01. Что такое маршрутизатор?

• Маршрутизация: Определяет путь пакета данных от источника к месту назначения (оптимальный путь передачи между узлами). Этот процесс называется маршрутизацией.
• Переадресация: Передает пакеты данных из входного порта маршрутизатора в соответствующий выходной порт (это происходит внутри маршрутизатора).

02. Типичная структура маршрутизатора

03. Как работает маршрутизатор

1. Маршрутизация (программное обеспечение, уровень управления):
   • Протокол маршрутизации выбирает и генерирует записи маршрута, которые добавляются в таблицу маршрутизации.
   • Таблица маршрутизации отображается в памяти механизма пересылки и хранится в кэш-области микросхемы ASIC.

2. Пересылка пакетов (аппаратный уровень, уровень данных):
   • После того как канальный уровень удаляет заголовок кадра и трейлер, пакет отправляется на сетевой уровень.
   • Сетевой уровень использует ключевые поля заголовка IP для поиска в таблице пересылки и определения выходного интерфейса.

04. Таблица переадресации аппаратной маршрутизации

• Таблица CAM:
  • Выполняет бинарное совпадение (1 или 0). Либо полностью совпадает, либо не совпадает вообще.
  • Используется для поиска MAC-адресов.

• Таблица переадресации TCAM:
  • Выполняет троичное сопоставление (0, 1 или "безразлично").
  • Сортировка от точных до неточных совпадений.
  • Используется для политик таблиц маршрутизации, согласования маршрутизации, брандмауэров и согласования правил маршрутизации.

05. Чип NP (сетевой процессор)

• Более высокая производительность: Интегрирует десятки процессоров, аппаратных сопроцессоров и ускорителей. Даже при наличии сложных функций QoS, таких как управление перегрузками и планирование очередей, он может обеспечить линейную скорость пересылки ("жесткая пересылка").
• Большая гибкость: Программируемые пользовательские интерфейсы позволяют гибко расширять систему.
• Сильная сервисная поддержка: Быстрая поддержка новых дополнительных услуг (например, MPLS, QoS, многоадресная рассылка).
• Удобное управление и развитие: Значительно сокращает цикл вторичной разработки.
• Совместимость с IPv6: Зарезервированные интерфейсы IPv6 позволяют плавно обновлять программное обеспечение.
• Высокая надежность: Перед производством чипы проходят тщательное тестирование на усталость, что делает их пригодными для разработки оборудования телекоммуникационного класса.

06. Маршрутизаторы с многоступенчатой структурой коммутации

07. Кластерные маршрутизаторы

• Коммутационная структура объединяет несколько коммутационных структур, предлагая распределённая архитектура который отвечает требованиям к производительности, масштабируемости и размеру.
• Она включает в себя несколько узлов управления с возможностями вычисления маршрутизации, что позволяет распределенно реализовывать протоколы маршрутизации и управления.
• Архитектура кластерного маршрутизатора считается высокопроизводительным маршрутизатором нового поколения, отвечающим потребностям развития интернета.