路由器性能指标详解表项主要比较路由器是否是模块化结构模块化结构的路由器一般可扩展性较好,可以支持多种端口类型, 例如以太网接口、快速以太网接口、高速串行口等,各种类型端口的数量一般可选价格通常比较昂贵 固定配置路由器可扩展性较差,只用于固定类型和数量的端口,一般价格比较便宜路由器配置接口种类列举路由器能支持的接口种类,体现路由器的通用性常见的接口种类有:通用串行接口(通过电缆转换 成 RS 232 DTE/DCE 接口、V.35 DTE/DCE 接口、X.21 DTE/DCE 接口、RS 449 DTE/DCE 接口和 EIA530 DTE 接口等)、10M以太网接口、快速以太网接口、10/100自适应以太网接口、千兆以太网接口、ATM接口(2 M、25M、155M、633M 等)、POS 接口(155M、622M 等)、令牌环接口、FDDI 接口、E1/T1 接口、E3/T3 接 口、ISDN 接口等用户可用槽数该指标指模块化路由器中除CPU板、时钟板等必要系统板及/或系统板专用槽位外用户可以使用的插槽数 根据该指标以及用户板端口密度可以计算该路由器所支持的最大端口数CPU无论在中低端路由器还是在高端路由器中,CPU都是路由器的心脏。
通常在中低端路由器中,CPU负责交换 路由信息、路由表查找以及转发数据包在上述路由器中,CPU的能力直接影响路由器的吞吐量(路由表 查找时间)和路由计算能力(影响网络路由收敛时间)在高端路由器中,通常包转发和查表由ASIC芯片 完成,CPU只实现路由协议、计算路由以及分发路由表由于技术的发展,路由器中许多工作都可以由硬 件实现(专用芯片)CPU性能并不完全反映路由器性能路由器性能由路由器吞吐量、时延和路由计算 能力等指标体现内存路由器中可能由多种内存,例如Flash、DRAM等内存用作存储配置、路由器操作系统、路由协议软件等 内容在中低端路由器中,路由表可能存储在内存中通常来说路由器内存越大越好(不考虑价格)但 是与CPU能力类似,内存同样不直接反映路由器性能与能力因为高效的算法与优秀的软件可能大大节约 内存端口密度 该指标体现路由器制作的集成度由于路由器体积不同,该指标应当折合成机架内每英寸端口数但是出 于直观和方便,通常可以使用路由器对每种端口支持的最大数量来替代路由协议支持 路由信息协议(RIP)RIP是基于距离向量的路由协议,通常利用跳数来作为计量标准°RIP是一种内部网关协议。
由于RIP实现 简单,是使用范围最广泛的路由协议该协议收敛较慢,一般用于规模较小的网络RIP协议在RFC 1058 规定路由信息协议版本2 (RIPv2)该协议是RIP的改进版本,允许携带更多的信息,并且与RIP保持兼容在RIP基础上增加了地址掩码(支 持CIDR)、下一跳地址、可选的认证信息等内容该版本在RFC 1723中规范化开放的最短路径优先协议版本2 (OSPFv2)该协议是一种基于链路状态的路由协议,由IETF内部网关协议工作组专为IP开发,作为RIP的后继内部 网关协议OSPF的作用在于最小代价路由、多相同路径计算和负载均衡OSPF拥有开放性和使用SPF算法 两大特性中间系统一中间系统”协议(ISIS)ISIS协议同样是基于链路状态的路由协议该协议由ISO提出,起初用于OSI网络环境,后修改成可以在 双重环境下运行该协议与OSPF协议类似,可用于大规模IP网作为内部网关协议边缘网关协议(BGP4)BGP协议是用于替代EGP的域间路由协议°BGP4是当前IP网上最流行的也是唯一可选的自治域间路由协议 该版本协议支持CIDR,并且可以使用路由聚合机制大大减小路由表BGP4协议可以利用多种属性来灵活地 控制路由策略。
802.3、802.1Q 的支持802.3是IEEE针对以太网的标准支持以太网接口的路由器必须符合802.3协议802.1Q是IEEE对虚拟 网的标准符合802.1Q的路由器接口可以在同一物理接口上支持多个VLAN对IPv6的支持未来的IP网可能是一个采用IPv6的网络由于Web的出现导致互联网爆炸性的发展,IP网的用户迅速增 加,IP地址空前紧张,于是提出IPv6IPv6首先要解决的问题是扩大地址空间,同时还在IP层增加了 认证和加密的安全措施,为实时业务的应用定义了流标签(Flow Label)但是由于市场的巨大惯性以及无 类别编址(CIDR)的有效应用大大推迟了 IP地址耗尽的时间,IPv6至今尚未得到广泛应用但是随着业 务的增加,互联网的进一步发展,采用IPv6是不可避免的对IP以外协议的支持除支持IP协议外,路由器设备还可以支持IPX、DECNet、AppleTalk等协议这些协议在国外有一定应用, 在我国应用较少,一般不用考虑源地址路由支持,透明桥接地址路由指路由器为数据包选择路由时不根据IP包的目的地址(通常情况根据目的地址),而根据IP包 的源地址选路源地址路由是策略路由的一种。
一般路由器应当支持透明桥接是指路由器端口以透明网 桥的方式工作,执行网桥的功能不对数据包作路由检查转发,只作MAC帧桥接策略路由方式路由器除将目的地址作为选路的依据以外,还可以根据TOS字段、源和目的端口号(高层应用协议)来为 数据包选择路径策略路由可以在一定程度上实现流量工程,使不同服务质量的流或者不同性质的数据(语 音、FTP)走不同的路径PPP, MLPPPPPP协议是互联网协议中一个重要协议:早期的网络是由路由器使用PPP协议点到点连接起来的,并且大 多数用户采用PPP接入所以凡是具有串口的路由器都应当支持PPP协议并作为首选°MLPPP是指将多个P PP链路捆绑使用PPPOE支持PPP Over Ethernet是一种新型的协议用于解决对以太网接入用户的认证和计费问题与此类似的是PPP Over ATM协议,使用该协议的路由器设备可以终结接入业务当前PPPOE与PPPOA协议存在的问题是容量 问题大多数支持该协议的路由器只能处理数千个活动的会话组播支持(列举协议)互连网组管理协议(IGMP)IGMP (Internet Group Management Protocol)是IP主机用作向相邻多目路由器报告多目组成员。
多目 路由器是支持组播的路由器,向本地网络发送IGMP查询主机通过发送IGMP报告来应答查询组播路由 器负责将组播包转发到所有网络中组播成员距离矢量组播路由协议(DVMRP)DVMRP是基于距离矢量的组播路由协议,基本上基于RIP开发DVMRP利用IGMP与邻居交换路由数据包 协议无关组播协议(PIM)PIM是一种组播传输协议,能在现存IP网上传输组播数据PIM是一种独立于路由协议的组播协议,可以 工作在两种模式:密集模式和疏松模式在PIM密集模式下,报文分组缺省向所有端口转发,直到发生裁减和切除在密集模式下假设所有端口上的设备都是组播成员,可能使用组播包疏松模式与密集模式相 反,只向有请求的端口发送组播数据VPN支持IP上的VPN巳经在上文路由器技术中描述可能使用的协议有L2TP、GRE、IP Over IP、IPSec等并且 应当关注支持VPN的能力加密方式路由器可能在VPN实现中或其他条件下使用加密机制来保证安全路由器使用CPU执行软件算法通常会影 响转发效率部分路由器在设计中采用硬件加密方式来提高转发效率MPLSMPLS技术巳在上文路由器技术中描述MPLS中除包括标记交换外还包括快速重路由、MPLS中VPN、流量工 程等高级应用。
由于MPLS标准尚未成熟,对MPLS互通也应当关注路由器性能全双工线速转发能力路由器最基本且最重要的功能是数据包转发在同样端口速率下转发小包是对路由器包转发能力最大的考 验全双工线速转发能力是指以最小包长(以太网64字节、POS 口 40字节)和最小包间隔(符合协议规 定)在路由器端口上双向传输同时不引起丢包该指标是路由器性能重要指标设备吞吐量指设备整机包转发能力,是设备性能的重要指标路由器的工作在于根据IP包头或者MPLS标记选路,所 以性能指标是转发包数量每秒设备吞吐量通常小于路由器所有端口吞吐量之和端口吞吐量端口吞吐量是指端口包转发能力,通常使用pps:包每秒来衡量,它是路由器在某端口上的包转发能力通常采用两个相同速率接口测试但是测试接口可能与接口位置及关系相关例如同一插卡上端口间测试 的吞吐量可能与不同插卡上端口间吞吐量值不同背靠背帧数背靠背帧数是指以最小帧间隔发送最多数据包不引起丢包时的数据包数量该指标用于测试路由器缓存能 力有线速全双工转发能力的路由器该指标值无限大路由表能力路由器通常依靠所建立及维护的路由表来决定如何转发路由表能力是指路由表内所容纳路由表项数量的 极限由于Internet上执行BGP协议的路由器通常拥有数十万条路由表项,所以该项目也是路由器能力的 重要体现。
背板能力背板能力是路由器的内部实现背板能力能够体现在路由器吞吐量上:背板能力通常大于依据吞吐量和测 试包场所计算的值但是背板能力只能在设计中体现,一般无法测试丢包率丢包率是指测试中所丢失数据包数量占所发送数据包的比率,通常在吞吐量范围内测试丢包率与数据包 长度以及包发送频率相关在一些环境下可以加上路由抖动、大量路由后测试时延时延是指数据包第一个比特进入路由器到最后一比特从路由器输出的时间间隔在测试中通常使用测试仪 表发出测试包到收到数据包的时间间隔时延与数据包长相关,通常在路由器端口吞吐量范围内测试,超 过吞吐量测试该指标没有意义时延抖动时延抖动是指时延变化数据业务对时延抖动不敏感,所以该指标没有出现在Benchmarking测试中由于 IP上多业务,包括语音、视频业务的出现,该指标才有测试的必要性VPN支持能力通常路由器都能支持VPN其性能差别一般体现在所支持VPN数量上专用路由器一般支持VPN数量较多 无故障工作时间该指标按照统计方式指出设备无故障工作的时间一般无法测试,可以通过主要器件的无故障工作时间计 算或者大量相同设备的工作情况计算内部时钟精度拥有ATM端口做电路仿真或者POS 口的路由器互连通常需要同步。
如使用内部时钟则其精度会影响误码率 内部时钟精度级别定义以及测试方法可参见相应同步标准QoS能力队列管理机制队列管理控制机制通常指路由器拥塞管理机制以及队列调度算法常见的方法有RED、WRED、WRR、DRR、WFQ、WF2Q 等端口硬件队列数通常路由器中所支持的优先级由端口硬件队列来保证每个队列中的优先级由队列调度算法控制QoS分 类方式指路由器可以区分QoS所依据的信息最简单的QoS分类可以基于端口同样路由器也可以依据链路层优 先级(802.1 Q中规定)、上层内容(TOS字段、源地址、目的地址、源端口、目的端口等信息)来区分包 优先级分类业务带宽保证体现路由器是否能对各种业务等级作带宽保证该指标可以由队列调度算法等方式实现RSVPRSVP是资源预留协议,用于端到端路径上资源的预留使用软状态刷新,是流驱动工作方式该协议一般 不能在大规模全国范围网络上运行但是通常路由器支持该协议,一些著名厂商使用该协议用于MPLSIP Diff Serv区分服务是对IP服务质量分级,是对QoS的一种简化CAR支持CAR是指承诺接入速率,是一种接入控制按照与用户签订的协议,对超出承诺速率的数据包做不同处理: 丢弃或标记;又称为标记颜色。