WiFi路由器:網絡信号轉換設備-中文百科頻道

簡介

WIFi路由器，俗稱“無線路由器”，也有人叫它為無線信号發射器，吸引配合無線網卡之類的終端設備同時使用。

名詞解釋

Wi-Fi是一種可以将個人電腦、手持設備（如PDA、手機、平闆電腦）等終端以無線方式互相連接的技術。Wi-Fi是一個無線網路通信技術的品牌，由Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标準的無線網路産品之間的互通性。現時一般人會把Wi-Fi及IEEE 802.11混為一談。甚至把Wi-Fi等同于無線網際網路。WIFI就是一種無線聯網的技術，以前通過網線連接電腦，而現在則是通過無線電波來連網。

常見的就是一個無線路由器，那麼在這個無線路由器的電波覆蓋的有效範圍都可以采用WIFI連接方式進行聯網，如果無線路由器連接了一條ADSL線路或者别的上網線路，則又被稱為“熱點”。

WI-FI是Wi-Fi聯盟的标志，這個聯盟的主要貢獻是規範了基于IEEE 802.11協議（并不是802.11協議的一個子版本）針對移動設備的數據連接技術，支持包括WLAN（本地無線局域網），PAN，LAN甚至WAN在内的網絡。目前，Wi-Fi技術在全球擁有超過7億用戶和超過七百五十萬個Wi-Fi熱點（HotSpot）。但是Wi-Fi技術和Wi-Fi熱點在國内發展較慢，主要的電信供應商都沒有提供廣泛的Wi-Fi熱點服務。

Wi-Fi産品需要通過Wi-Fi聯盟（Wi-Fi Alliance）的審核才可以使用Wi-Fi标志,所有産品必須經過Wi-Fi認證才可進入市場。

主流協議

目前WiFi路由器産品支持的主流協議标準為IEEE（電氣與電子工程師學會） 802.11n，IEEE 802.11n使用2.4GHz頻段和5GHz頻段，IEEE 802.11n标準的核心是MIMO（multiple-input multiple-output，多入多出）和OFDM技術,傳輸速度300Mbps，最高可達600Mbps，可向下兼容802.11b、802.11g。比如TP-Link TL-WR740N ，便有這些功能。

體系構成

從體系結構上看，WiFi路由器可以分為第一代單總線單CPU結構WiFi路由器、第二代單總線主從CPU結構WiFi路由器、第三代單總線對稱式多CPU結構WiFi路由器；第四代多總線多CPU結構WiFi路由器、第五代共享内存式結構WiFi路由器、第六代交叉開關體系結構WiFi路由器和基于機群系統的WiFi路由器等多類。

WiFi路由器具有四個要素：輸入端口、輸出端口、交換開關、路由處理器和其他端口。

輸入端口是物理鍊路和輸入包的進口處。端口通常由線卡提供，一塊線卡一般支持4、8或16個端口，一個輸入端口具有許多功能。第一個功能是進行數據鍊路層的封裝和解封裝。第二個功能是在轉發表中查找輸入包目的地址從而決定目的端口（稱為路由查找），路由查找可以使用一般的硬件來實現，或者通過在每塊線卡上嵌入一個微處理器來完成。第三，為了提供QoS（服務質量），端口要對收到的包分成幾個預定義的服務級别。第四，端口可能需要運行諸如SLIP（串行線網際協議）和PPP（點對點協議）這樣的數據鍊路級協議或者諸如PPTP（點對點隧道協議）這樣的網絡級協議

。一旦路由查找完成，必須用交換開關将包送到其輸出端口。如果WiFi路由器是輸入端加隊列的，則有幾個輸入端共享同一個交換開關。這樣輸入端口的最後一項功能是參加對公共資源（如交換開關）的仲裁協議。

交換開關可以使用多種不同的技術來實現。迄今為止使用最多的交換開關技術是總線、交叉開關和共享存貯器。最簡單的開關使用一條總線來連接所有輸入和輸出端口，總線開關的缺點是其交換容量受限于總線的容量以及為共享總線仲裁所帶來的額外開銷。交叉開關通過開關提供多條數據通路，具有N×N個交叉點的交叉開關可以被認為具有2N條總線。如果一個交叉是閉合，輸入總線上的數據在輸出總線上可用，否則不可用。

交叉點的閉合與打開由調度器來控制，因此，調度器限制了交換開關的速度。在共享存貯器WiFi路由器中，進來的包被存貯在共享存貯器中，所交換的僅是包的指針，這提高了交換容量，但是，開關的速度受限于存貯器的存取速度。盡管存貯器容量每18個月能夠翻一番，但存貯器的存取時間每年僅降低5%，這是共享存貯器交換開關的一個固有限制。

輸出端口在包被發送到輸出鍊路之前對包存貯，可以實現複雜的調度算法以支持優先級等要求。與輸入端口一樣，輸出端口同樣要能支持數據鍊路層的封裝和解封裝，以及許多較高級協議。

路由處理器計算轉發表實現路由協議，并運行對WiFi路由器進行配置和管理的軟件。同時，它還處理那些目的地址不在線卡轉發表中的包。

其他端口一般指控制端口，由于WiFi路由器本身不帶有輸入和終端顯示設備，但它需要進行必要的配置後才能正常使用，所以一般的WiFi路由器都帶有一個控制端口"Console"，用來與計算機或終端設備進行連接，通過特定的軟件來進行WiFi路由器的配置。所有WiFi路由器都安裝了控制台端口，使用戶或管理員能夠利用終端與WiFi路由器進行通信，完成WiFi路由器配置。該端口提供了一個EIA/TIA-232異步串行接口，用于在本地對WiFi路由器進行配置（首次配置必須通過控制台端口進行）。

Console端口使用配置專用連線直接連接至計算機串口，利用終端仿真程序（如Windows下的"超級終端"）進行WiFi路由器本地配置。WiFi路由器的Console端口多為RJ-45端口。

作用

路由器的一個作用是連通不同的網絡，另一個作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網絡系統通信負荷，節約網絡系統資源，提高網絡系統暢通率，從而讓網絡系統發揮出更大的效益來。

從過濾網絡流量的角度來看，路由器的作用與交換機和網橋非常相似。但是與工作在網絡物理層，從物理上劃分網段的交換機不同，路由器使用專門的軟件協議從邏輯上對整個網絡進行劃分。例如，一台支持IP協議的路由器可以把網絡劃分成多個子網段，隻有指向特殊IP地址的網絡流量才可以通過路由器。

對于每一個接收到的數據包，路由器都會重新計算其校驗值，并寫入新的物理地址。因此，使用路由器轉發和過濾數據的速度往往要比隻查看數據包物理地址的交換機慢。但是，對于那些結構複雜的網絡，使用路由器可以提高網絡的整體效率。路由器的另外一個明顯優勢就是可以自動過濾網絡廣播。從總體上說，在網絡中添加路由器的整個安裝過程要比即插即用的交換機複雜很多。

一般說來，異種網絡互聯與多個子網互聯都應采用路由器來完成。

路由器的主要工作就是為經過路由器的每個數據幀尋找一條最佳傳輸路徑，并将該數據有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關鍵所在。為了完成這項工作，在路由器中保存着各種傳輸路徑的相關數據－－路徑表（Routing Table），供路由選擇時使用。路徑表中保存着子網的标志信息、網上路由器的個數和下一個路由器的名字等内容。路徑表可以是由系統管理員固定設置好的，也可以由系統動态修改，可以由路由器自動調整，也可以由主機控制。

1．靜态路徑表

由系統管理員事先設置好固定的路徑表稱之為靜态（static）路徑表，一般是在系統安裝時就根據網絡的配置情況預先設定的，它不會随未來網絡結構的改變而改變。

2．動态路徑表

動态（Dynamic）路徑表是路由器根據網絡系統的運行情況而自動調整的路徑表。路由器根據路由選擇協議（Routing Protocol）提供的功能，自動學習和記憶網絡運行情況，在需要時自動計算數據傳輸的最佳路徑。

使用級别分類

互聯網各種級别的網絡中随處都可見到路由器。接入網絡使得家庭和小型企業可以連接到某個互聯網服務提供商；企業網中的路由器連接一個校園或企業内成千上萬的計算機；骨幹網上的路由器終端系統通常是不能直接訪問的，它們連接長距離骨幹網上的ISP和企業網絡。互聯網的快速發展無論是對骨幹網、企業網還是接入網都帶來了不同的挑戰。骨幹網要求路由器能對少數鍊路進行高速路由轉發。企業級路由器不但要求端口數目多、價格低廉，而且要求配置起來簡單方便，并提供QoS。

接入路由器

接入路由器連接家庭或ISP内的小型企業客戶。接入路由器已經開始不隻是提供SLIP或PPP連接，還支持諸如PPTP和IPSec等虛拟私有網絡協議。這些協議要能在每個端口上運行。諸如ADSL等技術将很快提高各家庭的可用帶寬，這将進一步增加接入路由器的負擔。由于這些趨勢，接入路由器将來會支持許多異構和高速端口，并在各個端口能夠運行多種協議，同時還要避開電話交換網。

企業級路由器

企業或校園級路由器連接許多終端系統，其主要目标是以盡量便宜的方法實現盡可能多的端點互連，并且進一步要求支持不同的服務質量。許多現有的企業網絡都是由Hub或網橋連接起來的以太網段。盡管這些設備價格便宜、易于安裝、無需配置，但是它們不支持服務等級。相反，有路由器參與的網絡能夠将機器分成多個碰撞域，并因此能夠控制一個網絡的大小。此外，路由器還支持一定的服務等級，至少允許分成多個優先級别。

但是路由器的每端口造價要貴些，并且在能夠使用之前要進行大量的配置工作。因此，企業路由器的成敗就在于是否提供大量端口且每端口的造價很低，是否容易配置，是否支持QoS。另外還要求企業級路由器有效地支持廣播和組播。企業網絡還要處理曆史遺留的各種LAN技術，支持多種協議，包括IP、IPX和Vine。它們還要支持防火牆、包過濾以及大量的管理和安全策略以及VLAN。

骨幹級路由器

骨幹級路由器實現企業級網絡的互聯。對它的要求是速度和可靠性，而代價則處于次要地位。硬件可靠性可以采用電話交換網中使用的技術，如熱備份、雙電源、雙數據通路等來獲得。這些技術對所有骨幹路由器而言差不多是标準的。骨幹IP路由器的主要性能瓶頸是在轉發表中查找某個路由所耗的時間。

當收到一個包時，輸入端口在轉發表中查找該包的目的地址以确定其目的端口，當包越短或者當包要發往許多目的端口時，勢必增加路由查找的代價。因此，将一些常訪問的目的端口放到緩存中能夠提高路由查找的效率。不管是輸入緩沖還是輸出緩沖路由器，都存在路由查找的瓶頸問題。除了性能瓶頸問題，路由器的穩定性也是一個常被忽視的問題。

太比特路由器

在未來核心互聯網使用的三種主要技術中，光纖和DWDM都已經是很成熟的并且是現成的。如果沒有與現有的光纖技術和DWDM技術提供的原始帶寬對應的路由器，新的網絡基礎設施将無法從根本上得到性能的改善，因此開發高性能的骨幹交換/路由器（太比特路由器）已經成為一項迫切的要求。太比特路由器技術現在還主要處于開發實驗階段。

多WAN路由器

早在2000年，北京欣全向工程師在研究一種多鍊路（Multi-Homing）解決方案時發現，全部以太網協議的多WAN口設備在中國存在巨大的市場需求。伴随着欣全向産品研發成功，全國第一台雙WAN路由器誕生于公元2002年，中國第一款雙WAN寬帶路由器被命名為NuR8021。

雙WAN路由器具有物理上的2個WAN口作為外網接入，這樣内網電腦就可以經過雙WAN路由器的負載均衡功能同時使用2條外網接入線路，大幅提高了網絡帶寬。當前雙WAN路由器主要有“帶寬彙聚”和“一網雙線”的應用優勢，這是傳統單WAN路由器做不到的。

無線WI-FI

無線Wi-Fi是一種可以将個人電腦、手持設備（如PDA、手機）等終端以無線方式互相連接的技術。Wi-Fi是一個無線網路通信技術的品牌，由Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标準的無線網路産品之間的互通性。現時一般人會把Wi-Fi及IEEE 802.11混為一談。甚至把Wi-Fi等同于無線網際網路。

換句話說就是享受高速度，免費的上網技術。

手機支持WIFI就可以使用WIFI。

手機沒有SIM卡也可以使用WIFI功能。