第三十章 多协议路由器
多协议路由器，付新更是知道，1984年12月，思科系统公司（Cisco_Systems,Inc.）在美国成立，创始人是斯坦福大学的一对教师夫妇，计算机系的计算机中心主任莱昂纳德.波萨克（Leonard_Bosack）和商学院的计算机中心主任桑蒂.勒纳（Sandy_Lerner）。
这夫妇二人设计了叫做“多协议路由器”的联网设备，用于斯坦福校园网络（SUNet），将校园内不兼容的计算机局域网整合在一起，形成一个统一的网络。这个联网设备被认为是联网时代真正到来的标志。
你说，付新这种大科学家转世的人，如何会不知道呢？
路由器可以分为第一代单总线单CPU结构路由器、第二代单总线主从CPU结构路由器、第三代单总线对称式多CPU结构路由器；第四代多总线多CPU结构路由器、第五代共享内存式结构路由器、第六代交叉开关体系结构路由器和基于机群系统的路由器等多类。
路由器具有四个要素：输入端口、输出端口、交换开关、路由处理器和其他端口。输入端口是物理链路和输入包的进口处。
端口通常由线卡提供，一块线卡一般支持4、8或16个端口，一个输入端口具有许多功能。第一个功能是进行数据链路层的封装和解封装。
第二个功能是在转发表中查找输入包目的地址从而决定目的端口（称为路由查找），路由查找可以使用一般的硬件来实现。或者通过在每块线卡上嵌入一个微处理器来完成。
第三，为了提高QoS（服务质量）。端口要对收到的包分成几个预定义的服务级别。
第四，端口可能需要运行诸如SLIP（串行线网际协议）和PPP（点对点协议）这样的数据链路级协议或者诸如PPTP（点对点隧道协议）这样的网络级协议。
一旦路由查找完成，必须用交换开关将包送到其输出端口。如果路由器是输入端加队列的，则有几个输入端共享同一个交换开关。这样输入端口的最后一项功能是参加对公共资源（如交换开关）的仲裁协议。
交换开关可以使用多种不同的技术来实现。
现在使用最多的交换开关技术是总线、交叉开关和共享存贮器。
最简单的开关使用一条总线来连接所有输入和输出端口，总线开关的缺点是其交换容量受限于总线的容量以及为共享总线仲裁所带来的额外开销。
交叉开关通过开关提供多条数据通路，具有N×N个交叉点的交叉开关可以被认为具有2N条总线。
如果一个交叉是闭合，输入总线上的数据在输出总线上可用，否则不可用。交叉点的闭合与打开由调度器来控制。因此，调度器限制了交换开关的速度。
在共享存贮器路由器中，进来的包被存贮在共享存贮器中，所交换的仅是包的指针，这提高了交换容量，但是，开关的速度受限于存贮器的存取速度。尽管存贮器容量每18个月能够翻一番。但存贮器的存取时间每年仅降低5%，这是共享存贮器交换开关的一个固有限制。
输出端口在包被发送到输出链路之前对包存贮，可以实现复杂的调度算法以支持优先级等要求。与输入端口一样，输出端口同样要能支持数据链路层的封装和解封装，以及许多较高级协议。
路由处理器计算转发表实现路由协议，并运行对路由器进行配置和管理的软件。同时。它还处理那些目的地址不在线卡转发表中的包。
其他端口一般指控制端口，由于路由器本身不带有输入和终端显示设备，但它需要进行必要的配置后才能正常使用，所以一般的路由器都带有一个控制端口‘Console‘，用来与计算机或终端设备进行连接。通过特定的软件来进行路由器的配置。所有路由器都安装了控制台端口，使用户或管理员能够利用终端与路由器进行通信。完成路由器配置。
该端口提供了一个EIA/TIA-232异步串行接口，用于在本地对路由器进行配置（首次配置必须通过控制台端口进行）。
Console端口使用配置专用连线直接连接至计算机串口，利用终端仿真程序（如Windows下的‘超级终端‘）进行路由器本地配置。路由器的Console端口多为RJ-45端口。
路由器在计算机网络中有着举足轻重的地位，是计算机网络的桥梁。通过它不仅可以连通不同的网络，还能选择数据传送的路径，并能阻隔非法的访问。
多协议路由器作为骨干网的一个节点，运行一定的Ad_Hoc网络路由协议，实现骨干网路由寻址的功能。
Ad_Hoc源于拉丁语，意思是“for_this”引申为“for_this_purpose_only”，即“为某种目的设置的，特别的”意思，即Adhoc网络是一种有特殊用途的网络。
Ad_Hoc结构是一种省去了无线中介设备AP而搭建起来的对等网络结构，只要安装了无线网卡，计算机彼此之间既可实现无线互联；其原理是网络中的一台计算机主机建立点到点连接，相当于虚拟AP，而其他计算机就可以直接通过这个点对点连接进行网络互联与共享。
Ad_Hoc网络又称移动自组网、多跳网络，具备组网灵活、快捷。不受有线网络的影响等特点，可广泛应用于军事和救援等无法或不便预先铺设网络设施的场合。
Ad_Hoc无线网络具有自身的特殊性。在组建实际使用的无线工作网络时，必须充分考虑网络的应用规模和扩展性，以及应用的可靠程度及实时性要求，选择合适的网络拓扑结构。
目前Ad_Hoc无线网络正朝着大规模方向发展，逐渐呈现分级化的趋势，以两级式的网络为代表。
在两级式网络中，网络分为骨干网、子网两级。子网级中，每个子网都可以构成独立的Ad_Hoc网络。可采用不同的路由协议。骨干网由多协议路由器节点和普通节点构成，其中，普通节点主要完成骨干网中的数据和控制信息的分发；而多协议路由器除了具备普通节点的功能外还要负责实现对子网的管理、控制和数据交互，是骨干网的核心设备。
在分级式Ad_Hoc网络中，多协议路由器通过和子网网关进行数据交互实现对子网的管理。子网内的通信类似于一般的Ad_Hoc网络；而子网间的通信需要通过子网网关节点和骨干网节点进行中转，可分为两种情况——同一路由器下同构/异构子网间的通信以及不同路由器下同构/异构子网间的通信。为了实现子网间的有效通信，路由器需要完成多种协议之间的相互转换。
Internet接入的需求使得分级式AdHoc网络必须存在一个接入点AP(Access_Point)。考虑到网络环境。这个功能需要由多协议路由器实现。因此，多协议路由器主要实现骨干网路由寻址、协议转换、Internet接入的AP三大功能。
一般情况下，AdHoc网中的路由器为车载式或背负式，所以多协议路由器必须有高集成度和移动性。
多协议路由器的硬件结构分为两部分：一部分为核心模块(MCF5272)部分，由微控制器模块和存储器模块(包括SDRAM和Flash)组成；另一部分为通信接口模块部分，由异步串行控制和收发模块、以太网控制和收发模块及通用串行总线USB(UniversalSerialBus)接口模块组成。
核心模块部分。微处理器模块主要负责处理数据。
存储器模块分为两部分：一部分为Flash(由两片Flash构成，共4MB)，作为程序存储器，用于存储操作系统内核、各种路由协议和路由表常量；另一部分为SDRAM，作为数据存储器。用作操作系统和各种路由程序的运行空间。
通信接口模块中，异步串行控制和收发模块用于与多个骨干网节点无线连接的同时。连接多个子网网关PRU(即分组无线控制单元)。以太网控制和收发模块可以实现Internet接入功能。USB接口模块用作连接网络设备控制终端，以及实现路由器对USB设备(如USB标准的移动硬盘,用来存储重要的路由信息)的存储控制。
“周部长，这可是好东西哇！”付新把资料粗略地看了一遍，乐呵呵地笑道。
周正明点了点头，吩咐道：“这东西怎么来的，我就不告诉你了，你自己去猜！但是我可以告诉你，这可是斯坦福大学里面出来的，得到这份资料很不容易，你不要泄露出去，看过了就收好，给其他人看，一定要给你信得过的人，一定要谨记！”
“周部长，您就放心吧，我知道这东西的重要性，多协议路由器是1984年12月，思科公司弄出来的，所以这可是先进技术，我知道它的重要性，一定会保管好的！”付新认真地说道，其他不用周正明说，他也知道了这东西怎么了的，或许，这还是一份沾了血的资料，他必须要好好珍惜！
“对了，付新，京城元件三厂，给他们的领导一个教训就可以了，别做得太狠了，毕竟他们跟国防科工委有合作，影响了他们的生产，到时候我们这边也不好交代！”周正明又叮嘱道。
“好的。”付新若有所思地点了点头！他付新喜欢赶尽杀绝，但同时，打脸什么的，他同意喜欢玩。