IP技术的发展－第五代路由器
随着IP技术的发展、IP用户的迅猛增加、IP业务的推出，传统的路由器已经远远不能满足现代网络发展的需要，尤其是主干网络的需要 。第五代路由器正是在这种网络背景下提出的，着眼于解决核心IP网络存在的问题 。
前四代路由器的发展历程
第一代路由器采用集中转发，固定接口 。最初的IP网络并不大，其网关所需要连接的设备及其需要处理的负载也很小，而且网络的变化也较慢 。第一代路由器由一个处理器CPU和固定的多个网络接口组合而成，网络接口与CPU之间通过内部总线相连 。
第二代路由器采用集中转发，接口模块化 。这是因为随着IP网络的发展，网络节点在增多，网络链路也在大量增加和替换升级，这个时候，由于第一代路由器的网络接口是固定的，不能满足IP网络链路经常变化的要求，需要经常更换新的路由器，这样不利于网络设备投资保护和维护治理 。在这个时期，可扩展性成为限制路由器发展的主要矛盾 。第二代路由器从体系结构彻底解决第一代路由器的可扩展性问题，采用办法其实非常简单，那就是把网络接口做成可以插拔的活动模块，用户可以根据需要增加所需要的网络接口模块，对原有路由器升级扩容即可，而不需要替换路由器 。
第三代路由器是基于CPU的分布式软件转发 。到了90年代前期，随着互联网业务大发展时期的到来，网络流量迅猛增大 。同时由于光传输技术的发展，许多传输线路已经由2M为主流的电路升级为以155M为主流的光路 。在短报文线速转发情况下，一个155M接口就需要约200Kpps左右的转发性能，而在当时情况下，一个CPU的处理能力也只有这么多 。而依据网络扩展性的要求，一个路由器往往要连接多个155M或100M链路 。在保持路由器的灵活扩展性前提下，性能成为了路由器发展的主要矛盾 。性能的瓶颈主要集中在CPU上 。解决办法就是把路由器的集中式结构转换为三头六臂式的分布式结构，第三代路由器由此出现 。
第三代路由器采用全分布式结构，最大变化是在各网络接口业务模块上增加了CPU，即每个接口业务模块都有自己的CPU来进行各自的转发和业务处理，负责少量网络接口 。
第四代路由器是基于ASIC的分布式硬件转发 。九十年代中后期，随着IP网络的商业化，网络流量非凡是核心网络的流量以指数级数增长 。在这个时候，光传输技术又有了新的发展，2.5G传输链路成为了骨干传输网络的主流 。而CPU的转发性能虽然也在提高，但跟不上这个速度 。这种情况下，只有对转发模式进行根本的变革，才能突破瓶颈限制 。而集成电路技术的高速发展正好为路由器转发模式的突破提高了机会，一种称为专用集成电路(ASIC)的技术为硬件转发提供了技术基础 。第四代路由器抛弃了基于CPU的软件转发模式，转而寻求基于ASIC技术的硬件转发模式，通过对IP转发过程的优化和硬件化，极大程度地提供了路由器的转发性能 。而路由引擎模块仍然可以采用CPU，用来处理复杂的路由计算和治理调度 。基于ASIC的硬件转发模式使得接口业务模块能够实现千兆以太网等高速链路的线速转发 。
基于网络处理器的分布式硬件转发
在第四代路由器中采用了硬件转发模式，解决了带宽容量和性能不足的瓶颈问题，但是也留下了隐患：基于ASIC的硬件转发在获取高性能的同时，牺牲了业务灵活性 。这与ASIC技术实现方式相关，在设计ASIC芯片的时候，对转发流程做了大量优化，使得IP转发以简单而固定的方式来实现，从而固化下来，做到硬件化 。假如在IP转发中，还要做一些复杂的额外处理的话，ASIC就无能为力了 。而且，ASIC的设计周期很长，通常需要二到三年才能设计出一个稳定运行的ASIC芯片 。而在IP互联网领域，业务发展非常迅速，平均每半年就会兴起一项新的业务，而这些业务可能就对转发流程有影响，需要转发程序适度调整来获得高品质支持 。
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