核心路由器的发展趋势分析

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摘要：核心路由器又称“骨干路由器”，是位于网络中心的路由器。位于网络边缘的路由器叫接入路由器。核心路由器和边缘路由器是相对概念。它们都属于路由器，但是有不同的大小和容量。某一层的核心路由器是另一层的边缘路由器。

关键词：核心路由器 发展 应用

中图分类号：TN913.1+1文献标识码： A引言：

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 核心路由器的工作原理

（1）工作站A将工作站B的地址12.0.0.5连同数据信息以数据包的形式发送给路由器1。

（2）路由器1收到工作站A的数据包后，先从包头中取出地址12.0.0.5，并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路径：R1->R2->R5->B；并将数据包发往路由器2。

（3）路由器2重复路由器1的工作，并将数据包转发给路由器5。

（4）路由器5同样取出目的地址，发现12.0.0.5就在该路由器所连接的网段上，于是将该数据包直接交给工作站B。

（5）工作站B收到工作站A的数据包，一次通信过程宣告结束。

事实上，路由器除了上述的路由选择这一主要功能外，还具有网络流量控制功能。有的路由器仅支持单一协议，但大部分路由器可以支持多种协议的传输，即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则，要在一个路由器中完成多种协议的算法，势必会降低路由器的性能。因此，我们以为，支持多协议的路由器性能相对较低。用户购买路由器时，需要根据自己的实际情况，选择自己需要的网络协议的路由器。

近年来出现了交换路由器产品，从本质上来说它不是什么新技术，而是为了提高通信能力，把交换机的原理组合到路由器中，使数据传输能力更快、更好。

二、核心路由器现代应用与发展

1虚拟局域网技术

虚拟局域网技术(VPN)是指网络中的站点不拘泥于所处的物理位置,可以根据需要灵活地加入不同的逻辑子网中的一种网络技术。在网络中根据不 同业务需求划分了几个虚拟局域网(VLan):EMS、自动化、保护、方式、调度等。因为VLan间是不通的,所以在链路末端的交换机上可以划分属于不同 VLan的端口。在这些端口上公用一个该VLan的网关,并且分配一个子网,这样接在该VLan上的工作站只需与该网关进行通讯,该网关再为数据寻找路 由。这样,不同业务的工作站只需接到自己的VLan端口,再将自己的IP地址改为网段中的地址,再设上相应的网关和掩码即可,实现数据包的转发。

2 多协议标签交换协议

多协议标签交换协议(MPLS)是核心路由器利用含有边缘路由器在IP分组内提供的前向信息的标签(label)或标记(tag)实现网络层 交换的一种交换方式。由于骨干网内全网部署MPLSVPN,为降低网络复杂度,需要在全网PE上运行MP-BGP。并可通过建立路由反射器(RR)来实现 MP-BGP的路由交换。MPLS的工作原理是通过路由表对相应的转发等价类(FEC)查询并分配,同时采用固定长度的标签对该FEC进行描述与编码,并 将此标签附加到IP报头的前面。相应的处于LSP中的标签交换路由器,利用报文携带的标签信息库(LIB)进行索引,确定相应的下一跳,在LSR出端口用新的标签替换原有标签,实现携带新标签的报文便沿着LSP向目的地转发。

3设计网络拓扑结构方案

网络拓扑(Topology)结构是指构成网络的成员间特定的物理的即真实的、或者逻辑的即虚拟的排列方式。电力调度数据网采用分层设计,内 部结构分为核心层、骨干层和接入层三层。三层设计便于组织网络路由,优化网络结构,简化厂站接入。网络拓扑结构设计原则应遵循以下几点。

4 拓扑可靠性原则

网络的拓扑设计应遵循N-1的电路可靠性和N-1的节点可靠性原则。即要求每个节点至少有2条不相关的链路与其他节点相连,去掉拓扑中任何1 条链路,对节点的连通性无影响;N-1的节点可靠性是指去掉拓扑中任何1个节点,对其他节点的连通性无影响,如某个地调节点故障应不影响其他节点的连通。

5 双出口原则

国调局域网、每个网调局域网都有两个出口。同时,为防止因外部原因(如停电)造成两出口同时失效,两个出口应位于不同的地理位置,两出口的外联电路中至少有两条没有相关性。

6 流量优化与时延原则

根据网络的流量和流向,合理配置电路及其带宽。网络流量分布均匀,各电路带宽得到较充分的利用,不存在网络带宽瓶颈,并适度考虑“N-1”情况下的网络流量。

7 设计路由策略

根据路由协议的分析可知,调度数据网首选路由协议为OSPF,而该协议支持两层结构,即主干域和子域,从而分散路由处理,减少网络带宽占用。 使用OSPF协议必须考虑到骨干区域的连通性,即使某条链路断开后也可以保证主干区域不会分离。每个子域将省调节点或较为重要的地调节点设置为该域的边界 路由器ABR。为保证网络的弹性,每个子域ABR均应考虑采用分布体系结构,以满足可靠性、冗余性要求。系统OSPF划分为8个区域,区域0:加入到区域 0中的接口是各地调上联省调路由器的接口,与其他地调路由器互联;区域1～7:区域1～7分别为各地调及下属变电站的相关接口。

8设计网络节点

由于核心层站点汇聚了整个地区调度数据网络的信息,所以对可靠性要求极高,宜采用路由器+交换机方式。远景规划在地调网络中心增加1台路由 器,2台路由器通过快速以太网相连,实现站点设备的备份。由于骨干层站点汇聚了各县级调度数据网络的信息,所以对可靠性要求较高,采用路由器+交换机方 式。接入层站点采用路由器+交换机方式。

9设计IP规划方案

地址编码的基本原则是满足地址的唯一性。为使寻址更加有效,且保证地址的唯一性,网络地址编址编码及分配应与网络拓扑及地址管理体制相结合。 可采用30位掩码的分配方式,每条链路(如为N×E1则视为1条链路)采用1个子网网段。核心、汇聚层节点间的连接共有9条链路,共需9个子网网段。接层 节点上联汇聚层节点的链路为90个变电站,其中82个110kVA变电站按单链路上联链路计算,则共需82个子网网段,8个330kVA变电站按双链路上 联链路计算,则共需16个子网网段。

因此：路由器互联网入口的本质，决定着其不是一个简单的消费品，而是一个具备总处理性质的服务平台。而随着智能化浪潮的不断侵蚀，大量的智能设备迫切需要一个总领设备的协调，而这，就是核心路由。核心路由源源不断的网络仅仅只是一个载体，其承载的大数据才是智能化的核心。以路由为基，承数据之重，统家居之所有，控智能之明天。