路由器性能指標(biāo)詳解

2020-04-18 13:01:16

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供稿：網(wǎng)友

該表項(xiàng)主要比較路由器是否是模塊化結(jié)構(gòu)。模塊化結(jié)構(gòu)的路由器一般可擴(kuò)展性較好，可以支持多種端口類型，例如以太網(wǎng)接口、快速以太網(wǎng)接口、高速串行口等，各種類型端口的數(shù)量一般可選。價(jià)格通常比較昂貴。固定配置路由器可擴(kuò)展性較差，只用于固定類型和數(shù)量的端口，一般價(jià)格比較便宜。
路由器配置

接口種類

列舉路由器能支持的接口種類，體現(xiàn)路由器的通用性。常見(jiàn)的接口種類有：通用串行接口（通過(guò)電纜轉(zhuǎn)換成RS 232 DTE/DCE接口、V.35 DTE/DCE接口、X.21 DTE/DCE接口、RS 449 DTE/DCE接口和EIA530 DTE接口等）、10M以太網(wǎng)接口、快速以太網(wǎng)接口、10/100自適應(yīng)以太網(wǎng)接口、千兆以太網(wǎng)接口、ATM接口（2M、25M、155M、633M等）、POS接口（155M、622M等）、令牌環(huán)接口、FDDI接口、E1/T1接口、E3/T3接口、ISDN接口等。

用戶可用槽數(shù)

該指標(biāo)指模塊化路由器中除CPU板、時(shí)鐘板等必要系統(tǒng)板及/或系統(tǒng)板專用槽位外用戶可以使用的插槽數(shù)。根據(jù)該指標(biāo)以及用戶板端口密度可以計(jì)算該路由器所支持的最大端口數(shù)。

CPU

無(wú)論在中低端路由器還是在高端路由器中，CPU都是路由器的心臟。通常在中低端路由器中，CPU負(fù)責(zé)交換路由信息、路由表查找以及轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。在上述路由器中，CPU的能力直接影響路由器的吞吐量（路由表查找時(shí)間）和路由計(jì)算能力（影響網(wǎng)絡(luò)路由收斂時(shí)間）。在高端路由器中，通常包轉(zhuǎn)發(fā)和查表由ASIC芯片完成，CPU只實(shí)現(xiàn)路由協(xié)議、計(jì)算路由以及分發(fā)路由表。由于技術(shù)的發(fā)展，路由器中許多工作都可以由硬件實(shí)現(xiàn)（專用芯片）。CPU性能并不完全反映路由器性能。路由器性能由路由器吞吐量、時(shí)延和路由計(jì)算能力等指標(biāo)體現(xiàn)。

內(nèi)存

路由器中可能由多種內(nèi)存，例如Flash、DRAM等。內(nèi)存用作存儲(chǔ)配置、路由器操作系統(tǒng)、路由協(xié)議軟件等內(nèi)容。在中低端路由器中，路由表可能存儲(chǔ)在內(nèi)存中。通常來(lái)說(shuō)路由器內(nèi)存越大越好（不考慮價(jià)格）。但是與CPU能力類似，內(nèi)存同樣不直接反映路由器性能與能力。因?yàn)楦咝У乃惴ㄅc優(yōu)秀的軟件可能大大節(jié)約內(nèi)存。

端口密度

該指標(biāo)體現(xiàn)路由器制作的集成度。由于路由器體積不同，該指標(biāo)應(yīng)當(dāng)折合成機(jī)架內(nèi)每英寸端口數(shù)。但是出于直觀和方便，通常可以使用路由器對(duì)每種端口支持的最大數(shù)量來(lái)替代。

路由協(xié)議支持

路由信息協(xié)議(RIP)

RIP是基于距離向量的路由協(xié)議，通常利用跳數(shù)來(lái)作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。RIP是一種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。由于RIP實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，是使用范圍最廣泛的路由協(xié)議。該協(xié)議收斂較慢，一般用于規(guī)模較小的網(wǎng)絡(luò)。RIP協(xié)議在RFC 1058規(guī)定。

路由信息協(xié)議版本2 (RIPv2)

該協(xié)議是RIP的改進(jìn)版本，允許攜帶更多的信息，并且與RIP保持兼容。在RIP基礎(chǔ)上增加了地址掩碼（支持CIDR）、下一跳地址、可選的認(rèn)證信息等內(nèi)容。該版本在RFC 1723中規(guī)范化。

開(kāi)放的最短路徑優(yōu)先協(xié)議版本2 (OSPFv2)

該協(xié)議是一種基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，由IETF內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議工作組專為IP開(kāi)發(fā)，作為RIP的后繼內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。OSPF的作用在于最小代價(jià)路由、多相同路徑計(jì)算和負(fù)載均衡。OSPF擁有開(kāi)放性和使用SPF算法兩大特性。

“中間系統(tǒng)－中間系統(tǒng)”協(xié)議(ISIS)

ISIS協(xié)議同樣是基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議。該協(xié)議由ISO提出，起初用于OSI網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，后修改成可以在雙重環(huán)境下運(yùn)行。該協(xié)議與OSPF協(xié)議類似，可用于大規(guī)模IP網(wǎng)作為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。

邊緣網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP4)

BGP協(xié)議是用于替代EGP的域間路由協(xié)議。BGP4是當(dāng)前IP網(wǎng)上最流行的也是唯一可選的自治域間路由協(xié)議。該版本協(xié)議支持CIDR，并且可以使用路由聚合機(jī)制大大減小路由表。BGP4協(xié)議可以利用多種屬性來(lái)靈活地控制路由策略。

802.3、802.1Q的支持

802.3是IEEE針對(duì)以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。支持以太網(wǎng)接口的路由器必須符合802.3協(xié)議。802.1Q是IEEE對(duì)虛擬網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。符合802.1Q的路由器接口可以在同一物理接口上支持多個(gè)VLAN。

對(duì)IPv6的支持

未來(lái)的IP網(wǎng)可能是一個(gè)采用IPv6的網(wǎng)絡(luò)。由于Web的出現(xiàn)導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)爆炸性的發(fā)展，IP網(wǎng)的用戶迅速增加，IP地址空前緊張，于是提出IPv6。IPv6首先要解決的問(wèn)題是擴(kuò)大地址空間，同時(shí)還在IP層增加了認(rèn)證和加密的安全措施，為實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的應(yīng)用定義了流標(biāo)簽(Flow Label)。但是由于市場(chǎng)的巨大慣性以及無(wú)類別編址（CIDR）的有效應(yīng)用大大推遲了IP地址耗盡的時(shí)間，IPv6至今尚未得到廣泛應(yīng)用。但是隨著業(yè)務(wù)的增加，互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，采用IPv6是不可避免的。

對(duì)IP以外協(xié)議的支持

除支持IP協(xié)議外，路由器設(shè)備還可以支持IPX、DECNet、AppleTalk等協(xié)議。這些協(xié)議在國(guó)外有一定應(yīng)用，在我國(guó)應(yīng)用較少，一般不用考慮。

源地址路由支持,透明橋接

地址路由指路由器為數(shù)據(jù)包選擇路由時(shí)不根據(jù)IP包的目的地址（通常情況根據(jù)目的地址），而根據(jù)IP包的源地址選路。源地址路由是策略路由的一種。一般路由器應(yīng)當(dāng)支持。透明橋接是指路由器端口以透明網(wǎng)橋的方式工作，執(zhí)行網(wǎng)橋的功能。不對(duì)數(shù)據(jù)包作路由檢查轉(zhuǎn)發(fā)，只作MAC幀橋接。

策略路由方式

路由器除將目的地址作為選路的依據(jù)以外，還可以根據(jù)TOS字段、源和目的端口號(hào)（高層應(yīng)用協(xié)議）來(lái)為數(shù)據(jù)包選擇路徑。策略路由可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)流量工程，使不同服務(wù)質(zhì)量的流或者不同性質(zhì)的數(shù)據(jù)（語(yǔ)音、FTP）走不同的路徑。

PPP，MLPPP

PPP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議中一個(gè)重要協(xié)議：早期的網(wǎng)絡(luò)是由路由器使用PPP協(xié)議點(diǎn)到點(diǎn)連接起來(lái)的，并且大多數(shù)用戶采用PPP接入。所以凡是具有串口的路由器都應(yīng)當(dāng)支持PPP協(xié)議并作為首選。MLPPP是指將多個(gè)PPP鏈路捆綁使用。

PPPOE支持

PPP Over Ethernet是一種新型的協(xié)議用于解決對(duì)以太網(wǎng)接入用戶的認(rèn)證和計(jì)費(fèi)問(wèn)題。與此類似的是PPP Over ATM協(xié)議，使用該協(xié)議的路由器設(shè)備可以終結(jié)接入業(yè)務(wù)。當(dāng)前PPPOE與PPPOA協(xié)議存在的問(wèn)題是容量問(wèn)題。大多數(shù)支持該協(xié)議的路由器只能處理數(shù)千個(gè)活動(dòng)的會(huì)話。

組播支持（列舉協(xié)議）

互連網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)

IGMP（Internet Group Management Protocol）是IP主機(jī)用作向相鄰多目路由器報(bào)告多目組成員。多目路由器是支持組播的路由器，向本地網(wǎng)絡(luò)發(fā)送IGMP查詢。主機(jī)通過(guò)發(fā)送IGMP報(bào)告來(lái)應(yīng)答查詢。組播路由器負(fù)責(zé)將組播包轉(zhuǎn)發(fā)到所有網(wǎng)絡(luò)中組播成員。

距離矢量組播路由協(xié)議(DVMRP)

DVMRP是基于距離矢量的組播路由協(xié)議，基本上基于RIP開(kāi)發(fā)。DVMRP利用IGMP與鄰居交換路由數(shù)據(jù)包。協(xié)議無(wú)關(guān)組播協(xié)議(PIM) //本文來(lái)自武林網(wǎng)m.survivalescaperooms.com

PIM是一種組播傳輸協(xié)議，能在現(xiàn)存IP網(wǎng)上傳輸組播數(shù)據(jù)。PIM是一種獨(dú)立于路由協(xié)議的組播協(xié)議，可以工作在兩種模式：密集模式和疏松模式。在PIM密集模式下，報(bào)文分組缺省向所有端口轉(zhuǎn)發(fā)，直到發(fā)生裁減和切除。在密集模式下假設(shè)所有端口上的設(shè)備都是組播成員，可能使用組播包。疏松模式與密集模式相反，只向有請(qǐng)求的端口發(fā)送組播數(shù)據(jù)。

VPN支持

IP上的VPN已經(jīng)在上文路由器技術(shù)中描述。可能使用的協(xié)議有L2TP、GRE、IP Over IP、IPSec等。并且應(yīng)當(dāng)關(guān)注支持VPN的能力。

加密方式

路由器可能在VPN實(shí)現(xiàn)中或其他條件下使用加密機(jī)制來(lái)保證安全。路由器使用CPU執(zhí)行軟件算法通常會(huì)影響轉(zhuǎn)發(fā)效率。部分路由器在設(shè)計(jì)中采用硬件加密方式來(lái)提高轉(zhuǎn)發(fā)效率。

MPLS

MPLS技術(shù)已在上文路由器技術(shù)中描述。MPLS中除包括標(biāo)記交換外還包括快速重路由、MPLS中VPN、流量工程等高級(jí)應(yīng)用。由于MPLS標(biāo)準(zhǔn)尚未成熟，對(duì)MPLS互通也應(yīng)當(dāng)關(guān)注。

路由器性能

全雙工線速轉(zhuǎn)發(fā)能力

路由器最基本且最重要的功能是數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。在同樣端口速率下轉(zhuǎn)發(fā)小包是對(duì)路由器包轉(zhuǎn)發(fā)能力最大的考驗(yàn)。全雙工線速轉(zhuǎn)發(fā)能力是指以最小包長(zhǎng)（以太網(wǎng)64字節(jié)、POS口40字節(jié)）和最小包間隔（符合協(xié)議規(guī)定）在路由器端口上雙向傳輸同時(shí)不引起丟包。該指標(biāo)是路由器性能重要指標(biāo)。

設(shè)備吞吐量

指設(shè)備整機(jī)包轉(zhuǎn)發(fā)能力，是設(shè)備性能的重要指標(biāo)。路由器的工作在于根據(jù)IP包頭或者M(jìn)PLS標(biāo)記選路，所以性能指標(biāo)是轉(zhuǎn)發(fā)包數(shù)量每秒。設(shè)備吞吐量通常小于路由器所有端口吞吐量之和。

端口吞吐量

端口吞吐量是指端口包轉(zhuǎn)發(fā)能力，通常使用pps：包每秒來(lái)衡量，它是路由器在某端口上的包轉(zhuǎn)發(fā)能力。通常采用兩個(gè)相同速率接口測(cè)試。但是測(cè)試接口可能與接口位置及關(guān)系相關(guān)。例如同一插卡上端口間測(cè)試的吞吐量可能與不同插卡上端口間吞吐量值不同。

背靠背幀數(shù)

背靠背幀數(shù)是指以最小幀間隔發(fā)送最多數(shù)據(jù)包不引起丟包時(shí)的數(shù)據(jù)包數(shù)量。該指標(biāo)用于測(cè)試路由器緩存能力。有線速全雙工轉(zhuǎn)發(fā)能力的路由器該指標(biāo)值無(wú)限大。

路由表能力

路由器通常依靠所建立及維護(hù)的路由表來(lái)決定如何轉(zhuǎn)發(fā)。路由表能力是指路由表內(nèi)所容納路由表項(xiàng)數(shù)量的極限。由于Internet上執(zhí)行BGP協(xié)議的路由器通常擁有數(shù)十萬(wàn)條路由表項(xiàng)，所以該項(xiàng)目也是路由器能力的重要體現(xiàn)。

背板能力

背板能力是路由器的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。背板能力能夠體現(xiàn)在路由器吞吐量上：背板能力通常大于依據(jù)吞吐量和測(cè)試包場(chǎng)所計(jì)算的值。但是背板能力只能在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)，一般無(wú)法測(cè)試。

丟包率

丟包率是指測(cè)試中所丟失數(shù)據(jù)包數(shù)量占所發(fā)送數(shù)據(jù)包的比率，通常在吞吐量范圍內(nèi)測(cè)試。丟包率與數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度以及包發(fā)送頻率相關(guān)。在一些環(huán)境下可以加上路由抖動(dòng)、大量路由后測(cè)試。

時(shí)延

時(shí)延是指數(shù)據(jù)包第一個(gè)比特進(jìn)入路由器到最后一比特從路由器輸出的時(shí)間間隔。在測(cè)試中通常使用測(cè)試儀表發(fā)出測(cè)試包到收到數(shù)據(jù)包的時(shí)間間隔。時(shí)延與數(shù)據(jù)包長(zhǎng)相關(guān)，通常在路由器端口吞吐量范圍內(nèi)測(cè)試，超過(guò)吞吐量測(cè)試該指標(biāo)沒(méi)有意義。

時(shí)延抖動(dòng)

時(shí)延抖動(dòng)是指時(shí)延變化。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延抖動(dòng)不敏感，所以該指標(biāo)沒(méi)有出現(xiàn)在Benchmarking測(cè)試中。由于IP上多業(yè)務(wù)，包括語(yǔ)音、視頻業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，該指標(biāo)才有測(cè)試的必要性。

VPN支持能力

通常路由器都能支持VPN。其性能差別一般體現(xiàn)在所支持VPN數(shù)量上。專用路由器一般支持VPN數(shù)量較多。無(wú)故障工作時(shí)間

該指標(biāo)按照統(tǒng)計(jì)方式指出設(shè)備無(wú)故障工作的時(shí)間。一般無(wú)法測(cè)試，可以通過(guò)主要器件的無(wú)故障工作時(shí)間計(jì)算或者大量相同設(shè)備的工作情況計(jì)算。

內(nèi)部時(shí)鐘精度

擁有ATM端口做電路仿真或者POS口的路由器互連通常需要同步。如使用內(nèi)部時(shí)鐘則其精度會(huì)影響誤碼率。內(nèi)部時(shí)鐘精度級(jí)別定義以及測(cè)試方法可參見(jiàn)相應(yīng)同步標(biāo)準(zhǔn)。

QoS能力

隊(duì)列管理機(jī)制

隊(duì)列管理控制機(jī)制通常指路由器擁塞管理機(jī)制以及隊(duì)列調(diào)度算法。常見(jiàn)的方法有RED、WRED、WRR、DRR、WFQ、WF2Q等。

端口硬件隊(duì)列數(shù)

通常路由器中所支持的優(yōu)先級(jí)由端口硬件隊(duì)列來(lái)保證。每個(gè)隊(duì)列中的優(yōu)先級(jí)由隊(duì)列調(diào)度算法控制。

QoS分類方式

指路由器可以區(qū)分QoS所依據(jù)的信息。最簡(jiǎn)單的QoS分類可以基于端口。同樣路由器也可以依據(jù)鏈路層優(yōu)先級(jí)（802.1Q中規(guī)定）、上層內(nèi)容（TOS字段、源地址、目的地址、源端口、目的端口等信息）來(lái)區(qū)分包優(yōu)先級(jí)。

分類業(yè)務(wù)帶寬保證

體現(xiàn)路由器是否能對(duì)各種業(yè)務(wù)等級(jí)作帶寬保證。該指標(biāo)可以由隊(duì)列調(diào)度算法等方式實(shí)現(xiàn)。

RSVP

RSVP是資源預(yù)留協(xié)議，用于端到端路徑上資源的預(yù)留。使用軟狀態(tài)刷新，是流驅(qū)動(dòng)工作方式。該協(xié)議一般不能在大規(guī)模全國(guó)范圍網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。但是通常路由器支持該協(xié)議，一些著名廠商使用該協(xié)議用于MPLS。

IP Diff Serv

區(qū)分服務(wù)是對(duì)IP服務(wù)質(zhì)量分級(jí)，是對(duì)QoS的一種簡(jiǎn)化。

CAR支持

CAR是指承諾接入速率，是一種接入控制。按照與用戶簽訂的協(xié)議，對(duì)超出承諾速率的數(shù)據(jù)包做不同處理：丟棄或標(biāo)記；又稱為標(biāo)記顏色。

冗余

冗余可以包括接口冗余、插卡冗余、電源冗余、系統(tǒng)板冗余、時(shí)鐘板冗余、設(shè)備冗余等。冗余用于保證設(shè)備的可靠性與可用性。冗余量的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在設(shè)備可靠性要求與投資間折衷。

熱插拔組件

由于路由器通常要求24小時(shí)工作，所以更換部件不應(yīng)影響路由器工作。部件熱插拔是路由器24小時(shí)工作的保障。

路由器冗余協(xié)議

路由器可以通過(guò)VRRP等協(xié)議來(lái)保證路由器的冗余。

網(wǎng)管

網(wǎng)管是指網(wǎng)絡(luò)管理員通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理程序?qū)W(wǎng)絡(luò)上資源進(jìn)行集中化管理的操作。包括配置管理、記賬管理、性能管理、差錯(cuò)管理和安全管理。設(shè)備所支持的網(wǎng)管程度體現(xiàn)設(shè)備的可管理性與可維護(hù)性。

基于Web的管理

體現(xiàn)設(shè)備是否能夠通過(guò)Web進(jìn)行管理。通過(guò)Web管理比較方便，但是安全性較差。通常允許通過(guò)Web瀏覽，不允許通過(guò)Web作更改。//本文來(lái)自武林網(wǎng)m.survivalescaperooms.com

網(wǎng)管類型

指示網(wǎng)絡(luò)管理所支持的類型。通常使用SNMP協(xié)議管理。

帶外網(wǎng)管支持

帶外網(wǎng)管的支持表示路由器能否通過(guò)帶外信道管理。

網(wǎng)管粒度

指示路由器管理的精細(xì)程度：管理到端口、到網(wǎng)段、到IP地址、到MAC地址等粒度。管理粒度可能會(huì)影響路由器轉(zhuǎn)發(fā)能力。

計(jì)費(fèi)能力/協(xié)議

隨著路由器進(jìn)入運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，計(jì)費(fèi)成為必不可少的一部分。路由器必須能夠支持某種計(jì)費(fèi)能力和協(xié)議來(lái)計(jì)費(fèi)。

分組語(yǔ)音能力

分組語(yǔ)音支持方式

在企業(yè)中，路由器分組語(yǔ)音承載能力非常重要。在遠(yuǎn)程辦公室與總部間，支持分組語(yǔ)音的路由器可以使電話通信和數(shù)據(jù)通信一體化，有效地節(jié)省長(zhǎng)途話費(fèi)。

當(dāng)前技術(shù)環(huán)境下，分組語(yǔ)音可以分為3種：使用IP承載分組語(yǔ)音、使用ATM承載語(yǔ)音以及使用幀中繼承載語(yǔ)音。使用ATM承載語(yǔ)音時(shí)可以分AAL1和AAL2兩種。AAL1即電路仿真，技術(shù)非常成熟但是相對(duì)成本較高，AAL2技術(shù)較先進(jìn)，但是當(dāng)前ATM接口通常不支持。幀中繼承載語(yǔ)音也比較成熟，相對(duì)成本較低。IP承載語(yǔ)音當(dāng)前較流行。在上述技術(shù)中成本最低，但是當(dāng)前IP網(wǎng)絡(luò)QoS保證困難，通話質(zhì)量較難保證。

協(xié)議支持

在IP承載語(yǔ)音中，H.323是ITU標(biāo)準(zhǔn)，是當(dāng)前IP Phone網(wǎng)絡(luò)最常用的協(xié)議棧。SIP是IETF標(biāo)準(zhǔn)，其目的是將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備簡(jiǎn)單化，將復(fù)雜功能做到用戶終端中。從IP網(wǎng)本質(zhì)來(lái)看，路由器與所承載業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)，但是路由器端口對(duì)IP Phone協(xié)議的支持可以節(jié)約成本。

語(yǔ)音壓縮能力

語(yǔ)音壓縮是IP電話節(jié)約成本的關(guān)鍵之一。通常可以使用G.723和G.729。G.723在ITU－T建議G.723.1(1996)，語(yǔ)音編碼器在5.3和6.3Kbps多媒體通信傳輸雙率語(yǔ)音編碼器中規(guī)定。相對(duì)壓縮比較高，壓縮時(shí)延較大。G.729在ITU－T 建議G.729 (1996)，8Kbps共扼結(jié)構(gòu)代數(shù)碼激勵(lì)線形預(yù)測(cè)(CS－ACELP)語(yǔ)音編碼中規(guī)定。壓縮比較低，通話質(zhì)量較好。

端口密度

指路由器支持IP電話的能力。通常以E1計(jì)算，一般一個(gè)E1支持30路電話。

信令支持

路由器E1端口上可能支持多種信令：ISUP、TUP、中國(guó)1號(hào)信令以及DSS1。支持ISUP、TUP或者DSS1信令的路由器可以有效地減少接續(xù)時(shí)間。在電信級(jí)的IP電話網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中通常要求支持7號(hào)信令。但是作為中低端路由器，通常只支持DSS1和中國(guó)1號(hào)信令。

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