[转帖]宽带路由器编年史之路由器的前世

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    随着宽带路由器应用的普及，用户对宽带路由器产品越来越重视。宽带路由器已经得到越来越广泛的应用，衍生并发展了宽带路由器市场，各厂家纷纷推出功能各异、名目众多的路由器产品。从路由技术的诞生，到如今各种琳琅满目的产品，这期间技术的飞速发展，市场的迅速扩大不得不可谓是网络界的奇迹。
    如今如果有人需要将几台电脑连接到互联网，并在内部组成局域网络，应该是十分容易的事情了，只要通过宽带路由器来进行连接，并通过简单的一些设置便可以实现这样的功能。而在宽带路由器没有诞生之前人们又是怎么做的呢？普通的用户要想实现这样的功能，必须通过一台电脑安装网关软件后作为服务器，再插双网卡来实现。其中，一张用于连接外网，另一张用于连接内网，而内网的组建则是依靠于集线器或者简单的交换机。基于这样的方式不但前期投入的成本较大，而且不管客户端还是服务器端都要经过烦琐的设置，此外，用作网关的服务器一般需要保障长时间的开启，才能让其余的各台电脑上网，因此不但后期的使用成本较高，而且对于这台服务器的用户也带来了不少麻烦。

    宽带路由器的出现解决了这种情况的发生，在具备路由器功能的同时，还具备了简单的交换机功能。不再需要双网卡的电脑来做服务器主机，取而代之的是一台宽带路由器，并且可以同时与互联网和内网中的电脑相连接。无论是前期投入还是后期使用的成本都极低，其稳定性与功能都在不断完善进步，如今已成为了目前组建大小企业多功能网络时不可或缺的部件之一。

    宽带路由器前世原身   

    在网络普及的今天，凡是上过网的基本都知道“路由器”这三个字，即使没有见过真正的路由器，也曾听别人提起这个名字。但是“网桥”一词又有多少人知晓呢？

    在网络发展的初期，局域网的出现并迅速发展使得大规模的局域网由于网段的限制无法组建完整。但当时由于技术有限原有的交换机或是集线器虽然可以把整个网络内的电脑连接在一起，但却无法突破不同网段间不能连接的限制。

    网桥的出现打破了大型局域网网段上限的尴尬局面，也正是出于一种设备能够完成多个网段间数据包的相互转发的需求所开发而成。



    网桥工作在数据链路层，将两个LAN连起来，根据MAC地址来转发帧，对本地网桥而言，性能比较重要，而对远程网桥而言，在长距离上可正常运行是更重要的，因为远程网桥是通过一个较慢的链路，连接两个远程LAN。网桥并不了解其转发帧中高层协议的信息，这使它可以同时并以同种方式来处理IP、IPX等协议，它还提供了将无路由协议的网络分段的功能。

    网络界里程碑 路由器诞生

    路由的话题早已在计算机界出现，但直到八十年代中期才获得商业成功，这一时间延迟的主要原因是之前的网络过于简单，后来大型网络的增多才使路由器的使用较为普遍。

    1984年，一个来自斯坦福大学的Leonard Bosack和Sandy Lerner教师夫妇在美国硅谷的圣何塞成立了一家名为思科(Cisco)的电子公司，他们设计了一种名为“多协议路由器(Access Gateway Server)”的联网设备，可以使斯坦福大学中不兼容的计算机网络连在一起。这就是如今被喻为网络里程碑的宽带路由器(Router)的前身。

    路由在整个的传递过程中，所传输的信息至少遇到一个中间节点。其包含两个基本的动作：确定最佳路径和通过网络传输信息，后者也称为数据交换。

    路由器的作用是根据从网络协议获悉的有关信息，控制通过互连网络的通信量。让我们先来讨论一下计算机网络协议的作用。

    在一个大型计算机组连在一起的互联网络中，必须有一些约定的方式供这些设备相互访问和通信。随着网络规模的增大，让每一台计算机记住互联网络上其他所有计算机的地址是不切实际的，因此必须有一些机制来减少每台计算机为实现与其他所有计算机通信而维护的信息量。

    已使用的机制是将一个互连网络分成许多独立、但互相连接的网络，这些网络本身可能又被分为许多子网。记住这些分立网络的任务可以交给被称为路由器的专用计算机来完成。使用这种方法，网络上的计算机只需记住互连网络中的分立网络，而不需记住网络上的每一台计算机。

    从本质上说，路由器的作用是将报文分组从一个网络路由到另一个网络。这句话暗含着两个含义。第一，一个路由器的多个接口不能被配置成相同的网络号，通过使用子网掩码，可以在同一路由器的不同接口上配置相同的网络号，但是有不同的子网号；第二，由于每条广播有一个目的网络号，故在缺省目的网络号的情况下路由器不能转发广播包。


路由器将不同的网络连接起来


    路由器与早期网桥相比较

    网桥并不了解其转发帧中高层协议的信息，这使它可以同时以同种凡是处理IP、IPX等协议，它还提供了将无路由协议的网络（如NetBEUI）分段的功能。


网桥工作方式


    由于路由器处理网络层的数据，因此它们更容易互联不同的数据链路层，如令牌环网段和以太网段。网桥通常比路由器难控制。像IP等协议有复杂的路由协议，使网管易于管理路由；IP等协议还提供了较多的网络如何分段的信息（即使其地址也提供了此类信息）。而网桥则只用MAC地址和物理拓扑进行工作。因此网桥一般适于小型较简单的网络。


路由器工作方式




早期路由器的技术特点

    早期的路由器仅仅是由CPU、内存、专用的主板和多个网络控制器等网络主机所必需的方面组成。其操作系统是固化在ROM之中，虽然功能单一，但确能出色的完成路由这一重要的任务，而且相对电脑而言，稳定性也大有增强。大量生产的前提下，路由器的价格比起能够实现这样电脑，便宜了很多，因此组建发展成一种专用的网络硬件产品。

    随着路由器的发展，技术的进步使其能够满足越来越大的网络需求。

    1、处理器

    路由器的处理器同电脑主板、交换机等产品一样，是路由器最核心的器件。处理器的好坏直接影响路由器的性能，处理能力差的处理器，路由器性能好不了，但反过来处理器好了，路由器性能却未必就好，因为处理器不是决定路由器的惟一因素。




    2、内存

    内存则是用于存储CPU运算所需的数据和放置路由表等，因此对于处理器能力强大，连接网络用户较多的宽带路由器来说，对于内存的需求也就越大，在面向多用户的宽带路由器中，配备高容量内存较为合适。




    3、Flash容量

    Flash是用来存放操作系统和应用程序的，其大小主要取决于用何种操作系统、应用程序编写效率和用户界面的精细程度。Flash用得越小软件水平越高。当然，产品功能多、用户界面精致美观相对来说用的Flash会大一点。




    4、承载计算机数量

    宽带路由器的带机数量直接受实际使用环境的网络繁忙程度影响，不同的网络环境带机数量相差很大。计算一个网络每台PC的平均数据流量也是不能做到精确的。所以，较为客观的说法应该指明这个带机量是针对哪种类型网络的，而且是根据典型情况估算出来的范围。




    5、WAN口数

    WAN数决定路由器可以接入的进线数量，比如双WAN口路由器可以选择两条接入，如选择电信的ADSL接入后，还可以选择联通或者其他运营商的一条接入；而四WAN口路由器则可以选择四条接入。多WAN口的好处之一是可以在增加较少成本的情况下，大幅增加上网带宽。




    作者结语

    近几年来，为了提高IP路由网络的性能，一系列的产品应运而生。很多供应商开发了自主产权的不再支持RIP或OSPF路由拓扑信息的交换机制。简单地说，三层交换在完成对收到的第一个新数据流进行路由后，产生一个MAC地址与IP地址的映射表，当具有相同地址信息的数据流再次通过时，即根据此表直接在二层完成转发。用一句话来概括就是“一次路由，多次交换”。

    综上所述，路由器作为一个网络与通讯基础设施产品, 其技术发展和普及速度可见一斑。从以前都不太为企业和个人用户所了解，到如今成为企业和家庭搭建网络的必备之品，这期间技术的飞速发展，市场的迅速扩大不得不可谓是网络界的奇迹。