01. 什么是路由器？

• 路由:确定数据包从源头到目的地的路径（主机之间的最佳传输路径）。这一过程称为路由。
• 转发:将数据包从路由器的输入端口传输到相应的输出端口（这在路由器内部进行）。

02. 典型路由器结构

03. 路由器的工作原理

1. 路由（软件，控制层）:
   • 路由协议选择并生成路由条目，并将其添加到路由表中。
   • 路由表映射到内存中的转发引擎，并存储在 ASIC 芯片的缓存区。

2. 数据包转发（硬件、数据层）:
   • 数据链路层删除帧头和预告片后，数据包被发送到网络层。
   • 网络层使用 IP 标头的关键字段搜索转发表，并确定输出接口。

04. 硬件路由转发表

• CAM 表:
  • 执行二进制匹配（1 或 0）。要么完全匹配，要么完全不匹配。
  • 用于 MAC 地址查询。

• TCAM 转发表:
  • 执行三元匹配（0、1 或 "无所谓"）。
  • 从精确匹配到不精确匹配排序。
  • 用于路由表策略、路由匹配、防火墙和路由规则匹配。

05. NP（网络处理器）芯片

• 更高的性能:集成了数十个 CPU、硬件协处理器和加速器。即使具有拥塞管理和队列调度等复杂的 QoS 功能，它仍能实现线速转发（"硬转发"）。
• 更大的灵活性:可编程用户界面允许灵活扩展。
• 强大的服务支持:快速支持新的增值服务（如 MPLS、QoS、组播）。
• 便捷的管理和发展:显著缩短二次开发周期。
• IPv6 兼容性:预留的 IPv6 接口可实现顺利的软件升级。
• 高可靠性:芯片在生产前经过了严格的疲劳测试，因此适用于电信级设备的开发。

06. 多级交换结构路由器

07. 集群路由器

• 交换结构将多个交换结构聚合在一起，提供了一个 分布式结构 以满足对性能、可扩展性和大小的要求。
• 它包括多个具有路由计算能力的控制节点，可分布式执行路由和控制协议。
• 集群路由器架构被认为是符合互联网发展需求的下一代高性能路由器架构。