附录二：路由器的性能参数与设备选型

路由器是网络与网络的通信接口，也是内部网络与外部网络联系的桥梁。在网络组建的过程中，路由器的选购是极为重要的。在所有网络设备中，路由器的价格也比较昂贵，是网络设备的重要组成部分。

? 2.1 路由器的分类与性能参数

不同类型、不同性能的路由器价格也不相同，所以用户在选购时一定要注意路由器的功能和各种性能参数，否则买到的路由器可能不能满足网络的需要，或者花大价钱买到的路由器具有一些没有必要的功能和高性能和。购买设备通常够用就好，并适当留有余量。本节介绍路由器的组成和常用的性能参数。 2.1.1 路由器的组成 路由器的主要组成简介如下。 1. 处理器

与计算机一样，路由器也包含了一个中央处理器，也就是通常所说的 CPU 。不同系列和型号的路由器，其中的 CPU 也不尽相同。 Cisco 路由器一般采用 Motorola 68030 和 Orion/R4600 等处理器。

无论在中低端路由器还是在高端路由器中， CPU 都是路由器的心脏。通常在中低端路由器当中， CPU 负责交换路由信息、路由表查找以及转发数据包。在路由器中， CPU 的能力直接影响路由器的吞吐量（路由表查找时间）和路由计算能力（影响网络路由收敛时间）。在高端路由器中，通常转发数据包和查找路由表由 ASIC 芯片完成， CPU 只实现路由协议、计算路由以及分发路由表。由于技术的发展，路由器中许多工作都可以由硬件实现（专用芯片）。 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、时延和路由计算能力等指标体现。 2. 内存

路由器中可能有多种内存，例如 Flash （闪存） DRAM （动态内存）等。内存用作存储配置、路由器操作系统、路由协议软件等内容。在中低端路由器中，路由表也可能存储在内存中。通常来说在不考虑价格的情况下路由器的内存越大越好。但是与 CPU 能力类似，内存同样不直接反映路由器性能与能力。因为高效的算法与优秀的软件可能大大节约内存。路由器采用了以下几种不同类型的内存，每种内存以不同方式协助路由器工作。 只读内存 (ROM) 闪存 (FLASH) 随机存取内存 (RAM) 非易失性 RAM(NVRAM) （ 1 ）只读内存（ ROM ）

只读内存（ ROM ）在 Cisco 路由器中的功能与计算机中的 ROM 相似，主要用于系统初始化等功能。 ROM 中主要包含：

系统加电自检代码（ POST ），用于检测路由器中各硬件部分是否完好； 系统引导区代码（ BootStrap ），用于启动路由器并载入 IOS 操作系统；

备份的 IOS 操作系统，以便在原有 IOS 操作系统被删除或破坏时使用。通常，这个 IOS 比当前运行 IOS 的版本低一些，但却足以使路由器启动和工作。

顾名思义， ROM 是只读存储器，不能修改其中存放的代码。如要进行升级，则要替换 ROM 芯片。 （ 2 ）闪存（ Flash ）

闪存（ Flash ）是可读可写的存储器，在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。 Flash 中存放着当前使用中的 IOS 。事实上，如果 Flash 容量足够大，甚至可以存放多个操作系统，这在进行 IOS 升级时十分有用。当不知道新版 IOS 是否稳定时，可在升级后仍保留旧版 IOS ，当出现问题时可迅速退回到旧版操作系统，从而避免长时间的网路故障。 （ 3 ）非易失性 RAM(NVRAM)

非易失性 RAM(Nonvolatile RAM) 是可读可写的存储器，在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。由于 NVRAM 仅用于保存启动配置文件（ Startup-Config ），故其容量较小，通常在路由器上只配置 32KB~128KB 大小的 NVRAM 。同时， NVRAM 的速度较快，成本也比较高。 (4) 随机存储器 (RAM)

RAM 也是可读可写的存储器，但它存储的内容在系统重启或关机后将被清除。和计算机中的 RAM 一样， Cisco 路由器中的 RAM 也是运行期间暂时存放操作系统和数据的存储器，让路由器能迅速访问这些信息。 RAM 的存取速度优于前面所提到的 3 种内存的存取速度。

运行期间， RAM 中包含路由表、 ARP 缓冲、日志和队列中排队等待发送的分组。除此之外，还包括运行配置文件（ Running-config ）正在执行的代码、 IOS 操作系统程序和一些临时数据信息。

路由器的类型不同， IOS 代码的读取方式也不同。如 Cisco 2500 系列路由器只在需要时才从 Flash 中读入部分 IOS ；而 Cisco 4000 系列路由器整个 IOS 必须先全部装入 RAM 才能运行。因此，前者称为 Flash 运行设备（ Run from Flash ），后者称为 RAM 运行设备（ Run from RAM ）。 3. 端口 (1) 广域网接口

路由器与广域网连接的接口称之为广域网接口（ WAN 接口）。路由器中常见的广域网接口有以下几种。

AUI 端口

AUI 端口是用来与粗同轴电缆连接的接口，它是一种“ D ”型 15 针接口，在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现与 10Base-5 网络的连接，但更多的是借助于外接的收发转发器（ AUI-to-RJ-45 ），实现与 10Base-T 以太网络的连接。当然也可借助于其他类型的收发转发器实现与细同轴电缆（ 10Base-2 ）或光缆（ 10Base-F ）的连接。这里所讲的路由器 AUI 接口主要是用粗同轴电缆作为传输介质的网络进行连接用的， AUI 接口示意图如图 2.1 所示。

图 2.1 AUI 接口 高速同步串口

同步串行接口的缺省封装为 HDLC （ Cisco 私有），还可以是 PPP 、 FRAME-RELAY 、 X.25 等。缺省速度为 T1-1.544Mbps 。不同电缆最高速度不同， EIA/TIA 232 为 115.2Kbps ， EIA/TIA 449.X.21 为 2Mbps 等。

典型的同步串行接口卡如图 2.2 所示

图 2..2 同步串行接口 WIC-1T 异步串口

异步串行接口的缺省封装是 SLIP ，还可以是 PPP ，主要取决于使用的电缆，异步串行接口的速度最高可达 128K 。 Cisco 模块化路由器可以接入多种异步接口网络模块，如 8A 、 16A 、 32A 。图 2.3 是异步接口网络模块 NM-32A 的照片

图 2.3 异步接口网络模块 NM-32A 异步 / 同步串行接口

异步 / 同步串行接口可以提供串行异步或同步连接。在异步模式时，最高速度可达 115.2Kbps ，在同步模式时，可以达到 128Kbps 。

典型的异步 / 同步串行接口模块如： 2A/S 、 8A/S 等。图 2.4 给出了异步 / 同步串行接口网络模块 NM-8A/S 的照片。

图 2.4 异步 / 同步串行接口网络模块 NM-8A/S ISDN BRI 端口

ISDN BRI 端口用于 ISDN 线路通过路由器实现与 Internet 或其他远程网络的连接，用于目前的大多数双绞线铜线电话线。 ISDN BRI 的三个通道总带宽为 144 kbps 。其中两个通道称为 B （荷载 Bearer ）通道，速率为 64 kbps ，用于承载声音、影像和数据通信。第三个通道是 D （数据）通道，是 16 kbps 信号通道，用于告诉公用交换电话网如何处理每个 B 通道。 ISDN 有两种速率连接端口，一种是 ISDN BRI （基本速率接口），另一种是 ISDN PRI （基群速率接口），基于 T1 （ 23B+D ）或者 E1 （ 30B+D ），总速率分别为 1.544Mbps 或 2.048Mbps 。 ISDN BRI 端口是采用 RJ-45 标准，与 ISDN NT1 的连接使用 RJ-45-to-RJ-45 直通线。如图 2.5 所示为 ISDN BRI 端口。