一号互联_技术小白菜:如何评判一台路由器的主要性能参数

一号互联 2016-11-09 10:28 在线教育 来源:思达派 查看原文

        众所周知,作为连接本单位网络和因特网以及其他单位网络的设备路由器随着宽带技术的不断发展和普及,其选择范围也从传统意义上的产品市场走向了新型的宽带路由器市场,有了宽带路由器,局域网内的所有计算机再也不必费力的安装客户端软件或是设定一些所谓的代理服务器地址,这种新兴的网络产品集成路由器、宽带控制管理功能以及防火墙功能等于一个简单的箱子里,具备迅速转发、灵活管理等功能。

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      面对如今日渐火爆的宽带路由器市场,准备使用宽带路由器解决多台电脑共享上网问题的用户开始感觉到:目前宽带路由器品牌众多,其性能和质量也参差不齐,在购买产品时,一般的用户也往往只是看重价格,对于宽带路由器所具有的功能、性能并不十分了解。那么在选择一款适合自己的宽带路由器的时候也就往往会出现不知所措的情况,下面就给大家分析一些宽带路由器的主要性能指标参数,以供大家参考。

一、内存
就市场上的一般路由产品内存来说,1M到4M Bytes的内存属于较小,8M Bytes属于中等内存,16M Bytes或以上则属于较大的了。由于处理器存放运算过程中的数据是通过内存发挥效用的,因此,内存的不同容量直接影响着路由器的处理器处理数据的性能,在不考虑价格的前提下,路由器的内存应该说是越大越好,然而,正如电脑主机的内存一样,大的内存不一定就比小的内存处理能力强,因为这还与科学的使用有关,高效的算法和优秀的软件直接影响着内存的使用情况,水平高的软件设计能很好地规划和使用内存,水平低的软件则没有较好的设计能力,直接拷贝处理器芯片厂家提供的参考软件又未经优化,因此内存就不能得到高效的使用。
此外,值得一提的是,目前市场上的路由产品内存容量存在着一些虚假的信息,将内存单位的Byte(B)和Bit(b)混淆,或者干脆不标容量单位迷惑消费者,有些经销商也只强调内存容量为多少M,到底单位是B还是b则需要大家在购买时最好搞清,这一点值得大家注意,识破商家或经销商的别有用心。

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二、处理器
正如电脑主板、交换机的核心部件是处理器一样,路由器的核心器件也是处理器,尽管路由器的性能不完全依赖于处理器,但是不可否认的是,处理器越好,路由器的工作效率就越高,处理器的好坏往往还决定着宽带路由器的另一个最重要的参数,即吞吐量,那么,如何挑选处理器呢?
宽带路由器的处理器一般是基于ARM9、MIPS、x86和ARM7内核的各芯片厂商的产品。80186、ARM7两种架构的内核处理器是第一代宽带路由器的典型配置,其性能较差,已经处于被淘汰的地位。目前,内核处理器产品的主流是ARM9、MIPS架构,而Intel Xscale架构则是高级网络处理器,属于高端产品。此外,关注处理器内核的时候,除了以上我们提出的基本架构之外,还要看它的Cache容量的大小和该处理属于单CPU还是多CPU分布式处理模式,单CPU为一般的处理模式,而多CPU分布式处理的则性能较强,也是一种比较高级的处理器。
就处理器的主频来说,一般意义上,处理器主频在100M或低于100M的属于较低主频;主频在100M到200M的属于中等水平,若是达到了 200M以上则属于较高主频了。普通家庭选择带宽路由器的时候较低的主频就可以了,而网吧、中小企业用户以及大型企业的分支机构等就要选择较高主频的路由器了。
最后,再如处理器的总线宽度、内部总线结构、运算模式等都会影响到处理器的处理性能,不同品牌、不同型号的处理器也会出现很大的差异。

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三、WAN端口
根据WAN口可以接入的进线数量,路由器可以分为双WAN口和四WAN口等,关于这一点很容易理解,双WAN口的用户在选择电信ADSL接入的同时还可以用另一个接口选择联通或其他运营商的接入方式,而四WAN口路由器则可以选择四条接入,增加较少的成本就可以大幅增加上网带宽。然而,是不是接口越多就越好呢?当然不是,这与路由器本身的硬件和软件情况相关,性能和处理能力确定的前提下,带宽不会随WAN口数的增减而有较大变化,正如一辆汽车最多可以容纳16个人,即便是将该车改装为十个门也一样最多可以容纳16个人。
因此,多WAN口的路由器一定要性能很强,相对于出口的带宽要足够的充分,比如处理能力为40M的处理器,每线WAN口出口带宽为10M,则其吞吐量为20M,而处理能力为10M的处理器,单WAN口还是双WAN口接入都一样只可能有10M的吞吐量,因此处理能力不强的处理器,即便是接口数量再多也是形同虚设、无济于事,所以面对市场上越来越多的多WAN口路由产品,购买者一定要多花些心思噢。举例来说,如果是基于ARM7架构的主频小于 100M的处理器,其性能基本上不足以做多WAN口。

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四、吞吐量(Throughput)
吞吐量是路由设备性能的一个重要指标,指的是设备整机包转发的能力,也可以说是路由器每秒可以处理的数据量,就像邮局邮寄包裹一样,吞吐量在这里只不过邮寄的是数据而已。因此,我们还可以说吞吐量就相当于邮局在单位时间里处理包裹的能力,是路由器性能的直观反映。设备吞吐量通常小于路由器所有端口吞吐量之和。
吞吐量有Smartbits和Chariot两种测试方式,一般是在NAT开启、防火墙关闭的情况下得出的测试数据。而两种测试出来的数据又存在着很大的差异,因此,谈到吞吐量数据的时候一定要说明这个数据是通过什么测试方法得出的,同样的道理,在同一测试方法下的吞吐量数据才可以进行比较。

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五、带机数量
维持一个300台pc机的企业网络,正常运行状态下的宽带路由器换到网吧中或许带机数量都不能超过50台,这是因为路由器的带机数量是与当地的网络使用情况相关的,尤其受使用环境的网络繁忙程度的影响,网吧中的人们大多在聊天、看电影、玩游戏等,几乎所有的数据都要通过WAN口,而企业的网络一般则是只有一小部分人在使用,大部分数据也都是在企业网络内部流通,因此路由器的负载要相比网吧来说轻的多。
因此我们可以说,选择路由器的时候,即便是估算网络中每台机器的平均数据使用流量也仍旧是不能做到十分精确的,所以客观而科学的说法应该是看某个路由产品的带机数量是否适用于那种类型的网络才对。
另外,许多路由器偶尔会提到“最大允许带机量”的概念,其实,这种说法根本无法指明该路由器的性能,它只是DHCP可以分配的最大IP地址数,即253个(254个减掉自己用掉的一个),这个数值对用户来说是没有太大的意义的。

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六、Flash容量
用来存放操作系统和应用程序的Flash的大小主要取决于所选用的操作系统、应用程序编写效率和用户界面的花哨程度。在这里,Flash用的软件越大不是水平就越高,产品越值得信赖,而是软件越小水平越高。因为,如果操作系统选用的是实时的高效系统的话,其系统本身的编写效率就很高,剪裁合理(如VxWorks、Nucleus、Ecos等),因此就只需选用较小的flash容量就可以了,而操作系统的效率较低的话,设计者对系统的了解程度不够,参考软件也很有可能是照搬厂家未经优化的参考软件,编写效率低(如Linux等),这种情况下,就只能选择容量较大的Flash了。
然而,对一般的用户来说,我们大可不必费力的去了解Flash的容量到底有多大,而是关注一下是否可以满足自身的功能需求和界面是否满意就好了。

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七、线速转发能力
数据包转发是路由器最基本、最重要的功能。全双工线速转发能力是检验路由器性能的重要指标,它是指以最小包长(以太网64字节、POS口40字节)和最小包间隔(符合协议规定)在路由器端口上双向传输同时不引起丢包。简单的说就是进来的流量有多大,出去的流量就有多大,捕获发生因为处理能力或设备的问题而造成吞吐量的降低,此外,在同样端口速率的条件下转发小包是对路由器包转发能力的最大程度考验。


八、支持的网络协议
网络中(包括互联网)进行传递和管理信息时也需要一些规范,即:网络协议,它如同人与人之间交流时需要遵循的规矩一样,是计算机通信过程中需要共同遵守一定的规则,TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议是网络中最常见的协议,IPX/SPX协议在局域网中用得的机会和频率比较多。如果用户访问因特网,则必须在网络协议中添加TCP/IP协议。因此,路由器的使用与网络协议不可分割,他们共同成就了用户顺利访问因特网。

通过以上的参数来选择路由产品的话,相信可以帮上不少的忙,但是如果对于宽带路由器所具有的性能并不十分了解的话,选择路由器的时候也是有一些方法可循的。

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       我国的核心路由器发展非常迅速的,这里我们主要介绍核心路由器十项性能指标,包括介绍核心路由器的吞吐量等方面。说到核心路由器的性能,不妨我先给大家简单的介绍一下什么是路由器,路由器是用来做什么的! 
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。核心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、背板转发以及输出链路调度等,一般由特定的硬件来完成;控制功能一般用软件来实现,包括与相邻核心路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。
       

      多少年来,核心路由器的发展有起有伏。90年代中期,传统路由器成为制约因特网发展的瓶颈。ATM交换机取而代之,成为IP骨干网的核心,核心路由器变成了配角。进入90年代末期,Internet规模进一步扩大,流量每半年翻一番,ATM网又成为瓶颈,路由器东山再起,Gbps路由交换机在1997年面世后,人们又开始以Gbps路由交换机取代ATM交换机,架构以核心路由器为核心的骨干网。相信大家已经对路由器的概念基本了解,那么下面我们就说说核心路由器十项性能指标: 

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     高速路由器的系统交换能力与处理能力是其有别于一般路由器能力的重要体现。目前,高速路由器的背板交换能力应达到40Gbps以上,同时系统即使暂时不提供OC-192/STM-64接口,也必须在将来无须对现有接口卡和通用部件升级的情况下支持该接口。在设备处理能力方面,当系统满 负荷运行时,所有接口应该能够以线速处理短包,如40字节、64字节,同时,高速路由器的交换矩阵应该能够无阻塞地以线速处理所有接口的交换,且与流量的类型无关。


指标之一: 吞吐量吞吐量是核心路由器的包转发能力。吞吐量与路由器端口数量、端口速率、数据包长度、数据包类型、路由计算模式(分布或集中)以及测试方法有关,一般泛指处理器处理数据包的能力。高速路由器的包转发能力至少达到20Mpps以上。吞吐量主要包括两个方面: 1. 整机吞吐量整机指设备整机的包转发能力,是设备性能的重要指标。路由器的工作在于根据IP包头或者MPLS 标记选路,因此性能指标是指每秒转发包的数量。整机吞吐量通常小于核心路由器所有端口吞吐量之和。2. 端口吞吐量端口吞吐量是指端口包转发能力,它是核心路由器在某端口上的包转发能力。通常采用两个相同速率测试接口。一般测试接口可能与接口位置及关系相关,例如同一插卡上端口间测试的吞吐量可能与不同插卡上端口间吞吐量值不同。


指标之二:路由表能力 路由器通常依靠所建立及维护的路由表来决定包的转发。路由表能力是指路由表内所容纳路由表项数量的极限。由于在Internet上执行BGP协议的核心路由器通常拥有数十万条路由表项,所以该项目也是路由器能力的重要体现。一般而言,高速核心路由器应该能够支持至少25万条路由,平均每个目的地址至少提供2条路径,系统必须支持至少25个BGP对等以及至少50个IGP邻居。 


指标之三:背板能力 背板指输入与输出端口间的物理通路。背板能力是核心路由器的内部实现,传统核心路由器采用共享背板,但是作为高性能路由器不可避免会遇到拥塞问题,其次也很难设计出高速的共享总线,所以现有高速核心路由器一般采用可交换式背板的设计。背板能力能够体现在路由器吞吐量上,背板能力通常大于依据吞吐量和测试包长所计算的值。但是背板能力只能在设计中体现,一般无法测试。


指标之四:丢包率 丢包率是指核心路由器在稳定的持续负荷下,由于资源缺少而不能转发的数据包在应该转发的数据包中所占的比例。丢包率通常用作衡量路由器在超负荷工作时核心路由器的性能。丢包率与数据包长度以及包发送频率相关,在一些环境下,可以加上路由抖动或大量路由后进行测试模拟。

指标之五:时延 时延是指数据包第一个比特进入路由器到最后一个比特从核心路由器输出的时间间隔。该时间间隔是存储转发方式工作的核心路由器的处理时间。时延与数据包长度和链路速率都有关,通常在路由器端口吞吐量范围内测试。时延对网络性能影响较大, 作为高速路由器,在最差情况下, 要求对1518字节及以下的IP包时延均都小于1ms。 


指标之六:背靠背帧数 背靠背帧数是指以最小帧间隔发送最多数据包不引起丢包时的数据包数量。该指标用于测试核心路由器缓存能力。具有线速全双工转发能力的核心路由器,该指标值无限大。


指标之七:时延抖动 时延抖动是指时延变化。数据业务对时延抖动不敏感,所以该指标通常不作为衡量高速核心路由器的重要指标。对IP上除数据外的其他业务,如语音、视频业务,该指标才有测试的必要性。

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