专家建议 宽带路由CPU性能不容忽视

核心提示：路由器作为网吧网络的接口设备，在整个架构中起着至关重要的作用，专家建议 宽带路由CPU性能不容忽视，从结构上，路由器是一种专用的计算机系统，总而言之，在选购新一代宽带路由器产品时，而路由器和PC机一样，有着中央处理单元CPU

　　路由器作为网吧网络的接口设备，在整个架构中起着至关重要的作用，从结构上，路由器是一种专用的计算机系统，而路由器和PC机一样，有着中央处理单元CPU，而不同的路由器，其CPU一般也不相同，CPU也就是路由器的处理中心。以下我们请台湾QNO公司张建清博士为大家介绍路由器处理器对相关性能扮演的角色。

　  路由器处理器 性能不应被忽视

　  笔者发现到，以往不少路由器导购类文章中，不少地方强调CPU性能并不完全反映路由器性能，而是由路由器吞吐量、时延和路由计算能力等指标体现。因此，许多用户在选择及采购路由器时，都有意无意地忽略了路由器CPU性能，而注重产品的功能等方面的因素。

　  而事实上，在路由器，特别是新一代被普通应用的宽带多WAN路由器中，由于提供更多先进的功能，需要更多复杂的运算能力，CPU的性能直接决定着产品的硬件性能，不能再被有意购买消费者忽视。而常被强调的路由器的吞吐量、时延和路由计算能力等这些重要指标，都无不与CPU的性能有着莫大的关系。

　  一是许多购买者都比较注重的路由器吞吐量，宽带路由器的吞吐量是指的内部局域网和外部网络之间的数据流量，也就是LAN－WAN之间的数据流量。而不是LAN-LAN之间的流量，是指在不丢包的情况下单位时间内通过的数据包数量。如果吞吐量太小，就会使作为内外网之间的数据信道的流量管理成为网络瓶颈，给整个网络的传输效率带来负面影响。吞吐量是宽带路由器的硬件性能指标，宽带路由器—CPU将会影响到该吞吐量的数值。

　  另外一个是时延，时延主要由两大因素造成：传输信道造成的链路传输时延和队列时延。前者主要取决于传输信道所采用的物理介质(如采用光纤传输还是采用无线传输等)并且该时延是固定不变的。而后者很大程度上取决于网关节点路由器的处理速度，也就是取决于该路由器CPU的计算处理能力。

　  其它重要指标如路由计算能力等相关的因素，都无不和CPU的主频、总线宽度（16位还是32位）、Cache容量和结构、内部总线结构、运算模式等有着一定的关联。无论如何，路由器特别是多WAN口宽带路由器处理器的性能，都是不应被忽视的。那究竟现在的网络，需要的是怎样的路由器？及新一代的路由器对CPU的要求是如何呢？

　  新一代路由器　提供高品质业务及性能

　  以住，网络应用环境比较单一，网络中的应用及业务都较少，对路由器的业务性能，可靠性，安全性，服务质量等要求也就较低。但是近年来，网络发展越来越快，人们对信息人的要求也越来越高，我们可以看到，不仅应用环境运行环境和业务特点各有不同，建网的方式也千差万别，对路由器业务的需求也越来越多，日益复杂。

　  例如网吧规模越来越大，多种网络应用、不同用户的多种应用要求，要求网吧用宽带路由器的功能齐全、稳定。又例如。有越来越多的企业将众多业务引入了企业网，也有需建立企业内VPN网络等的业务，而这些业务又各需获取相对独立的资源，来满足各个不同方面及应用的要求。

　  路由器提供的业务类型将越来越丰富，其压力也随之而加大，路由器处理器的性能受到了很多的考验。性能已成为路由器发展中与业务能力并驾齐驱的关键因素，路由器需要的已不仅仅是业务功能的"有"或"无"的问题，而是如何提供网络整体高品质的业务保证。

　  过去的路由器处理速度最高为150-200MHz之间，以这样的效能，跑单WAN路由应用是足够，但是若网吧需要进行带宽管理或防火墙等动作时，对每个封包都要进行过滤，这时，性能不足的CPU就会出现响应速度偏低、对应数据处理的能力不足，处理器资源被大量占用，降低进程处理速度的情况，不仅不能将带宽管理等功能发挥出来，更是影响了原有的带宽，得不偿失；

　  又例如是企业要启动QoS、安全、VPN业务时，处理器就会出现性能急剧下降的情况，成为性能瓶颈，甚至出现死机的情况，继而导致整个网络的瘫痪或崩溃，当然就遑论为用户提供高品质的服务了。当CPU的性能不能满足业务的处理要求，则系统性能将大幅下降，通常会损失一半以上。

　  因此，多WAN口路由器必须采用高速的CPU及大容量的存贮器，否则根本无法胜任多个WAN端口的流量，更不用说对每一个IP包进行解析处理的各种繁重任务了。

　 CPU指标简述

　  由以上的分析可以看出，要提供高品质的业务保证，首先要解决性能瓶颈——CPU的性能问题。而要判断路由器的CPU是否符合要求，目前一般以以下几个指标及参数进行分析及判别。

　  宽带路由器的主要硬件包括处理器、内存、闪存、广域网接口和局域网接口，其中处理器即CPU，就是最核心的部件，其中有以下的几个关于CPU的重要指标，是决定宽带路由器档次的关键。

　  首先，CPU 的指标是 MIPS (Million Instruction per secon, 每秒能处理的百万个指令)，也就是路由器的处理能力了，前面已经说过，如果CPU的处理能力不足，就会影响路由器内部软件系统，当不同功能指令集中地发出时，就会在CPU这个性能瓶颈上造成堵塞，导致死机的情况出现。因此，MIPS的指数越大，即其CPU的计算处理能力就越高，从而保证了路由器在处理各种复杂业务时具有足够的处理能力,确保启动复杂业务时可保持较高的线速转发。

　  CPU 的时钟频率，单位为Mhz，数字愈大代表CPU执行指令的速度愈快，也是CPU性能比较的方式之一。

　  I-Cache (指令高速缓存) & D-Cache (数据高速缓存) 的大小会影响 CPU 的效率。高速缓冲存储器Cache是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小但交换速度快。在Cache中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短时间内CPU即将访问的，当CPU调用大量数据时，就可避开内存直接从Cache中调用，从而加快读取速度。由此可见，在CPU中加入Cache是一种高效的解决方案。在传输速度有较大差异的设备间可以利用Cache作为匹配来调节差距，或者说是这些设备的传输信道。

　  路由器处理器性能大比较

　  那么，目前市面上在用的路由器，其CPU的性能到底是怎样的呢？

　  以目前来说，市面上最常用的多WAN路由器处理器是ARM9或MIPS的产品，这二种处理器，处理速度最高为150-200MHz之间，在效能方面只属一般，要兼备VPN连接功能等特殊应用的性能项，必须采用更快的处理器。现在最适用于多WAN路由器应用的处理器，首推Intel IXP425 533MHz处理器，它可大幅改善路由处理的效能。

　  以上的MIPS推算是从同系列核心，或是类似系列核心的数值所推算出来的近似值，不能代表实际的数值。真实的数据应该要从 ARM、MIPS、或是 Intel 取得为准。

　  以上列出的几个重要参数，均对路由器的其它一些功能起着重要的决定作用。由对比中可以看出，Intel IXP533MHz 的效能大约是另外两个的 2.5 倍，而时脉、缓存等的配置亦因应有较高的提升，从而保证了路由器在处理各种复杂业务时具有足够的处理能力,确保启动复杂业务时可保持较高的性能。

　  另外，为了因应网络处理的加速，辅助处理器就像台式机的运算处理器一样，专门执行特定的工作，可让主 CPU 做更有效率的其它运算，相当于有多颗处理器可处理路由、带宽管理、QoS等的工作，实际的执行性能较数字上的2.5倍为高。

　  以实际应用来看，我们发现传统ARM或MIPS为基础的处理器，在网吧使用的带机量，在没有作任何带宽管理设定下，最多只有五十个使用者速度即慢下来。在设定带宽管理的情况下，则依设定的规则，人数更少时即出现网速变慢。

　  结语

　  新一代的处理器使路由器能力非常突出， WAN to LAN吞吐量达到线速或准线，远非普通中低端的传统企业级路由器和SOHO级路由器可比，消费者购买时需要注意。

　  好的CPU就像是汽车的引擎，引擎不够力，再好的车子也跑不起来，再完善的系统也形同虚设。在新一代应用环境，如大型网吧，大型企业中，网络架构的可用性和稳定性同样重要。总而言之，在选购新一代宽带路由器产品时，其CPU的性能是绝不能被轻易忽略掉的。