假如現在有人需要將小范圍內的幾臺電腦連接到互聯網，并在內部組成局域網絡，相信首先就會考慮到用寬帶路由器來實現這樣的功能。而在寬帶路由器沒有普及之前，普通的用戶要想實現這樣的功能，則一般是通過一臺電腦安裝網關軟件后作為服務器，它具備兩張網卡，一張用于連接外網或者調制解調器，一張用于連接內網，而內網的組建則是依靠于集線器或者簡單的交換機。基于這樣的方式不但前期投入的成本較大，而且不管客戶端還是服務器端都要經過煩瑣的設置，實現起來也比較麻煩；此外，用作網關的服務器一般需要保障長時間的開啟，才能讓其余的各臺電腦上網，因此不但后期的使用成本較高（服務器的電費），而且對于這臺服務器的用戶也帶來了不少麻煩。

　

　面向Soho、小型辦公室的一款寬帶路由器

　而寬帶路由器則同時在具備路由器功能的同時，還具備了簡單的交換機功能。這樣整個網絡中的核心設備就由傳統的服務器+交換機，轉換為了一臺寬帶路由器，它能同時與互聯網（或調制解調器）和內網中的電腦相連接。僅僅100來塊錢的身價和不到30W的耗電量，使得無論是前期投入還是后期使用的成本都極低，其穩定性與功能還絲毫不弱于以前的方式。

　也難怪正是基于以上的種種優勢，面向個人用戶的寬帶路由器能夠在短短的幾年時間中，快速的發展起來，成為了目前組建小型多功能網絡時不可或缺的部件之一。

　昨天：寬帶路由器發展的漫漫長路

　追根溯源，路由器的前身

　寬帶路由器仍然是屬于路由器大家族里面的一個分支，這一點相信各位讀者都能夠明白。但路由器是怎樣發展起來的呢？這里就很有必要給大家解釋一下。

　在電腦網絡發展的初期，雖然還沒有出現互聯網，但具備一定規模的局域網已經出現。由于這些網絡的規模過大，原有的網段（一個網段下有255個ip地址）已經不足以滿足其規模，因此導致了必需采用多個網段才能達到，相互組成一個完整的網絡。但問題是原有的交換機或者集線器雖然可以把整個網絡內的電腦連接在一起，但卻無法突破不同網段間不能連接的限制，因此并不能夠滿足需求。這需要一種設備能夠完成多種多個網段間數據包的相互轉發才可以，網橋（Bridges）正是出于這種需求，而被開發出來。

　

　某網橋產品

　網橋工作于網絡模型中的第二層，即鏈路層，它能夠把兩個局域網相互連接起來，然后根據網卡的物理地址來將一個數據包從一個網絡轉發到另一個網絡，從而達到相互連接的目的。其轉發是方式是依據數據幀中的源物理地址和目的物理地址來判定一個幀是否應轉發和轉發到哪個端口。

　

　網橋典型作用圖

　不過網橋是一種功能很弱的設備，盡管有些網橋產品可用于不同局域網（如，FDDI LAN和以太網）的連接，但一般來說，它所連接的網絡都是同質的（如以太網），因此假如碰到協議不一樣的網絡類型（如，以太網與令牌環、以太網與X.25），網橋就不能發揮其作用。而且網橋要記住網絡上所有獨立的計算機。假如使用網橋來連接到超大型的網絡上，問題就凸現出來。這時由于設備超出了網橋的治理范圍，導致不能理解網絡號，在網絡上任何地方生成的廣播將被發送到網上的每一個地方，從而產生了網絡風暴，導致整個網絡全被廣播信息布滿，直至完全癱瘓，因此穩定性大大降低。此外當內網與外部網絡互連時，網橋會把內部和外部網絡合二為一，形成一個整體的網絡，雙方都自動向對方完全開放自己的網絡資源，帶來的安全性問題也不可小視。

　因此隨著網絡的進一步擴大和網絡類型的進一步增多，人們迫切需要一種更為先進的方式，來解決以上難題。

　網絡交警，路由器的誕生

　1984年，一個來自斯坦福大學的Leonard Bosack和Sandy Lerner教師夫婦在美國硅谷的圣何塞成立了一家明為思科（Cisco）的電子公司，他們設計了一種名為“多協議路由器（access Gateway Server）”的聯網設備，可以使斯坦福大學中不兼容的計算機網絡聯在一起。這就是如今被喻為網絡交警的路由器（Router）的前身。

　

　思科公司在1986年推出的第一款多協議路由器AGS

　路由器是一種用于連接多個網絡或網段的網絡設備。這些網絡可以是幾個使用不同協議和體系結構的網絡（比如互聯網與局域網），可以是幾個不同網段的網絡（比如大型互聯網中不同部門的網絡），當數據信息從這樣各不相同的一個網絡傳輸到另外一個網絡時，其工作就是由路由器來完成。

　與網橋不同的是路由器不再工作于網絡模型中的鏈路層，而是提升的一層工作于網絡層，即第三層。由此帶來的好處是，各種不同的網絡協議，大都可以在網絡層上運行IP協議，這樣路由器可方便地連接不同類型的網絡。而且此時的路由器還可以利用網絡中定義的IP地址來完成對于每臺電腦的定位，而不是網橋中的物理地址。采用這種方式的好處在于，由于每個網絡中的IP地址都是在一定范圍內不沖突的、唯一的，路由器就可依此來對各個不同的網絡來分組進行區別、判定，從而在實現網絡的互連的同時還可保持各自網絡的獨立性。這樣用來組建由許多個小型網絡來互連形成的大型的網絡或者超大型的網絡成為了可能。此外路由器不轉發廣播消息，而把廣播消息限制在各自的網絡內部。需要發送到其他網絡的數據會被先被送到路由器進行，處理和判定，再由路由器轉發到目的網絡中的電腦去，這樣網絡風暴的情況就得以避免。

　

　路由器典型作用圖

　隨著路由器的發展，路由器的處理性能不光越來越強大，可以連接更大的網絡，而且加入了多個端口功能，用于連接多個IP子網，加入了治理功能使得智能化程度更高等等，這些都是傳統的網橋所不能比擬的。所以，隨著互聯網的興起，路由器成為了網絡節點中比不可少的設備，成了連接局域網與互聯網的橋梁，被各種局域網絡內部之間、局域網絡與局域網絡之間以及局域網絡和互聯網之間連接的樞紐，被稱為“網絡交警”再合適也不過。

　寬帶路由器，多技術融合的產物

　按照不同的使用類型進行分類，路由器可分為：接入路由器、企業級路由器、骨干級路由器、太比特路由器這四大類型，其中我們所說的寬帶路由器屬于接入路由器。它用來連接家庭或ISP內的中小型企業客戶。可分為連接到互聯網或者互聯網接入設備的WAN端口和連接到局域網或者電腦的LAN端口。

　

　思科早期的2500路由器

　最初的寬帶路由器其實可以看做是一臺功能簡化，但一方面功能更加專一的電腦主機，當然它沒有硬盤，光驅，顯卡，聲卡這類設備，而僅僅是由通用CPU（如英特爾公司的x86或者其它RISC精簡指令集處理器）、內存、專用的主板和多個網絡控制器等網絡主機所必需的方面組成。其操作系統是固化在ROM之中，雖然功能單一，但確能出色的完成路由這一重要的任務，而且相對電腦而言，穩定性也大有增強。大量生產的前提下，路由器的價格比起能夠實現這樣電腦，便宜了很多，因此組建發展成一種專用的網絡硬件產品。

　但技術是日益進步的，隨著路由器的發展，其產生了單總線單CPU結構、單總線主從CPU結構、單總線對稱式多CPU結構；多總線多CPU結構、共享內存式結構、交叉開關體系結構和基于機群系統價格，等多種路由器的架構類型，使其能夠滿足越來越大的網絡需求。但從硬件架構來看還是和電腦主機的架構十分相似。

　寬帶路由器對性能的要求一般不太高，功能也較為的單一，因此大都使用了價格便宜的單總線單CPU結構即可滿足，該架構包括了共享的中心總線、CPU、內存、ROM以及掛在共享總線上的多個網絡物理端口所組成。

　共享的中心總線能夠在同一總線上傳輸多種數據信號，具有結構簡單，通用性強，價格便宜的優點，普通的交換機同樣也是使用了共享的中心總線來完成數據交換的任務，所以在寬帶路由器上，用此種總線方式附加提供需求不高的交換機功能也是十分輕易的。總線的帶寬也在一定程度上決定了路由器的處理性能，由于總線信號是通過網絡設備的背板傳輸的, 所以一般廠商都也常將共享中心總線的帶寬以背板帶寬的方式進行表示。

　寬帶路由器中的CPU具備嵌入式處理器和通用處理器兩種不同的類型。通用處理器性能強大，通用強，并能實現多路并行處理等豐富的功能，因此經常在大型的路由器中能夠看到它的身影，如：奔騰系列、Alpha、Power、PA-RISC、Ultrasparc等，其實就是個人電腦或者服務器中采用的處理器，但缺點是價格昂貴，而且設計起來復雜，價格也居高不下，因此在寬帶路由器中使用明顯不合適。這樣嵌入式處理器就憑借架構簡單、功耗低、價格便宜的優點，成為了寬帶路由器的選擇，x86、ARM7、ARM9、MIPS、RDC等都是這樣的CPU，當然他們也具有一定的通用性，可適用于手機、打印機、家用電器等產品上。

　基于ARM7技術授權的嵌入式處理器

　內存則是用于存儲CPU運算運算所需的數據和放置路由表等，因此對于處理器能力強大，連接網絡用戶較多的寬帶路由器來說，對于內存的需求也就越大，在面向多用戶的寬帶路由器中，配備128MB以上的容量常事。

　而寬帶路由器中的ROM則一般是由Flash、EEPROM這類芯片所組成，它主要用來是用來存放寬帶路由器的專用的操作系統和應用程序，自然產品功能多、用戶界面花哨的放寬帶路由器，其ROM容量也較大，同時該ROM還可通過程序來進行升級，來解決Bug及提升功能和性能。

　物理端口則決定了寬帶路由器能夠適用那些網絡類型，它分為面向外網的WAN端口和面向內網的LAN端口。WAN端口一般可提供，諸如SLIP、PPP、PPPoE、PPPoA等多種網絡協議的支持，以方便多種方式的寬帶接入方式，同時通過軟件可實現，自動撥號等實用的功能。而LAN端口則用于連接到局域網內，一般還可提供多個LAN端口，實現簡單的交換機功能。

　可以看出寬帶路由器屬于路由器的低端產品，其功能相對單一，能夠治理的網絡節點也很有限。其結構上是借鑒電腦和交換機的產物，而鑲入式的軟件系統也來源于電腦，因此它是結合了多種技術在內的綜合硬件產品，其功能和性能也比較全面，同時可以擁有很高的智能度。