新型路由器体系结构研究综述

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1、CN4321258/TPISSN10072130X计算机工程与科学COMPUTERENGINEERING&SCIENCE2007年第29卷第4期Vol129,No14,2007文章编号:10072130X(2007)004200062053新型路由器体系结构研究综述ASurveyoftheNew2GenerationRouterArchitecture王宝生,卢锡城,陈晓梅WANGBao2sheng,LUXi2cheng,CHENXiao2mei(国防科技大学计算机学院,湖南长沙410073)

2、(SchoolofComputerScience,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China)摘要:计算机网络的管理与控制变得越来越复杂,人们对网络互连的关键设备———路由器提出了越来越高的要求。新型路由器控制体系结构必须考虑系统的开放性、可扩展性、可伸缩性、安全性、用户选择与应用感知等问题。本文分析了新型路由器控制体系结构的研究现状,重点介绍了主动网络、可编程网络、开放网络控制、软件可扩展路由器以及面向用户选择的网络控制等

3、技术。Abstract:Nowadays,thecontrolandmanagementofcomputernetworksbecomesmoreandmorecomplex,andweputforwardmoreandmorerequirementsonhigh2endrouters,whichisthekeydeviceinnetworks.Therearesomanyproblemsweshouldtakeintoaccountwhenwedesignanewnetworkrouterarc

4、hitecture.Theseproblemsincludetheopening,exten2sibility,scalabilityandflexibility,securityandsafety,andusers’choiceofrouters.Thispaperpresentsasurveyofthenewnetworkarchitectureofhigh2endrouters.Itdiscussesnewnetworktechnologies,suchasactivenetworking,

5、programmablenetworking,opennetworkcontrolling,softwarescalablerouterarchitectureanduser2orientednetworkcontrol.关键词:高端路由器;路由器体系结构;主动网络Keywords:high2endrouter;routerarchitecture;activenetworking中图分类号:TN915105文献标识码:A1引言随着因特网规模与服务的发展,计算机网络的管理与控制变得越来越复杂,人们

6、对网络互连的关键设备———路由器提出了越来越高的要求。路由器技术面临着许多新的问题和挑战:路由表不断增加,路由协议处理对计算机处理能力的要求越来越高;计算机网络功能不断扩展;新型控制协议不断涌现。新型路由器控制体系结构的研究必须考虑以下几个问题:(1)开放性。虽然互联网体系结构的开放性已经覆盖用户端到端的水平对等层交互、网络节点到网络节点的水平对等层交互、管理服务到被管网络设备的垂直上下层交互、网络层次间的报文封装/解封交互等。但是,在用户控制与网络控制之间、网络控制与网络转发之间、网络转发功能实

7、体之间还没有标准化,或者说还未开放。一般而言,路由器整体上是纵向成体系,由一家生产。路由器不能像计算机系统那样,计算机系统内横向分块,对外开放,不同厂家的主板、外设、内存、操作系统、不同层的软件产品等可作为多个部件集成在一起。一般讲,路由器体系结构是紧耦合的,缺乏灵活性,常采用专门设计的软硬件。如果路由器采用开放标准和积木式模型,不同厂商的积木模块可互操作,软件代码可重用,移植方便,则开发者就可以在路由器中集成不同公司的软硬件模块,路由器就可以方便地升级、扩展或重构服务。为此必须解决目前体系结构

8、中存在的不开放的私有交互协议、不通用的硬件平台及相关控制等问题。(2)功能可扩展性和规模可伸缩性。可扩展性指从功能角度对系统添加、升级或扩充新功能的便利性。在传统的网络体系结构中,新的技术和协议标准化过程复杂;用户设置个性化网络困难;部署新应用、新服务困难。可伸缩性是从规模和性能角度评价系统对网络规模增大的适应能力。从网络控制角度来看,可伸缩性要求路由器具有非常好的对大规模网络路由等的控制能力,比如具备足够多的端口数目,支持足够大的路由表容量,可以处理3收稿日期:200620322