一、路由器定義

　　路由器是工作在OSI參考模型第三層--網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。路由器通過轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連。雖然路由器可以支持多種協(xié)議(如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等協(xié)議)，但是在我國絕大多數(shù)路由器運(yùn)行TCP/IP協(xié)議。路由器通常連接兩個或多個由IP子網(wǎng)或點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議標(biāo)識的邏輯端口，至少擁有1個物理端口。路由器根據(jù)收到數(shù)據(jù)包中的網(wǎng)絡(luò)層地址以及路由器內(nèi)部維護(hù)的路由表決定輸出端口以及下一跳地址，并且重寫鏈路層數(shù)據(jù)包頭實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。路由器通過動態(tài)維護(hù)路由表來反映當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并通過與網(wǎng)絡(luò)上其他路由器交換路由和鏈路信息來維護(hù)路由表。

　　二、路由器分類

　　當(dāng)前路由器分類方法各異，各種分類方法有一定的關(guān)聯(lián)，但是并不完全一致。

　　從結(jié)構(gòu)上分，路由器可分為模塊化結(jié)構(gòu)與非模塊化結(jié)構(gòu)，通常中高端路由器為模塊化結(jié)構(gòu)，低端路由器為非模塊化結(jié)構(gòu)。從網(wǎng)絡(luò)位置劃分，路由器可分為核心路由器與接入路由器。核心路由器位于網(wǎng)絡(luò)中心，通常使用高端路由器，要求快速的包交換能力與高速的網(wǎng)絡(luò)接口，通常是模塊化結(jié)構(gòu);接入路由器位于網(wǎng)絡(luò)邊緣，通常使用中低端路由器，要求相對低速的端口以及較強(qiáng)的接入控制能力。從功能上劃分，路由器可分為通用路由器與專用路由器。一般所說的路由器為通用路由器。專用路由器通常為實(shí)現(xiàn)某種特定功能對路由器接口、硬件等作專門優(yōu)化，例如接入路由器用作接入撥號用戶，增強(qiáng)PSTN接口以及信令能力;路由器增強(qiáng)隧道處理能力以及硬件加密;寬帶接入路由器強(qiáng)調(diào)寬帶接口數(shù)量及種類。從性能上分，路由器可分為線速路由器以及非線速路由器。通常線速路由器是高端路由器，能以媒體速率轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包;中低端路由器是非線速路由器，但是一些新的寬帶接入路由器也有線速轉(zhuǎn)發(fā)能力。

　　在標(biāo)準(zhǔn)的制定中，路由器從能力上區(qū)分可分為：高端路由器和低端路由器等類別，背板交換能力大于20Gbit/s，包交換能力大于20Mbit/s的路由器稱為高端路由器;包交換能力小于1Mbit/s的路由器稱為低端路由器。以市場占有率最大的Cisco公司為例，12000系列為高端路由器，7500以下系列路由器為低端路由器。顯然上述劃分存在空檔：包交換能力1Mbit/s以上20Mbit/s以下的路由器沒有參照標(biāo)準(zhǔn)。按照標(biāo)準(zhǔn)系列，應(yīng)當(dāng)有中檔路由器規(guī)范。但是由于中檔路由器沒有特殊性，可以參照低端路由器或高端路由器，所以不再單獨(dú)另立標(biāo)準(zhǔn)。

　　三、標(biāo)準(zhǔn)制定依據(jù)

　　路由器標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)RFC文檔。由于路由器技術(shù)復(fù)雜，相關(guān)RFC文檔較多，大約上百個。除此之外還有大量路由協(xié)議、網(wǎng)管協(xié)議以及接口標(biāo)準(zhǔn)等文檔也是非常重要，這里就不再一一羅列。與路由器相關(guān)最緊密的RFC文檔是RFC1812，即IPv4路由器技術(shù)要求，路由器設(shè)備技術(shù)規(guī)范只要參照RFC1812，同時參照公用電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)即可加以增刪。

　　雖然路由器標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)RFC文檔，但決不是簡單翻譯，在性能指標(biāo)方面主要依據(jù)對路由器測試的結(jié)果。由于路由器牽涉大量的技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)無法包含所有相關(guān)協(xié)議的內(nèi)容，所有協(xié)議的具體內(nèi)容參見相關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)或RFC文檔。但是簡單地翻譯或羅列相關(guān)RFC文檔號和協(xié)議名稱是不恰當(dāng)?shù)?。這是因?yàn)椋?/p>

　　(1)在協(xié)議的要求中有一些比較重要，有一些是任選的;(2)某些要求在路由器的應(yīng)用中非常關(guān)鍵，對于其他應(yīng)用或設(shè)備或缺無關(guān)緊要;(3)某些廠商會因特定原因選擇不同的特性。另外，在標(biāo)準(zhǔn)制定中，指定路由器必須實(shí)現(xiàn)的協(xié)議不會重復(fù)應(yīng)用協(xié)議的內(nèi)容，只規(guī)定協(xié)議中必須實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容、可選的內(nèi)容、不需實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容來對同類協(xié)議作選擇。路由器標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及當(dāng)前版本的協(xié)議及RFC文檔，隨著這些技術(shù)領(lǐng)域的更新以及相關(guān)協(xié)議或RFC文檔版本的更新，路由器標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)作相應(yīng)更新或補(bǔ)充。

　　四、標(biāo)準(zhǔn)范圍

　　路由器可以支持多種協(xié)議(如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等協(xié)議)，即使TCP/IP協(xié)議也有版本4和版本6之分。但是由于當(dāng)前TCP/IP已成為事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，IPv4在網(wǎng)絡(luò)中占絕對優(yōu)勢，所以路由器標(biāo)準(zhǔn)著重規(guī)范支持IPv4的設(shè)備。由于IPv6有其固有的優(yōu)越性，有可能在將來廣泛應(yīng)用，所以標(biāo)準(zhǔn)中建議路由器支持IPv6，但不作規(guī)范。路由器除標(biāo)準(zhǔn)中所描述的路由器外還有內(nèi)嵌路由器和透明路由器。內(nèi)嵌路由器指除提供路由功能外還提供操作系統(tǒng)功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。由于其固有的缺陷，在標(biāo)準(zhǔn)中建議不使用。透明路由器又稱共享地址路由器，在標(biāo)準(zhǔn)中雖不作規(guī)范，但不排斥使用。路由器標(biāo)準(zhǔn)是工作在復(fù)雜多樣的互聯(lián)網(wǎng)中的路由器必須遵守的規(guī)范。盡管當(dāng)前路由器不能完全符合標(biāo)準(zhǔn)，但是逐步符合路由器標(biāo)準(zhǔn)是努力的方向。由于互聯(lián)網(wǎng)的復(fù)雜性以及現(xiàn)實(shí)情況的多樣性，目前的路由器標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)作為建議標(biāo)準(zhǔn)。

　　五、路由器標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容

　　低端路由器標(biāo)準(zhǔn)與高端路由器標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容有一定差異，差別主要體現(xiàn)在路由器接口類型、性能要求、可靠性要求等方面。一般來說高端路由器對性能要求高，接口速率要求高，可靠性要求高，它主要用作高速轉(zhuǎn)發(fā);低端路由器要求功能較多，除企業(yè)網(wǎng)應(yīng)用外，公網(wǎng)中一般用它來作接入。上述兩類路由器在基本功能方面差異不大。所以下文以低端路由器為例介紹路由器標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容。

　　標(biāo)準(zhǔn)的第一部分指明標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的范圍，規(guī)定了路由器的技術(shù)要求，包括功能、指標(biāo)、通信接口、通信協(xié)議、環(huán)境要求等。第二部分羅列出路由器標(biāo)準(zhǔn)所引用的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。如上文所述，有近百個文檔。第三部分列舉在標(biāo)準(zhǔn)中使用的所有定義、術(shù)語和縮寫，主要定義路由器以及低端路由器。第四部分指出路由器的功能劃分以及實(shí)現(xiàn)方法，他們分別如下。

　　(1)接口功能：用作將路由器連接到網(wǎng)絡(luò)?？梢苑譃榫钟蚓W(wǎng)接口及廣域網(wǎng)接口兩種。局域網(wǎng)接口主要包括以太網(wǎng)、令牌環(huán)、令牌總線、FDDI等網(wǎng)絡(luò)接口。廣域網(wǎng)主要包括E1/T1、E3/T3、DS3、通用串行口(可轉(zhuǎn)換成X.21DTE/DCE、V.35DTE/DCE、RS232DTE/DCE、RS449DTE/DCE、EIA530DTE)等網(wǎng)絡(luò)接口。(2)通信協(xié)議功能：該功能負(fù)責(zé)處理通信協(xié)議，可以包括TCP/IP、PPP、X.25、幀中繼等協(xié)議。(3)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)功能：該功能主要負(fù)責(zé)按照路由表內(nèi)容在各端口(包括邏輯端口)間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包并且改寫鏈路層數(shù)據(jù)包頭信息。(4)路由信息維護(hù)功能：該功能負(fù)責(zé)運(yùn)行路由協(xié)議并維護(hù)路由表。路由協(xié)議可包括RIP、OSPF、BGP等協(xié)議。(5)管理控制功能：路由器管理控制功能包括五個功能，他們是SNMP代理功能、Telnet服務(wù)器功能、本地管理、遠(yuǎn)端監(jiān)控和RMON功能。通過五種不同的途徑對路由器進(jìn)行控制管理，并且允許紀(jì)錄日志。(6)安全功能：該功能用于完成數(shù)據(jù)包過濾、地址轉(zhuǎn)換、訪問控制、數(shù)據(jù)加密、防火墻以及地址分配等。還有在第四部分中指出的路由器必須實(shí)現(xiàn)的基本功能。

　　路由器標(biāo)準(zhǔn)的第五部分規(guī)定路由器接口物理層規(guī)范，其中包含E1接口、ISDN接口、以太網(wǎng)接口、串行同步口、FDDI接口以及其他接口。上述接口規(guī)范都引用現(xiàn)成標(biāo)準(zhǔn)，沒有詳細(xì)描述。第六部分主要通過引用其他標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的方式規(guī)定路由器接口的鏈路層規(guī)范，包括串行線路鏈路層協(xié)議、幀中繼端口鏈路層協(xié)議、X.25鏈路層協(xié)議、ISDN鏈路層協(xié)議等內(nèi)容。除此之外還包含路由器對鏈路層的附加要求：地址解析協(xié)議-ARP、關(guān)于Ethernet與802.3共存、最大傳輸單元-MTU、點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議-PPP以及接口測試等內(nèi)容。第七部分規(guī)定路由器Internet層協(xié)議，其中包括IP協(xié)議、ICMP協(xié)議和IGMP協(xié)議。路由器對上述協(xié)議的實(shí)現(xiàn)并不是簡單引用或翻譯，而是針對路由器設(shè)備對上述3個協(xié)議各選項(xiàng)所作的特殊規(guī)定，是路由器標(biāo)準(zhǔn)中重要內(nèi)容之一。第八部分對路由器的基本功能和轉(zhuǎn)發(fā)做了規(guī)定。其中包轉(zhuǎn)發(fā)過程具體規(guī)定符合互聯(lián)網(wǎng)層協(xié)議(STD5 RFC791、STD5 RFC950、STD5 RFC792、RFC1016)。

　　該部分內(nèi)容主要參照RFC1812，綜合上述幾個RFC文檔對路由器轉(zhuǎn)發(fā)做了要求，這是路由器標(biāo)準(zhǔn)中重要內(nèi)容之一。第九部分規(guī)定傳輸層協(xié)議，包括TCP協(xié)議與UDP協(xié)議。路由器工作在IP層，本來沒有必要實(shí)現(xiàn)傳輸層協(xié)議，但是由于運(yùn)行維護(hù)需要(Telnet)以及路由協(xié)議需要，路由器通常實(shí)現(xiàn)上述傳輸層協(xié)議。TCP和UDP協(xié)議描述主要簡單應(yīng)用，只對其中少量選項(xiàng)作定義。第十部分通過引用其他協(xié)議的方式規(guī)定路由器中運(yùn)行的最復(fù)雜的協(xié)議：路由協(xié)議。其中包含兩部分，內(nèi)部路由與外部路由。內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議用作在AS內(nèi)部分發(fā)路由信息(即AS內(nèi)部路由)。外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議用作在AS間交換路由信息(即AS間路由)。第十一部分指出路由器網(wǎng)管方面規(guī)定。要求路由器必須支持RFC1902至RFC1906中規(guī)定的SNMP v2以及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)MIB。第十二部分規(guī)定其他應(yīng)用協(xié)議。對路由器實(shí)現(xiàn)的所有其它應(yīng)用層協(xié)議，路由器必須符合STD3、RFC1123中相關(guān)要求。第十三部分指出路由器運(yùn)行維護(hù)方面的規(guī)定。主要制定路由器運(yùn)行和維護(hù)的內(nèi)容、路由器初始化、運(yùn)行和維護(hù)具體規(guī)定、路由器安全性考慮等內(nèi)容。第十四部分規(guī)定路由器主要技術(shù)指標(biāo)。主要包含路由器的丟包率、路由器吞吐量、路由器的時延、路由器認(rèn)證技術(shù)指標(biāo)、路由表容量、背靠背幀數(shù)以及其計(jì)費(fèi)、同步、可靠性指標(biāo)等內(nèi)容。最后規(guī)定了支持AppleTalk與Novell協(xié)議路由器，還規(guī)定了路由器環(huán)境要求以及電源和接地要求。