接口卡上，这样大多数报文就能直接通过业务板Cache的路由表进行转发，以减少对总线和CPU的需求。

(3)第三代路由器在第二代的基础上在接口卡上面采用了ASIC技术，提高数据的转发速度。但由于仍然沿用的是总线结构，所以依然受到总线速度的限制。

(4)第四代路由器的重大进步是采用了交换网板代替了原来的总线结构，一改原先总线瓶颈，交换网板采用CrossBar或共享缓存技术，加上ASIC芯片的高速转发，可达到吉比特级的交换容量。后来出现的4.5代路由器采用网络处理器代替ASIC技术来实现数据转发，这样的好处在于网络处理器能非常好地适应新的业务，但由于其结构限制，不能支持IPv6和严格的QoS。

(5)随着网络应用的发展，及宽带城域网的建设、多样化的多媒体业务的开展，互连网逐渐暴露了IP地址不足、QoS质量无法保护、对新协议的适应能力差及安全可靠性不高等缺点，于是涌现了许多新技术，例如IPv6、IPQoS、MPLS、流量工程等，新的业务需求和技术进步，带来了路由器软硬件体系的又一次飞跃，由此诞生了第五代路由器，他不仅继承了以前路由器的好处，更为重要的是具有硬件支持IPv6、QoS等特性。