路由器的四個組件
- 輸入端口(input port)：執(zhí)行物理層功能（input port 左邊方框、output port 右邊方框）、數(shù)據(jù)鏈路層功能（input/output port 中間方框）、查找功能（input port右邊方框）
- 交換結(jié)構(gòu)：將路由器的輸入端口連接到它的輸岀端口
- 輸出端口：存儲從交換結(jié)構(gòu)接收的分組，并通過執(zhí)行必要的鏈路層和物理層功能在輸出鏈路上傳輸這些分組
- 路由選擇處理器：執(zhí)行控制平面功能。在傳統(tǒng)路由中執(zhí)行路由選擇協(xié)議，在SDN路由器中與遠(yuǎn)程控制器通信
輸入端口處理和基于目的地轉(zhuǎn)發(fā)
輸入端口的線路端接功能與鏈路層處理實現(xiàn)了用于各個輸入鏈路的物理層和鏈路層
input port的查找轉(zhuǎn)發(fā)功能所依據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)表是來自路由選擇處理器
路由選擇處理器將轉(zhuǎn)發(fā)表復(fù)制到線路卡，使得router能夠在本地做出轉(zhuǎn)發(fā)決策，而不必基于每個分組調(diào)用路由選擇處理器，避免了集中式處理
一個基于目的地轉(zhuǎn)發(fā)的路由表簡單實現(xiàn)：
- 路由器用分組目的地址的前綴(prefix)與該表中的表項進(jìn)行匹配
- 為了處理轉(zhuǎn)發(fā)表中多項匹配當(dāng)前目的地址的情況，這里使用最長前綴匹配規(guī)則(longest prefix matching rule)
從硬件來說，為了實現(xiàn)足夠高速的查找，使用特殊的內(nèi)存，比如三態(tài)內(nèi)容可尋址存儲器(Tenary Content Address Memory, TCAM)來查找
交換結(jié)構(gòu)
經(jīng)內(nèi)存交換
在CPU （路由選擇處理器）的直接控制下完成
分組到達(dá)input port，向路由器發(fā)起中斷，分組被復(fù)制到處理器內(nèi)存中，計算output port，再將該分組復(fù)制到output port中
經(jīng)總線交換
輸入端口經(jīng)一根共享總線將分組直接傳送到輸出端口，不需要路由選擇處理器的干預(yù)
縱橫式交換
并行轉(zhuǎn)發(fā)多個分組
非阻塞的（nonblocking）：只要沒有其他分組當(dāng)前被轉(zhuǎn)發(fā)到該輸出端口，轉(zhuǎn)發(fā)到輸出端口的分組將不會被到達(dá)輸出端口的分組阻塞
輸出端口處理
排隊問題
在輸入端口和輸出端口處都可以形成分組隊列，當(dāng)router的緩存空間耗盡時，就會出現(xiàn)丟包(packet loss)現(xiàn)象
input排隊
交換結(jié)構(gòu)不能快得（相對于輸入線路速度而言）使所有到達(dá)分組無時延地通過它傳送時，在輸入端口將岀現(xiàn)分組排隊
使用縱橫式交換結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明
這里在輸入隊列前端的兩個分組（帶深色陰影）要發(fā)往同一個右上角輸出端口，出現(xiàn)了線路前部(HOL)阻塞文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-717449.html
output排隊
假定
R
s
w
i
t
c
h
R_{switch}
Rswitch?比
R
l
i
n
e
R_{line}
Rline?快N倍,并且到達(dá)N個輸入端口的每個端口的分組，其目的地是相同的輸出端口，在這樣的情況下，output port即會出現(xiàn)排隊情況文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-717449.html
參考資料
- James F.Kurose&Keith W.Ross Computer Networking A Top-Down Approach(7th ed) 中文版
到了這里，關(guān)于【計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)】路由器的工作原理的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
