路由器基础知识科普与升级威联通TS-453Dmini记录之前写的双十一mesh路有器选购

之前写的双十一mesh路有器选购和组网指南，就有值友抱怨看不懂是什么意思。趁着最近值得买的千兆升级征文活动，说说一些路由器的基本知识，以及为了升级千兆做出的准备
科普路由器涉及硬件、网络知识较多较杂，主要面向的是家庭路由器，科普只会简单说说，有不准确的地方求大家指出。
路由器结构路由器本质是网络进行互联的专用计算机，具有输入和输出端口，其职能是收集网络拓扑信息，对数据进行转发。
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早期路由器基于X86架构，是单总线单CPU结构的计算机。由一个处理器加主板、内存和多个网卡（Line interface）组成。功能基本是靠软件层面实现，一般称之为软路由。
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经过多年发展，转发过程已由ASIC来实现， CPU只起到一个维护系统运转的作用。专用化程度高，一般称之为硬路由。例如发哥的MT7623A SOC ，里面就有网络加速器实现NAT转发。出于成本考虑，家用路由器CPU多基于ARM架构，早些年还有MIPS架构的。 X86架构的硬路由也有，主要用于企业级。 ASIC计算就相当于一堆小学生做算术题， CPU通用计算就相当于一个大学生做算术题。计算大量简单加减算术题的时候，一堆小学生会比一个大学生算的快。但是小学生能力有限，没法做更复杂的算术题。可以说是各有各自优势，不能一概而论。
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【路由器基础知识科普与升级威联通TS-453Dmini记录】目前常见家用路由器结构以网件RAX120为例，其处理器是高通IPQ8074 ， 14nm工艺，四核Cortex A53 ，最高2.2GHz主频。 512MB Flash ， 1GB RAM 。 Flash是非易失性存储器，相当于PC的硬盘。用于储存固件，一般是NAND或NOR芯片。 Flash的大小与路由器固件rom有关，有些路由器运行的系统较为精简高效，不会有很大容量的Flash 。 RAM即随机访问存储器，相当于PC的内存。网络芯片就相当于网卡，千兆有线是QCA8075 ， 5G有线是AQR111 。 2.4G无线是高通QCN5024 ， 5G无线是高通QCN5054 。还会连有功率放大器，以匹配无线天线的特性，获得更好的无线性能。
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路由器基本用途是用于连接广域网WAN和局域网LAN ，所以能看到其背后由WAN、LAN等标识的接口，家用路由一般为单WAN口多LAN口路由器。部分还会有USB接口等等，可以外接硬盘实现简单的网络文件存储服务。
路由功能路由器最基本的功能就是数据转发，会涉及物理层、数据链路层和网络层。物理层是路由器从一个端口收到一个报文，上送到数据链路层。这个口可以是WAN ，也可以是LAN 。数据链路层是对数据进行拆包，去掉链路层封装，根据报文的协议上送到网络层。网络层根据报文的目的地址查找路由表，将报文送给相应端口的数据链路层，数据链路层封装后，发送报文。进行这个转换的，一般称为网关nat gateway 。
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物理层就是就是路由器利用网线将多个设备集结起来。数据链路层，就是路由器根据网口名称（MAC地址）自动寻址传输数据。交换机就是在数据链路层工作的设备，与路由的区别就是没有网络层。网络层面的路由表，就是路由器建立的网络拓跋信息。相当于地图，路由器会根据地图，查找目的地和计算最优路线。网络层面上，都会使用IP地址来作为设备标识。
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为了解决局域网和互联网的冲突，不同的层会有不同的IP地址。层层网络的IP地址转换，就称为NAT 。通常第一层是本机回环，就是单机。第二层称为局域网，即是家里设备组成的局域网。第三层是公网，也就是常说的互联网。
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IP目前有两种格式，分别是IPv4和IPv6 。 IPv4格式是32位的，一般是xxx.xxx.xxx.xxx的格式，总数有43亿个左右。 IPv6则是128位的，一般是xxxx.xxxx.xxxx.xxxx.xxxx.xxxx的格式，总数有IPv4数量的4次方个。 IP地址复杂，我们还会用域名作为指代。将网站域名转换为IP地址的服务器一般称为DNS 。常见是谷歌的8.8.8.8DNS服务器。