大容量报文缓存在路由器设备中的作用
大容量报文缓存在路由器设备中的作用
1. 流量突发与报文缓存
IP技术有两个重要特征：统计复用和流量突发。
统计复用全称“统计时分多路复用”(简称STDM)或称“异步时分多路复用”，是时分复用的一种，统计复用利用公共信道“时隙”的方法与传统的时分复用方法不同。
时分复用为每个接入的终端固定分配公共信道的一个时隙，属于“对号入座”模式，不管这个终端是否在工作都会占用这个时隙，导致公共信道的利用率低。
统计复用把公共信道的时隙动态地分配给需要传送信息的终端，实行“按需分配”模式，使服务的终端数大于时隙的个数，极大提高公共信道的利用率。
统计复用带来的问题是瞬时流量突发，即终端申请的信道数量时刻在变化，甚至在某一时刻终端申请的信道数量超过公共信道的带宽，导致部分终端由于无法获得信道而丢失数据。
以一个门户网站的流量运行状态为例，以1ms为间隔采集流量变化情况。最大流量的值是平均流量的2～3倍。图1所示某一个50ms内的流量情况，按每5ms的周期来计算报文转发情况用图2进行描述，可见流量突发是无规律的“离散值”。
图1 流量突发图形
图2 单位时间报文数量
报文缓存的作用是先把离散的报文进行缓存，再按照设备的能力尽力转发，解决流量“峰值”和流量“谷值”导致的带宽利用率不平衡问题。即平滑IP报文突发流量，最大限度使出口带宽保持100%的利用，解决
由于突发流量导致的“丢包”现象的必需具备的手段。如图3所示，把流量突发超过带宽的部分缓存起来等待后续时隙去转发，从而实现0丢包率。
图3 报文缓存模型
报文缓存的大小为：Buffer＝RTT×BW（RTT为报文往返时间，BW即出口带宽），其中，互联网的RTT 一般为200ms。
例：1个10G端口的报文缓存能力要求如下
Buffer = 0.2s * 10Gbps / (8bit/Byte) * (1024M/G) = 256M Byte
图4所示为一个IP端到端简化模型。
图4 IP端到端简化模型
RTT在网络中是一个重要的性能指标，表示从发送端发送数据开始，到发送端收到来自接收端的确认（接收端收到数据后便立即发送确认）所经历的间延。
互联网典型的RTT为200ms。
目前网络上的视频和语音业务主要是基于TCP协议，TCP连接有以下几个典型阶段：
1．慢启动阶段。原有的TCP协议在启动一个连接时会向网络发送许多数据包。由于路由器必须对数据包进行排队，这有可能耗尽缓存空间，从而导致TCP连接的吞吐量（throughput）急剧下降。慢启动过程可避免这种情况发生，当建立新的TCP连接时，TCP发送窗口被初始化为一个数据包大小（一个数据包缺省值为536byte或512byte）。源端按窗口大小发送数据，每收到一个ACK确认，发送窗口就成倍增加数据包发送量。显然，窗口大小的增长将随RTT呈指数级增长，源端向网络中发送的数据量将急剧增加。2．拥塞避免阶段。当发现超时或收到3个相同的ACK确认帧时，网络即发生拥塞（这一假定是基于由传输引起的数据包损坏和丢失的概率小于1%)。此时，就进入拥塞避免阶段，慢启动阈值被设置为当前发送窗口的一半，发送窗口被置为1。如果发送窗口≤慢启动阈值，TCP则重新进入慢启动过程；如果发送窗口>慢启动阈值，则TCP执行拥塞避免算法，发送窗口在每次收到一个ACK时只增加1个数据包（这里将数据包大小假定为1）。
3．快速重传和恢复阶段。进入慢启动会导致过大地减小发送窗口尺寸，降低TCP连接的吞吐量。因此，快速重传和恢复就是在源端收到3个或3个以上重复ACK时，就断定数据包已经被丢失，并重传数据包，同时将慢启动阈值设置为当前发送窗口的一半，而不必等到RTT超时。
上述TCP连接传送过程使得网络上的通信流量呈现典型的锯齿波形，如图5所示。
图5 TCP锯齿流量波形示意
TCP拥塞控制机制使得TCP流量趋向于尽量占用最大的带宽，这是通过调节发送端口来实现的。如果报文被丢弃，TCP发送窗口会减少，发送速率将会降低，以适配端到端会话可用的链路带宽，通过慢启动机制恢复会话吞吐量。为了在突发流量情况下发生拥塞时，最大程度发挥链路传输效率，路由器就必须具备缓存足够的流量能力。因此，相当于有效RTT实际上被延长到了包即将丢弃的最合适时间。
当TCP达到它的最大窗口，这是源于可用带宽乘以RTT得到的反馈（BW×RTT），这个值决定了源需要多长的时间从接收端收到ACK响应，当一个报文丢失了是因为网络拥塞的原因，发生端是不会知道的，并且不会马上重新发送，而要等待发送BW×RTT数量的报文（即路由器缓存的深度）以后。
这就意味着，TCP数据吞吐量和速率是基于端到端路径上报文可以被发送的数量除以线路传输延迟。如果端到端路径上路由器缓存小于传输延迟乘以带宽（Delay×BW），此时在收到ACK响应前，任何报文都发送不出去，所以中间路由器，必须拥有RTT×BW的缓存，以优化数据传输性能。
TCP吞吐量会按公式下降1/ (1+2pw)，其中P：报文丢失概率；W：带宽乘以延时。
这意味着链路带宽和为了达到最高性能以免报文丢失所需要的缓存大小之间有一个直接的联系。
图7 TCP运行过程和缓存
如图6所示，左侧圆为发送端，右侧圆为接收端，中间为带有缓存的路由器。当一个TCP会话启动时，按慢启动模式，在第一个报文发送后，开始等待接收端的ACK回应。ACK回应的时间就是报文往返时间（一般称为一个RTT报文往返时间）。然后，TCP发送两个报文（即上一次发送数量的两倍），等待接收端的回应，这个回应时间同样是RTT；当收到接收端的ACK响应后，下一次发送报文数量按指数方式进行增长。这种每次收到ACK响应双倍于上次发送数量的发送机制受限于发送和接收端之间传输路径带宽。TCP通信过程与缓存、带宽利用率关系深入分析如下：
当发送速率超过线路出口带宽时，线路利用率达到100％，缓存开始被用于缓冲发送数据，在缓存不断被注入期间，带宽利用率保持100%。
慢速启动模式会一直进行，发送速率一直增长，缓存输入速率大于输出速率，缓存一直处于增长阶段，直到报文开始丢弃。
缓存逐渐被注满，开始出现丢包。报文丢弃可以有各种各样的原因，但是最主要是由于链路拥塞发生，即过大的流量争用有限的链路带宽。此时，带宽利用率保持100%。
当出现丢包时，发送端并不会马上知道，它需要等待接收端的ACK回应。丢失的包信息随着缓存消耗
慢慢前移，终于到达接收端。此时，带宽利用率保持100%。
接收端终于发现有发送过程中有报文丢失，于是发送相关信息到接收端（即对丢失报文序号重传的ACK），此时发送端在收到Drop信息前，仍然按原来速率发送报文。此时，带宽利用率保持100%。
终于发送端收到了drop消息，于是根据TCP拥塞控制机制，将发送窗口减少到原来的一半，重发刚才丢失的报文，等待接收端对报文的回应。显然，因为缓存的关系，此报文位于队列的最后端，接收端收到
重发的报文需要等到缓存的报文全部发送完毕。
路由器缓存输出大于输入，缓存开始减少。此时带宽利用率保持100%。
因为缓存的输入小于输出，原来缓存的数据会发送完毕。此时，接收端终于收到发送端重发的报文，于是向发送端发送ACK回应，于是此时按照TCP拥塞控制机制，发送窗口又开始增长。此时带宽利用率保
持100%。
慢慢地的发送的速率超过了接口带宽，缓存的输入大于输出，报文又开始在缓存中存储。此时带宽利用率保持100%。
周而复始，当缓存满了以后，又开始出现丢包，发送窗口到达最大值。此时带宽利用率保持100%。
丢失报文信息经过缓存，到达接收端，接收端向发送端发送ACK（drop）消息。此时带宽利用率保持100%。
发送端调节发送窗口为原来的一半，重发丢失报文，等待重发报文的ACK消息。缓存输入小于输出，
缓存减少。此时带宽利用率保持为100%。
当缓存发送完毕，重发的报文终于被接收端收到，此时接收端向发送端发送ACK消息。发送端收到以后，重新开始逐步加大发送窗口的大小，开始一个新的过程。此时带宽利用率保持100%。
发送端收到ACK响应，又重新开始一个新的窗口增加过程。带宽利用率一直保持为100%。
可见，路由器缓存的目的就是为了适应类似TCP的拥塞控制机制，使得线路的带宽能够得到充分利用。
报文缓存能力是衡量路由器QoS能力的重要指标之一，要求路由器在网络流量突发的情况下，至少能够缓存200ms报文。H3C高端路由器业务处理板均具备200ms的报文缓存能力，可以最大限度使出口带宽保持100％的利用率，保证QoS，发挥网络最高性能。
高速大容量FLASH存储系统设计
文章编号:1008-8652(2007)01-83-05 高速大容量FL A S H存储系统设计 李 超 王虹现 邢孟道 (西安电子科技大学 西安 710071) 【摘要】 介绍所设计的高速、大容量存储卡的组成机制和系统实现方案。采用固态存储芯片FLASH(闪存)为存储介质,FP GA(现场可编程门阵列)为存储阵列的控制核心,针对外部高速数据的输入,引入了多级流水和冗余校验技术,并自动屏蔽了FL ASH的坏块。成功实现了用高密度、相对低速的FL ASH存储器对高速实时数据的可靠存储。另外,通过U SB和CPCI接口,可以同主机进行良好的数据通信。 关键词:FP GA;FLASH;存储;高速 中图分类号:TP333 文献标识码:A Design of a FLASH Storage System with High Speed and Large C apacity Li Chao Wang Hongxian Xing Mengdao (X i di an Uni versit y,X i’an710071) Abstract:Configuration and system implementatio n of a storage board wit h high speed and large ca2 pacity is int roduced.Solid2state storage chip FL ASH is storage medium of t he board,and field p rogram2 mable gate array(FP GA)is t he cont rol core of t he storage array.Multi2stage flow and redundancy correc2 tion technique are applied to deal wit h external high speed inp ut data;and invalid blocks of FL ASH chip s can be masked automatically.By using of t he storage board,high speed real2time data can be successf ully stored wit h high density lower speed FLASH chip s.Additionally,t he storage board can well communicate wit h host p rocessor via U SB and CPCI interfaces. K eyw ords:FP GA;FLASH;storage;high speed 1 引言 高速存储系统目前在雷达、图像处理、语音识别、声纳、通信等领域有着广泛地应用。特别是随着雷达成像技术逐渐成熟,分辨率和采样率都大幅提升,需要实时保存大量数据。此时,开发出超高速、大容量的存储系统就显得尤为重要。FL ASH芯片,以半导体作为记忆载体,比传统的存储设备更能承受温度的变化、机械的振动和冲击,可靠性更高,易于实现高速度、低功耗和小型化,日趋成为存储器的主流。 在某机载合成孔径雷达的试验中,雷达以正侧视条带式工作在X波段,空间分辨率达到0.3m×0.3m 的高分辨率,I、Q双通道采样,采样频率640M Hz,采样位宽为8位,场景距离向20560点,方位向重复频率为4k/s,要求最小存储速度2×8bit×20560×4k/s=164.48Mbytes/s。本文将详细介绍所设计的FLASH 存储系统是如何构建来满足数据传输要求的。 3收稿日期:2006-07-25
深入了解路由器与交换机的功能和区别
深入了解路由器与交换机的功能和区别（1） 2009-06-08 12:30中国IT实验室安琪 关键字：交换机路由器 最近看到很多人在询问交换机、路由器是什么，功能如何，有何区别，笔者就这些问题简单的做些解答。 首先说交换机(又名交换式集线器)作用可以简单的理解为将一些机器连接 起来组成一个局域网。而路由器与交换机有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径，可以说一般情况下个人用户需求不大。路由器是产生于交换机之后，就像交换机产生于集线器之后，所以路由器与交换机也有一定联系，并不是完全独立的两种设备。路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足。 目前个人比较多宽带接入方式就是ADSL，因此笔者就ADSL的接入来简单的说明一下。现在购买的ADSL猫大多具有路由功能(很多的时候厂家在出厂时将路由功能屏蔽了，因为电信安装时大多是不启用路由功能的，启用DHCP。打开ADSL的路由功能)，如果个人上网或少数几台通过ADSL本身就可以了，如果电脑比较多你只需要再购买一个或多个集线器或者交换机。 考虑到如今集线器与交换机的价格相差十分小，不是特殊的原因，请购买一个交换机。不必去追求高价，因为如今产品同质化十分严重，我最便宜的交换机现在没有任何问题。给你一个参考报价，建议你购买一个8口的，以满足扩充需求，一般的价格100元左右。接上交换机，所有电脑再接到交换机上就行了。余下所要做的事情就只有把各个机器的网线插入交换机的接口，将猫的网线插入uplink接口。然后设置路由功能，DHCP等，就可以共享上网了。 看完以上的解说读者应该对交换机、路由器有了一些了解，目前的使用主要还是以交换机、路由器的组合使用为主，具体的组合方式可根据具体的网络情况和需求来确定。 交换机与路由器的区别
计算机网络 路由器的功能及路由原理
计算机网络路由器的功能及路由原理 路由器工作在OSI参考模型的第三层，即网络层。它主要处理网络层的数据分组或网络地址，决定数据分组的转发，并决定网络中数据传输的完整路由。下面介绍路由器的功能以及路由原理知识。 1．路由器的功能 目前的路由器产品都具有识别网络层地址、选择路由、生成和保存路由表，更好地控制拥塞，隔离子网，提供安全和强化管理等功能。其中最主要的功能包括以下几个方面。 ●识别网络层地址和选择路由 当路由器接收到数据包时，首先将该数据包在数据链路层所附加的包头去掉，并提取网络层地址（即IP地址）。然后再根据路由表，确定数据包的传输路由，执行本身的路由协议，进行安全、优先权等处理。最后，将通过各项处理的数据包重新附加上数据链路层包头，进行转发。 ●生成和保存路由表 路由选择表是路由器赖以寻址的依据。内容包括每个路由器所连接的网络标识，以及每个网络中所连接的主机标识。建立路由选择表的方法包括静态路由生成法和动态路由生成法。其中静态路由生成法是由管理员根据网络结构以手工方法生成，存入路由器的内存中；而动态路由生成法则是经过路由器执行相关的路由协议自动生成。 ●隔离子网连通广域网 路由器通常可以处理多种协议并具备相应的协议处理软件。因此路由器能够将物理上分离，以及不同技术的网络进行互联，并且能够将不同协议的网络视为一个子网进行互联，每个子网都是一个独立的管理域。路由器只将网络中传输的数据包发往特定的子网进行通信，绝不会向其他子网广播，从而实现子网隔离。 2．路由原理 当IP子网中的计算机A发送数据给同一IP子网中的计算机B时，则两台计算机不需要进行路由选择，可直接进行数据传输。如图6-12所示。 而如果将数据发送给不同IP子网主机时，就需要进行路由选择功能（如计算机B向计算机C发送数据）。即选择一条能到达目的子网的路径，因此需要把数据送给路由器，由路由器负责把数据送到目的地。如果没有找到这样的路由器，主机就把数据送给一个称为“缺省网关（default gateway）”的路由器上。“缺省网关”是每台主机上的一个配置参数，它是接在同一个网络上的某个路由器端口的IP地址。 路由器转发数据时，只根据数据中目的IP地址的网络号部分，选择合适的端口，把数据送出去。同主机一样，路由器也要判定端口所接的是否是目的子网，如果是，就直接把分组通过端口送到网络上，否则也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有缺省网关，用来传送自身无法选择路由的数据。这样，通过路由器把能够选择路由的数据正确转发出去，无法选择路由的数据转发给“缺省网关”路由器，这样一级一级的进行传送。从而使数据最终将送到目的地，如果传送不到目的地的数据则被网络丢弃。
路由器的主要作用
路由器的主要作用 交换机与路由器的区别 计算机网络往往由许多种不同类型的网络互连连接而成。如果几个计算机网络只是在物理上连接在一起，它们之间并不能进行通信，那么这种“互连”并没有什么实际意义。因此通常在谈到“互连”时，就已经暗示这些相互连接的计算机是可以进行通信的，也就是说，从功能上和逻辑上看，这些计算机网络已经组成了一个大型的计算机网络，或称为互联网络，也可简称为互联网、互连网。 将网络互相连接起来要使用一些中间设备（或中间系统），ISO的术语称之为中继（relay）系统。根据中继系统所在的层次，可以有以下五种中继系统： 1.物理层（即常说的第一层、层L1）中继系统，即转发器（repeater）。 2.数据链路层（即第二层，层L2），即网桥或桥接器（bridge）。 3.网络层（第三层，层L3）中继系统，即路由器（router）。 4.网桥和路由器的混合物桥路器（brouter）兼有网桥和路由器的功能。 5.在网络层以上的中继系统，即网关（gateway）. 当中继系统是转发器时，一般不称之为网络互联，因为这仅仅是把一个网络扩大了，而这仍然是一个网络。高层网关由于比较复杂，目前使用得较少。因此一般讨论网络互连时都是指用交换机和路由器进行互联的网络。本文主要阐述交换机和路由器及其区别。 2 交换机和路由器 “交换”是今天网络里出现频率最高的一个词，从桥接到路由到ATM直至电话系统，无论何种场合都可将其套用，搞不清到底什么才是真正的交换。其实交换一词最早出现于电话系统，特指实现两个不同电话机之间话音信号的交换，完成该工作的设备就是电话交换机。所以从本意上来讲，交换只是一种技术概念，即完成信号由设备入口到出口的转发。因此，只要是和符合该定义的所有设备都可被称为交换设备。由此可见，“交换”是一个涵义广泛的词语，当它被用来描述数据网络第二层的设备时，实际指的是一个桥接设备；而当它被用来描述数据网络第三层的设备时，又指的是一个路由设备。 我们经常说到的以太网交换机实际是一个基于网桥技术的多端口第二层网络设备，它为数据帧从一个端口到另一个任意端口的转发提供了低时延、低开销的通路。 由此可见，交换机内部核心处应该有一个交换矩阵，为任意两端口间的通信提供通路，或是一个快速交换总线，以使由任意端口接收的数据帧从其他端口送出。在实际设备中，交换矩阵的功能往往由专门的芯片（ASIC）完成。另外，以太网交换机在设计思想上有一个重要的假设，即交换核心的速度非常之快，以致通常的大流量数据不会使其产生拥塞，换句话说，交换的能力相对于所传信息量而无穷大（与此相反，ATM交换机在设计上的思路是，认为交换的能力相对所传信息量而言有限）。 虽然以太网第二层交换机是基于多端口网桥发展而来，但毕竟交换有其更丰富的特性，使之不但是获得更多带宽的最好途径，而且还使网络更易管理。 而路由器是OSI协议模型的网络层中的分组交换设备（或网络层中继设备），路由器的基本功能是把数据（IP报文）传送到正确的网络，包括： 1.IP数据报的转发，包括数据报的寻径和传送； 2.子网隔离，抑制广播风暴； 3.维护路由表，并与其他路由器交换路由信息，这是IP报文转发的基础。 4.IP数据报的差错处理及简单的拥塞控制；
基于FPGA的高速大容量FLASH存储
技术创新 中文核心期刊《微计算机信息》（嵌入式与ＳＯＣ）２００８年第２４卷第９－２期ＰＬＤＣＰＬＤＦＰＧＡ应用 基于ＦＰＧＡ的高速大容量ＦＬＡＳＨ存储 ＤｅｓｉｇｎｏｆａＦＬＡＳＨＳｔｏｒａｇｅＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＨｉｇｈＳｐｅｅｄａｎｄＬａｒｇｅＣａｐａｃｉｔｙｂｙｍｅａｎｓｏｆＦＰＧＡ （中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室）麻海霞马铁华 ＭＡＨａｉ－ｘｉａＭＡＴｉｅ－ｈｕａ 摘要：本文研究ＲＳ－４２２电平传输串行数据，通过ＦＰＧＡ把串行数据转化为并行数据存储到高速大容量的ＦＬＡＳＨ的存储系统的具体设计，ＦＰＧＡ（现场可编程门阵列）为存储阵列的核心。不仅分析了ＲＳ－４２２电平在具体使用时需要注意的问题，而且针对外部高速数据的输入，在数据存储部分引入新的方法，能够更加快速的实现ＦＬＡＳＨ存储器对高速实时数据的可靠存储。关键词：ＲＳ－４２２；ＦＰＧＡ；高速；大容量；ＦＬＡＳＨ 中图分类号：ＴＰ２７４＋．２文献标识码：Ａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｕｓｅｓｔｈｅＲＳ－４２２ｌｅｖｅｌｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｅｒｉａｌｄａｔａｉｎｔｈｉｓｔｅｘｔ，ＳｙｓｔｅｍｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｓｔｏｒａｇｅｂｏａｒｄｗｏｕｌｄｍａｋｅｓｅｒｉａｌｄａｔａｔｒａｎｓｆｅｒｓｐａｒａｌｌｅｌｄａｔａｓｔｏｒｅｄｉｎｔｏＦＬＡＳＨｏｆｈｉｇｈｓｐｅｅｄａｎｄｌａｒｇｅｃａｐａｃｉｔｙｗｉｔｈＦＰＧＡｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｆｉｅｌｄｐｒｏ－ｇｒａｍｍａｂｌｅｇａｔｅａｒｒａｙ（ＦＰＧＡ）ｉｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｃｏｒｅｏｆｔｈｅｓｔｏｒａｇｅａｒｒａｙ．ＮｏｔｏｎｌｙｃａｒｅｆｕｌｌｙｈａｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅＲＳ－４２２ｌｅｖｅｌｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｃｒｅｔｅｕｓｅｎｅｅｄｓｔｏｄａｙａｔｔｅｎｔｉｏｎｑｕｅｓｔｉｏｎ，ｂｕｔａｌｓｏｎｅｗｍｅｔｈｏｄｓａｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｅｘｔｅｒｎａｌｈｉｇｈｓｐｅｅｄｉｎｐｕｔｄａｔａ，Ｂｙｕｓｉｎｇｏｆｔｈｅｓｔｏｒａｇｅｂｏａｒｄ，ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｒｅａｌｔｉｍｅｄａｔａｃａｎｂｅｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｓｔｏｒｅｄｗｉｔｈｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｌｏｗｅｒｓｐｅｅｄＦＬＡＳＨｃｈｉｐｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＲＳ－４２２；ＦＰＧＡ；ｈｉｇｈｓｐｅｅｄ；ｌａｒｇｅｃａｐａｃｉｔｙ；ＦＬＡＳＨ 文章编号：１００８－０５７０（２００８）０９－２－０１４４－０２ １引言 数字电路应用越来越广泛，传统通用的数字集成芯片已经 难以满足系统的功能要求，随着系统复杂程度的提高，所需通 用集成电路的数量呈爆炸性增值，使得电路的体积膨大，可靠 性难以保证。因而出现了现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）和复杂可编 程逻辑器件（ＣＰＬＤ）。在我国２０世纪９０年代以前，测试系统采 用磁带记录，效率和安全保障性不高；随之出现的是遥测技术， 但在传输数据的过程中会出现误差；接着是静态存储器，它读、 写方便，但是存储的数据会因为断电而丢失，所以，不利于数据 长时间保存；目前，闪存的问世，ＮＯＲ和ＮＡＮＤ是现在市场上 两种主要的非易失闪存技术，它有存储容量大、体积小、可靠性 高等优点，测试系统会逐步向这个方向发展。 ２设计思想 图１设计示意图 ２．１核心芯片选择 （１）接受芯片选择ＭＡＸ４９１ 此芯片为ＲＳ－４２２／４８５扩展芯片，为ＤＩＰ１４封装。ＭＡＸ４９１ 有两个控制端，如果两个控制端由微处理器的一个Ｉ／Ｏ口控制， 则总线，两线制，半双工工作。如果两个控制端单独控制，则总 线为ＲＳ－４２２总线，四线制，全双工工作。ＭＡＸ４９１采用＋５Ｖ电 源供电，当供电电流仅有５００ｕＡ时，传输速率却能达到 ２．５Ｍｂｉｔｓ／ｓ。它的内部有一个传输线驱动器和一个传输线接收 器，因此可以采用全双工工作。 （２）ＦＰＧＡ采用Ｓｐａｒｔａｎ－ＩＩ系列Ｘｃ２ｓ１００ Ｓｐａｒｔａｎ－ＩＩ系列Ｘｃ２ｓ１００有着丰富的触发器和ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ－ Ｕｐ－Ｔａｂｌｅ），非常适合复杂时序逻辑的设计。ＦＬＡＳＨ采用ＳＡＭ－ ＳＵＮＧ公司的ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ芯片Ｋ９Ｆ８Ｇ０８，接口宽度８位。每 个芯片含８１９２个数据块，一个块分为６４页，每页大小为（２Ｋ＋ ６４）Ｂｙｔｅｓ，其中６４Ｂｙｔｅｓ为空闲区，存储容量为８Ｇｂｉｔ。它以页为 单位进行读写，以块为单位擦除、命令、数据、地址共用同一总 线，具有硬件数据保护功能。 ２．２ＭＡＸ４９１设计时需要注意的问题 （１）ＲＳ－４２２传输线上匹配的一些说明：理论上，在每个接 收数据信号的中点进行采样时，只要反射信号在开始采样时衰 减到足够低就可以不考虑匹配。但这在实际上难以掌握，美国 ＭＡＸＩＭ公司有篇文章提到一条经验性的原则可以用来判断在 什么样的数据速率和电缆长度时需要进行匹配：当信号的转换 时间（上升或下降时间）超过电信号沿总线单向传输所需时间 的３倍以上时就可以不加匹配。 ＊一般终端匹配采用终接电阻方法，ＲＳ－４２２在总线电缆的 远端并接电阻，终接电阻一般在ＲＳ－４２２网络中取１００Ω，这种 匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率， 对于功耗限制比较严格的系统不太适合； ＊另外一种比较省电的匹配方式是ＲＣ匹配； ＊还有一种采用二极管的匹配方法。 （２）ＲＳ－４２２的接地问题 ＲＳ－４２２传输网络的接地是很重要的，因为接地系统不合 理会影响整个网络的稳定性，尤其是在工作环境比较恶劣和传麻海霞：在读硕士研究生 基金项目：总装备部（９１４０Ａ１７０８０３０７ＢＱ０４０９）
路由器的主要功能
路由器的主要功能： 所谓“路由”，是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作，而路由器，正是执行这种行为动作的机器，它的英文名称为Router,是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读懂”对方的数据，从而构成一个更大的网络。 简单的讲，路由器主要有以下几种功能： 第一，网络互连，路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信； 第二，数据处理，提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能； 第三，网络管理，路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。 为了完成“路由”的工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据－－路由表（Routing Table），供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。在路由器中涉及到两个有关地址的名字概念，那就是：静态路由表和动态路由表。由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态（static）路由表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。动态（Dynamic）路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。 Osi模型个层功能 OSI七层模型介绍 OSI是一个开放性的通行系统互连参考模型，他是一个定义的非常好的协议规范。OSI模型有7层结构，每层都可以有几个子层。下面我简单的介绍一下这7层及其功能。 OSI的7层从上到下分别是 7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 其中高层，既7、6、5、4层定义了应用程序的功能，下面3层，既3、2、1层主要面向通过网络的端到端的数据流。下面我给大家介绍一下这7层的功能： （1）应用层：与其他计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。例如，一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码，从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。但是，如果添加了一个传输文件的选项，那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层。示例：telnet，HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。 （2）表示层：这一层的主要功能是定义数据格式及加密。例如，FTP允许你选择以二进制或ASII格式传输。如果选择二进制，那么发送方和接收方不改变文件的内容。如果选择ASII格式，发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASII后发送数据。在接收方将标准的ASII转换成接收方计算机的字符集。示例：加密，ASII等。 （3）会话层：他定义了如何开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向小时的控制和管理，以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用，从而使表示层看到的数据是连续的，在某些情况下，如果表示层收到了所有的数据，则用数据代表表示层。示例：RPC，SQL等。 （4）传输层：这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用，还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。 （5）网络层：这层对端到端的包传输进行定义，他定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质，网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。示例：IP,IPX等。
基于NANDFLASH的高速大容量存储系统设计
2011年4月15日第34卷第8期 现代电子技术 M odern Electro nics T echnique Apr.2011V ol.34N o.8 基于NAND FLASH 的高速大容量存储系统设计 朱知博 (中国空空导弹研究院,河南洛阳 471009) 摘 要:为了解决目前记录系统容量小、存储速度低的问题,采用性能优良的固态N A ND 型FL A SH 为存储介质,大规模集成电路F PGA 为控制核心,通过使用并行处理技术和流水线技术实现了多片低速F LA SH 对高速数据的存储,提高了整个系统的存储容量和存储速度。针对F LA SH 内部存在坏块的自身缺陷,建立一套查询、更新和屏蔽坏块的处理机制,有效的提高了数据存储的可靠性。 关键词:高速;流水线;F L ASH ;F PG A 中图分类号:T N911 34 文献标识码:A 文章编号:1004 373X(2011)08 0170 04 Design of High speed and Mass Storage System Based on NAND Flash ZH U Zhi bo (Chi na Airborne Missi le Academy,L uo yang 471009,China) Abstract :In or der to solv e t he problem o f small capacity and lo w speed storag e in the recor ding system,the so lid NA N D Flash w ith excellent per for mance is taken as a sto rag e medium and larg e scale integr ated circuit o f F PG A as a contr ol cor e.T he application o f parallel pro cessing techno log y and pipeline techno log y makes the hig h speed dat a stor age achieved by sev eral low speed Flash,which impro ves t he stor age capacity and sto rage speed o f the who le sy st em.Aiming to the draw back of internal bad block in Flash,a set of pr ocessing mechanism for inquir ing,updating and shielding bad block is established,thus the reliability o f the data stor age is impr ov ed. Keywords :high speed;f low line;Flash;FP GA 收稿日期:2010 12 26 0 引 言 在数据采集存储系统中,往往需要对采集后的数据进行存储以方便后续分析处理。随着我国航空电子技 术和雷达成像技术的快速发展,分辨率和采样率大幅提升,由此便带来了高速大容量数据的存储问题。同时存储系统又要求掉电存储数据并具有良好的抗振动能力,因此存储电路通常采用非易失的电路芯片构成,而传统的DOC,E 2PROM 等存储技术由于容量小、速度低等缺点已经不适用高速大容量数据的存储。快速发展的闪速存储器(FLASH M EM ORY)因其具有体积小、成本低、功耗小、寿命长、抗振动和宽温度适应范围等特点,逐渐成为高速大容量存储系统设计的主流方案。1 FLASH 的控制逻辑 目前FLA SH 芯片主要分为N OR 型和NA ND 型。NOR 型具有可靠性高,随机读取速度快等优点,适用于程序代码的存储。NA ND 型是一种线性存储设备,适用于大容量数据和文件的存储。K9WBG08U1M [1]是三星公司推出的一款NAND 型 FLASH 芯片,存储容量达到4GB,它内部由两片2GB 的FLASH 构成,通过片选信号CE1/CE2进行选择控制,每片FLA SH 由8192个块组成,每块有64页,每页能存储(4096+128)个字节的数据。因此,访问芯片需要5个地址周期,其中3个周期的行地址用来确定某一页,2个周期的列地址用来确定每页的某个字节。对FLASH 进行的操作主要有:存储、读取和擦除。由于指令、地址和数据复用芯片的8个I/O 口,因此需要2个控制信号CLE 和ALE 分别锁存指令和地址。 存储操作一般使用基于页的连续存储模式,所有的命令字、地址、数据都是在WE 的上升沿写入。首先输入命令字80H ,随后紧跟输入5个周期的地址,并且在WE 的上升沿将串行输入数据加载进芯片内部的数据存储器中,最后输入页编程确认命令10H 便可启动存储操作,数据将自动的从片内寄存器写入存储体中,随后可通过输入读状态命令70H 来判断I/O 端口输出是否为0来检测此次编程操作的成功性。 读取操作通常也以页为单位进行。输入起始命令字00H 、5个周期的地址和结束命令字30H 后,对应地址的一页4096个字节数据便传输给数据寄存器,随后在RE 的下降沿将数据驱动到I/O 总线输出。 擦除操作与存储、读取操作略有不同,它是以块为
路由器 特点功能优缺点
路由器 名称：路由器（有线·无线） 功能： （1）在网络间载获发送到远地网段的报文，起转发的作用。 （2）选择最合理的路由，引导通信。为了实现这一功能，路由器要按照某种路由通信协议，查找路由表。路由表中列出整个互联网络中包含的各个节点，以及节点间的路径情况和与它们相联系的传输费用。如果到特定的节点有一条以上路径，则基于预先确定的准则选择最优（最经济）的路径。由于各种网络段和其相互连接情况可能发生变化，因此路由情况的信息需要及时更新，这是由所使用的路由信息协议规定的定时更新或者按变化情况更新来完成。网络中的每个路由器按照这一规则动态地更新它所保持的路由表，以便保持有效的路由信息。 （3）路由器在转发报文的过程中，为了便于在网络间传送报文按照预定的规则把大的数据包分解成适当大小的数据包，到达目的地后再把分解的数据包包装成原有形式。 （4）多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段，作为不同通信协议网络段通信连接的平台。
（5）路由器的主要任务是把通信引导到目的地网络，然后到达特定的节点站地址。后一个功能是通过网络地址分解完成的。例如，把网络地址部分的分配指定成网络、子网和区域的一组节点，其余的用来指明子网中的特别站。分层寻址允许路由器对有很多个节站的网络存储导址信息。 特点： （1）可靠性与线路安全可靠性要求是针对故障恢复和负载能力而提出来的。对于路由器来说，可靠性主要体现在接口故障和网络流量增大两种情况下，为此，备份是路由器不可或缺的手段之一。当主接口出现故障时，备份接口自动投入工作，保证网络的正常运行。当网络流量增大时，备份接口又可承当负载分担的任务。 （2）身份认证路由器中的身份认证主要包括访问路由器时的身份认证、对端路由器的身份认证和路由信息的身份认证。 （3）访问控制对于路由器的访问控制，需要进行口令的分级保护。有基于IP地址的访问控制和基于用户的访问控制。（4）信息隐藏与对端通信时，不一定需要用真实身份进行通信。通过地址转换，可以做到隐藏网内地址，只以公共地址的方式访问外部网络。除了由内部网络首先发起的连接，网外用户不能通过地址转换直接访问网内资源。 （5）数据加密
路由器基础详解--路由器的作用与功能
路由器基础详解--路由器的作用与功能 本文主要给大家详细的介绍了路由器的基础知识，路由器的作用与功能，那么它的基本工作原理是什么呢？下面的文章将给你详细的解答。 路由器的原理与作用路由器是一种典型的网络层设备。它是两个局域网之间接帧传输数据，在OSI/RM之中被称之为中介系统，完成网络层中继或第三层中继的任务。路由器负责在两个局域网的网络层间接帧传输数据，转发帧时需要改变帧中的地址。 路由器基础一、原理与作用 路由器（Router）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。路由器分本地路由器和远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆、双绞线；远程路由器是用来连接远程传输介质，并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收机、发射机。 一般说来，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成。 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路径表（Routing Table），供路由选择；时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。 1.静态路径表由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态（static）路径表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。 2.动态路径表动态（Dynamic）路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。 路由器基础二、路由器的优缺点 1.优点
路由器的具体功能是什么
路由器的具体功能是什么？ 1).路由器的功能八十年代初路由器问世，并由IETF对其作了网关定义。它从 原先单纯为了分割网络这一目的发展至今，其用途和性能已有了相当大的扩充与 增强。路由器的功能大致可分为以下6点： 网络分段，这是路由器最主要的功能之一，即可根据实际需求将整个网络分割成 不同的网段，换句话说，路由器可以将不同的LAN进行互连；地址解析与路径选择 ，地址解析是路由器的基本功能，对于流经它的任何数据包均要进行包头的“拆 打”(参见下面工作过程的描述)，以确定该数据包的流向，路径选择是指路由器 可为跨越不同LAN的流量在网络上选择最适宜的路径，另外，为了网络负载均衡的 目的，它还允许流量在源站点和目的站点之间的冗余链路上传送；隔离广播，路 由器能够阻止广播流量从一个LAN到另外一个LAN，因而减少了整个网络的广播流 量，以避免形成广播风暴；安全性与防火墙，路由器对网络的安全起着相当大的 作用，它能监视来自每个用户的业务流，并利用动态滤波器保证网络安全性，只 有被授权的用户才能拥有相应的数据链路；第三层的特殊服务，如优先权控制， 即路由器可按预先设定的优先权方案，给予不同协议的流量以不同的执行优先权 ，又如合理配置路由器可调整网络的性能；广域网连接，现在，由于种种原因尚 未普遍使用ATM，所以广域网的连接还需要使用路由器。 2).路由器的工作过程路由器是OSI七层网络模型中第三层的设备。它在网络 中，收到任何一个数据包(包括广播包在内)，就要将该数据包第二层(数据链路层 )的信息去掉(称为“拆包”)，查看第三层信息。然后，根据路由表确定数据包的 路由，再检查安全访问表；若被通过，则再进行第二层信息的封装（称为“打包 ”），最后将该数据包转发。如果在路由表中查不到对应MAC地址的网络，则路由 器将向源地址的站点返回一个信息，并把这个数据包丢掉。这便是路由器工作过 程的简要描述。还应当指出：MAC地址就是网络设备的物理地址(如网卡地址)。路 由器要看的第三层信息，叫做“IP地址”，它是一个逻辑地址。值得强调的是： 网络设备要传输信息，最终靠的是MAC地址。 3).路由器对网络造成的限制路由器是无连接的设备，其工作机制使它成为一 个转发并遗忘的网络设备。仅就路由器对任何数据包都要有一个“拆打”过程来 看，即使是同一源地址向同一目的地址发出的所有数据包，也要重复相同的过程 。这导致路由器不可能具有很高的吞吐量，这也是路由器成为网络瓶颈的原因之 一。可能有人会说，提高路由器的硬件性能(系指采用更高速的、更昂贵的处理器 ，更大容量的内存)不就可以改善它的性能了吗?令人遗憾的是，路由器除了硬件 支撑外，其“复杂的处理与强大的功能”主要是通过软件来实现的，这必然使得 它成为网络瓶颈。另外，当流经路由器的流量超过其吞吐能力时，将引起路由器 内部的拥塞。持续拥塞不仅会使转发的数据包被延误，更严重的是使流经路由器 的数据包丢失。这些都给网络应用带来极大的麻烦。路由器的复杂性还对网络的 维护工作造成了沉重的负担。例如，要对网络上的用户进行增加、移动或改变时 ，配置路由器的工作将显得十分复杂。 路由器是网络中的核心设备。硬件路由器是大家所熟悉的，最典型的就是Cisco公司的系列路由器。软件
常用的网络设备与功能
人们常用的网络设备及其功能 目录 一、路由器 (2) 1、路由器的功能及特点 (2) 2、路由器的种类 (2) （1）．接入路由器 (2) （2）．企业级路由器 (2) （3）．骨干级路由器 (3) （4）．太比特路由器 (3) （5）、无线路由器 (4) 二、HUB 集线器 (5) 1、集线器的功能及特点 (5) 2、集线器的种类 (5) （1）独立型HUB： (5) （2）模块化HUB： (5) （3）可堆叠式HUB： (5) 三、交换机 (7) 1、交换机的功能及特点 (7) 2、交换机的种类 (7) 四、网关（Gatway) (8) 1、网关的功能及特点 (8) 2、网关的种类 (8) （1）语音网关 (8) （3）家用网关 (8)
常用的网络设备及其功能 一、路由器 1、路由器的功能及特点 路由器工作在OSI体系结构中的网络层，这意味着它可以在多个网络上交换和路由数据数据包。路由器通过在相对独立的网络换具体协议的信息来实现这个目标。比起网桥，路由器不但能过滤和分隔网络信息流、连接网络分支，还能访问数据包中更多的信息。并且用来提高数据包的传输效率。路由表包含有网络地址、连接信息、路径信息和发送代价等。路由器比网桥慢，主要用于广域网或广域网与局域网的互连。 2、路由器的种类 （1）．接入路由器 接入路由器连接家庭或ISP的小型企业客户。接入路由器已经开始不只是提供SLIP或PPP 连接，还支持诸如PPTP和IPSec等虚拟私有网络协议。这些协议要能在每个端口上运行。诸如ADSL等技术将很快提高各家庭的可用带宽，这将进一步增加接入路由器的负担。由于这些趋势，接入路由器将来会支持许多异构和高速端口，并在各个端口能够运行多种协议，同时还要避开交换网。 （2）．企业级路由器 企业或校园级路由器连接许多终端系统，其主要目标是以尽量便宜的方法实现尽可能多的端点互联，并且进一步要求支持不同的服务质量。许多现有的企业网络都是由Hub或网桥连接起来的以太网段。尽管这些设备价格便宜、易于安装、无需配置，但是它们不支持服务等级。相反，有路由器参与的网络能够将机器分成多个碰撞域，并因此能够控制一个网络的大小。此外，路由器还支持一定的服务等级，至少允许分成多个优先级别。但是路由器的每端口造价要贵些，并且在能够使用之前要进行大量的配置工作。因此，企业路由器的成败就在于是否提供大量端口且每端口的造价很低，是否容易配置，是否支持QoS。另外还要求企业级路
路由器的概念及功能
路由器的概念 路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读”懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。 路由器有两大典型功能，即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、转发以及输出数据链路调度等，一般由硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。 路由器基本功能介绍 传统上，路由器工作于所谓网络7层协议模型中的第3层，其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包，根据其中所含的目的地址，决定转发到哪个目的地，可能是路由器也可能就是最终目的点，并决定从哪个网络接口转发出去。这是路由器的最基本功能——数据包转发功能。 根据TCP/IP协议，路由器的数据包具体转发过程是： 1.网络接口接收数据包的不同的物理网络介质，决定了不同的网络接口，如对应于10Base-T以太网，路由器有10Base-T以太网接口；对应于DDN，路由器有V.35接口。 2.根据网络物理接口，路由器调用相应的链路层以解释处理数据中的链路层协议。这一步处理主要是对数据完整性的验证。 3.在链路层完成对数据帧的完整性验证后，路由器开始处理此数据帧的IP层。根据数据帧中的目的IP地址，路由器在路由表中查找下一IP地址，并计算新的校验和。如果接收数据帧的网络接口类型与转发数据帧的网络接口类型不同，则IP数据包还可能因为最大帧长度的限制而对其进行分段或重组。 4.根据在路由表中所查到的下一IP地址，IP数据包送往相应的输出链路层，最后经网络物理输出接口发送出去。 为了维护和使用路由器，路由器还需要有配置或者说控制功能。 控制功能是由一系列规则所提供的，举例来说，可能是优先权、拒绝访问或提供记账数据。当数据包进入路由器时，这些相关的规则也同样作用于数据包。在基于软件的路由器中，这些规则被存储于一个软件数据库内，每个数据包通过时都必须与该数据库进行核对。
路由器的主要作用
路由器的主要作用 路由器是互联网的主要节点设备。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择（routing），这也是路由器名称的由来（router，转发者）。作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于TCP/IP 的国际互联网络Internet 的主体脉络，也可以说，路由器构成了Internet 的骨架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一，它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。 路由器的主要作用包括以下三方面： 1、实现网络的互连和隔离 路由器工作在OSI模型中的第三层，即网络层。路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址（即IP地址）来区别不同的网络，实现网络的互连和隔离，保持各个网络的独立性。路由器不转发广播消息，而把广播消息限制在各自的网络内部。发送到其他网络的数据先被送到路由器，再由路由器转发出去。 IP路由器只转发IP分组，把其余的部分挡在网内（包括广播），从而保持各个网络具有相对的独立性，这样可以组成具有许多网络（子网）互连的大型的网络。由于是在网络层的互连，路由器可方便地连接不同类型的网络，只要网络层运行的是IP协议，通过路由器就可互连起来。 2、根据IP地址来转发数据 网络中的设备用它们的网络地址（TCP／IP网络中为IP地址）互相通信。IP地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址。路由器只根据IP地址来转发数据。IP地址的结构有两部分，一部分定义网络号，另一部分定义网络内的主机号。目前，在Internet网络中采用子网掩码来确定IP地址中网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样也是32bit，并且两者是一一对应的，并规定，子网掩码中数字为“1”所对应的IP地址中的部分为网络号，为“0”所对应的则为主机号。网络号和主机号合起来，才构成一个完整的IP地址。同一个网络中的主机IP地址，其网络号必须是相同的，这个网络称为IP子网。 通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行，要与其它IP子网的主机进行通信，则必须经过同一网络上的某个路由器或网关（gateway）出去。不同网络号的IP地址不能直接通信，即使它们接在一起，也不能通信。 路由器有多个端口，用于连接多个IP子网。每个端口的IP地址的网络号要求与所连接的IP子网的网络号相同。不同的端口为不同的网络号，对应不同的IP子网，这样才能使各子网中的主机通过自己子网的IP地址把要求出去的IP分组送到路由器上。 3、选择数据传送的线路 在网络通信过程中，选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率，从而让网络系统发挥出更大的效益来。 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据：路由表（Routing Table），供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。
路由器的作用
那就简单的解释一下，路由器是用来连接两个不同网络的。例如从192.168.0.*网段到192.168.1.*网段的转换 》》》》》 要解释路由器的概念，首先要介绍什么是路由。所谓“路由”，是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作，而路由器，正是执行这种行为动作的机器，它的英文名称为Router。路由器的基本功能如下： 第一，网络互连：路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信； 第二，数据处理：提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能； 第三，网络管理：路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。 简单的讲，路由器主要有以下几种功能： 第一，网络互连，路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信； 第二，数据处理，提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能； 第三，网络管理，路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。 为了完成“路由”的工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据－－路由表（Routing Table），供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。在路由器中涉及到两个有关地址的名字概念，那就是：静态路由表和动态路由表。由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态（static）路由表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。动态（Dynamic）路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。 为了简单地说明路由器的工作原理，现在我们假设有这样一个简单的网络。如图所示，A、B、C、D四个网络通过路由器连接在一起。 现在我们来看一下在如图所示网络环境下路由器又是如何发挥其路由、数据转发作用的。现假设网络A中一个用户A1要向C网络中的C3用户发送一个请求信号时，信号传递的步骤如下：