路由器本身就是一台計算機，如果連著鍵盤、滑鼠、顯示器，操作系統里再安裝個Office，就可以當做辦公電腦使用了。

但是，如果真把路由器當電腦用，那真是太屈才了，好比開著坦克去菜場買菜！ 路由器的「高效的IP報文的硬體轉發能力」就被嚴重浪費了。

路由器到底是幹什麼的？

如圖所示，A網路信封數據，是如何沿著箭頭的方向，先到達B網路，再到達C網路，然後到達D網路，最後到達目的地主機的？

邏輯很簡單，路由器在信封數據產生之前，已經和自己的鄰居路由器，通過路由協議數據報文，同步了整個網路（互聯網）的IP路由表。

當IP報文到達時，路由器知道如何將接收到的IP報文，轉發給自己的鄰居。鄰居也知道如何將接收到的IP報文，轉發給更靠近目的地的路由器。通過連續接力的方式，最終IP報文到達了目的地。

A網路與B網路、B網路與C網路、C網路與D網路相交處，都有一個橢圓形的圖標。這些橢圓形的圖標就是路由器！

路由器為了連接多個網路，通常有多個網路介面。介面的類型取決於連接的是什麼網路。

  • 連接的是乙太網，使用乙太網介面。
  • 連接的是ATM網，使用ATM介面。
  • 連接的是ISDN網，使用E1/T1介面。

讀者可能會說，這有什麼稀奇的？在普通電腦的擴展插槽中，插入這些介面卡，電腦不是一樣可以實現路由器功能？這也許是題主真正想表達的意思，對嗎！

完全可以，只要兩個網卡就可以在普通電腦上實現路由器的功能。

很少有人會用這樣的路由器，為什麼呢？

轉發效率太低了！

問大家一個問題，TCP/IP協議棧是軟體還是硬體？

當然是軟體了。

當電腦充當路由器時，從一個介面收到的IP報文，是否要交由IP協議來處理？

沒錯！

既然IP協議是軟體實現，那麼轉發IP報文的工作，全部由軟體來實現。

軟體完全依靠電腦的CPU作為計算的引擎，所以CPU直接決定著IP報文的轉發效率。

CPU很忙的，是整個電腦的計算中樞。要處理各種計算工作，還要兼顧著來自硬體外設的中斷信號，CPU高速運轉的間隙，還要處理來自網卡的中斷信號。

CPU計算能力大小、同時競爭CPU資源的事務的多寡，將直接決定著CPU轉發IP報文的效率。

一般的電腦IP報文的轉發效率，無法達到每秒幾百萬次的轉發效率。商業的路由器是可以達到的！

接下來的問題是，路由器是如何做到的？

硬體加速

一個IP報文在路由器內部的行走軌跡，不過是從入口流入，從出口流出的過程，對嗎？

  • 查路由表，找出口
  • 根據出口的介面類型，決定介面的封裝方式
  • 要麼點對點，PPP/HDLC封裝
  • 要麼ATM，ATM信元封裝
  • 要麼乙太網，EthernetII 封裝

屁大點事，為何要勞煩日理萬機的CPU大駕？

於是，路由器將這些簡單判斷邏輯的工作，統統外包給了硬體轉發晶元。

硬體轉發晶元，擁有自己的硬體轉發表，也有出口下一跳對應的MAC地址，壓根不需要ARP的參與，這些內容CPU已經統統提前告訴了硬體晶元。

CPU語重心長地對著硬體轉發晶元說：孩子，我已經給了你所有的轉發信息，你可以獨立處理轉發事務了。

但要記住一點，有兩種情況你必須要通知我來處理：

  • IP報文的目的IP = 路由器任何介面的IP
  • 硬體晶元無法處理的複雜邏輯，比如無法找到IP報文的對應的硬體轉發表

通過以上外包的方式，路由器的CPU從繁雜的IP報文轉發事務中解脫了出來。把更多的CPU資源用於處理「路由協議」的路由表的同步工作，以及物理鏈路失效，如何快速檢測失效並快速將失效消息通告給所有的鄰居，讓所有的鄰居都意識到某一條鏈路已經失效，從而在路由演算法中將該條鏈路剔除出去。

最終，整個網路的路由器的路由表又一次同步（達成一致），這個過程就叫網路收斂！

路由器成就了互聯網，互聯網又推動了路由器向更快、更強、更安全的方向發展。

更多文章請閱讀：https://mp.weixin.qq.com/s/9OuF3N9eokbOrA6KCnD8OA

電子書以色列：一個國家的誕生作者 十一點半去查看?

這個要看你對路由器和集成的定義了。

如果你想說的是用計算機取代普通家用的無線路由器的話，這個是沒有問題的。這也是x86軟路由得以實現的基礎。

普通的家用路由是nat路由，DHCP伺服器，防火牆，DNS伺服器，無線AP的集合體。普通計算機要實現NAT路由功能，需要有兩個以上的網路埠；要實現無線AP功能，則需要一張無線網卡。只要硬體滿足了，都可以通過安裝特定的操作系統或者軟體實現。

網上有很多相關的教程，例如Gentoo：https://wiki.gentoo.org/wiki/Home_router

計算機本身需要跑Windows，可以找Windows下實現相應功能的軟體，或者單獨跑一個虛擬機實現。

只不過，沒有特殊需要的話，買一張有線網卡，一張無線網卡，加上計算機的高功耗帶來的電費，以及你學習這些教程和配置相關軟體的時間成本，遠高於你買個2-300塊錢的路由器就是了。

當然可以。

不過不建議走物理機。Windows 內核網路棧性能很差，普通 Linux 的網路棧性能有限。

普通的軟路由系統都是基於 Linux 改的（如 RouterOS），四層能夠有一定的硬體卸載功能（看平台）。

CSR1000v 支持 DPDK，能夠在 Linux 內核的基礎上實現更高的吞吐量和實時性。

不過這種在 baremetal 直接跑路由器的做法也有非常糟糕的結果，這個伺服器的 SLA 只有兩個 9，因為 windows server 的 MCE 找不出哪一條 ECC 內存有故障，早期不會重啟。由於機器的帶外管理接到了千兆電口橋到了內置 RouterOS，這種情況就會導致得人工重啟。

所以除非你的機器有非常可靠的帶外管理和 remote hand，否則沒事別這麼做。

先看家用路由器存在的必要性：便宜可靠省電壞了不心痛。

裝雙網卡的計算機天然就是一台路由器，可以作為網關供局網內計算機上網，軟體方面，windows可以裝winroute wingate之類的軟體，Linux直接配置就可以。

主要問題在於：

1、家用PC機不是設計用來24*7小時開機的，可靠性不行。

2、如果只用一個路由功能，PC機強勁的CPU/GPU/內存/硬碟/介面都浪費了。

3、PC機的功耗幾百瓦，散熱要求還高，體積還大。

路由器是什麼？一個沒顯示器沒鍵盤的塑料殼子，不用昂貴的CPU，專用電路批量生產，FAST之類的品牌便宜到1百多塊錢一隻，功耗僅10多瓦，還不用風扇，隨便放在通風不好的弱電盒裡，用一年壞了就扔也不心疼，用兩年感覺很賺。。。

傻瓜才會去用個PC機。。。用樹莓派+CENTOS還能當個極客。。。

再看骨幹路由器的必要性：PC機做不了這麼專業和關鍵的事情。

1、骨幹路由器上介面眾多，包括NN塊板卡，有的卡全是千兆光口，有的卡全是以太口，有的是混合配置，如果用PC機，機箱都插不下。

2、由於埠實在太多，每個埠要1000M 的話，匯流排上的帶寬要求就要1000M乘以埠數，如此高的背板帶寬要專門設計電路。

3、埠之間需要快速轉發，轉發的時候還有規則需要處理，需要快速處理，否則整個網路就延遲。

一個選擇是用CPU+大內存對付，另一個選擇是用ASIC。

4、核心路由器壞掉影響大太了，我們都是裝了精密空調+防雷+雙動力線路+遠程容災+智能UPS等一堆東西來保護關鍵設備的，普通計算機做以上這些事情太累了。

所以骨幹路由器骨子裡也是一種超級強勁的計算機。

最後繼續感嘆一下，當年思科的6509是多好多結實多靈活的機器啊！自從用了12000.。。。真香。。。。

計算機是沒有邊界的。一個硬碟用SATA插著主板他就是計算機的一部分，難道用USB來連他就不是計算機的一部分嗎？路由器同理，網線也是線，wifi也是線，一樣的。

人家只是沒有打包在一起而已，你用透明膠纏上就好了（逃

推薦閱讀：
相关文章