Một router thông thường có các khối chứ năng cơ bản sau (xem hình 3.6): - Khối đa giao diện.
- Khối chuyển tiếp. - Khối quản lý.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Kiến trúc CQS
Hình 3.6: Cấu trúc chung của router
Giao diện vào nhận các gói đến từ các router khác, và khối chuyển tiếp chuyển các gói tới giao diện ra phù hợp (dựa vào địa chỉ đích của mỗi gói). Mỗi giao diện sau đó sử dụng các cơ chế kết nối riêng để truyền dẫn các gói tới các router (hoặc host) kế tiếp dọc theo đường dẫn. Khi một router cho rằng nghẽn nội đang tăng lên một cách thất thường, các gói có thể bị loại bỏ hoặc bị đánh dấu như là một điều kiện chỉ rõ trạng thái này tới các mạng xung quanh nó. Hoạt động của từng gói trong khối chuyển tiếp (chọn giao diện đầu ra và đáp ứng nghẽn) chủ yếu được điều khiển bởi khối quản lý.
Khối chuyển tiếp dựa vào một bảng FIB (Forwording Information Base) để chuyển các gói tới đầu ra phù hợp. Với mọi địa chỉ đích có thể, một sự tìm kiếm xác nhận tiền tố dài nhất được định dạng qua FIB. Nếu một xác nhận được tìm thấy, lối vào tương ứng chỉ cho khối chuyển tiếp biết giao diện đầu ra nào có thể nhận gói. Nếu không tìm thấy có nghĩa là gói bị rớt. Nội dung của FIB phản ánh trạng thái hiện tại của cấu trúc mạng IP xung quanh router, được xác định bởi các giao thức định tuyến IP – chẳng hạn như Giao thức OSPF (Open Sortest Path First) và Giao thức cổng biên phiên bản 4 (BGP4: Border Gateway Protocol version 4) - chạy trên khối quản lý.
Chú ý: việc biết cấu trúc mạng xung quanh cho phép một FIB của chặng kế tiếp nhận được từ việc tính cây đường dẫn ngắn nhất và từ đó biết tất cả các đích/tiền tố.
Rõ ràng hình 3.6 là một mô hình có tính trừu tượng cao. Các router điển hình ban đầu thường có một CPU trung tâm riêng để điều khiển tất cả các chức năng quản lý và chuyển tiếp gói. Từ khi các router phát triển theo hướng cấu trúc
Đồ án tốt nghiệp Đại học Kiến trúc CQS
phối giữa các mẫu card giao diện nối liền với nhau bởi cơ cấu chuyển mạch tốc độ cao hoặc một mặt bằng phía sau [KLS98][KESH98][DSRTER]. Tuy nhiên, tất cả các router có trình tự các bước chung mà một gói phải đi qua trong khi xử lý gói.
Ngày nay, QoS trở nên quan trọng, quá trình chuyển tiếp được thiết kế lại nhằm mang lại thuật lợi hơn khi router gửi gói. Hình 3.7 cho ta một cái nhìn tổng quan về quá trình xử lý xảy ra trong khối chuyển tiếp trong hình 3.6. Thông thường, một gói phải trải qua ba giai đoạn chính sau:
- Phân loại và tìm kiếm FIB (thiết lập nhận dạng gói và tìm giao diện đầu ra).
- Kiểm soát và đánh dấu (phản ánh lại trong trường hợp gói không đến trong một khung thời gian phù hợp).
- Xếp hàng và lập thời gian biểu (chuyển tiếp gói tới các kết nối chia sẻ hay quy tắc định hình lưu lượng hoặc loại bỏ nó khỏi quy tắc điều khiển nghẽn).
Giai đoạn phân loại gói sử dụng router để thiết lập trường hợp tổng quát cho các gói đến sau. Mặc dù hầu hết trường hợp đó được sử dụng để thiết lập đặc tính điều khiển thời gian (kiểm soát, đánh dấu, xếp hàng và lập lịch), một vài trường hợp thêm vào có thể được sử dụng để thay đổi quyết định chuyển tiếp. Chẳng hạn, một router tiên tiến có thể hỗ trợ nhiều FBI (đại diện cho cây đường dẫn ngắn nhất dựa trên đơn vị khác) và lựa chọn giữa chúng, bằng cách sử dụng các thông tin khác trong phần tiêu đề của gói (như địa chỉ nguồn chẳng hạn). Một cách tương tự hay tối thiểu một mối quan hệ đóng thường tồn tại giữa một trường hợp của một gói (thiết lập qua một phân loại gói) và các loại của nó.
Đồ án tốt nghiệp Đại học Kiến trúc CQS