寬頻路由器，CPU性能不容忽視

路由器作為網吧網路的周邊設備，在整個架構中起著至關重要的作用，從結構上，路由器是一種專用的電腦系統，而路由器和PC機一樣，有著中央處理單元CPU，而不同的路由器，其CPU一般也不相同，CPU也就是路由器的處理中心。以下由第一個使用Intel IXP處理器的俠諾科技Qno，為大家介紹路由器處理器對相關性能扮演的角色。

路由器處理器 性能不應被忽視

筆者發現到，以往不少路由器導購類文章中，不少地方強調CPU性能並不完全反映路由器性能，而是由路由器吞吐量、時延和路由計算能力等指標體現。因此，許多用戶在選擇及採購路由器時，都有意無意地忽略了路由器CPU性能，而注重產品的功能等方面的因素。

而事實上，在路由器，特別是新一代被普通應用的寬頻多WAN路由器中，由於提供更多先進的功能，需要更多複雜的運算能力，CPU的性能直接決定著產品的硬體性能，不能再被有意購買消費者忽視。

而常被強調的路由器的吞吐量、時延和路由計算能力等這些重要指標，都無不與CPU的性能有著莫大的關係。

一是許多購買者都比較注重的路由器吞吐量，寬頻路由器的吞吐量是指的內部局域網和外部網路之間的資料流程量，也就是LAN－WAN之間的資料流程量。而不是LAN-LAN之間的流量，是指在不丟包的情況下單位時間內通過的資料包數量。如果吞吐量太小，就會使作為內外網之間的資料通道的流量管理成為網路瓶頸，給整個網路的傳輸效率帶來負面影響。吞吐量是寬頻路由器的硬體性能指標，寬頻路由器—CPU將會影響到該吞吐量的數值。

另外一個是時延，時延主要由兩大因素造成：傳輸通道造成的鏈路傳輸時延和佇列時延。前者主要取決於傳輸通道所採用的物理介質(如採用光纖傳輸還是採用無線傳輸等)並且該時延是固定不變的。而後者很大程度上取決於閘道節點路由器的處理速度，也就是取決於該路由器CPU的計算處理能力。

其他重要指標如路由計算能力等相關的因素，都無不和CPU的主頻、匯流排寬度（16位元還是32位元）、Cache容量和結構、內部匯流排結構、運算模式等有著一定的關聯。無論如何，路由器特別是多WAN口寬頻路由器處理器的性能，都是不應被忽視的。

那究竟現在的網路，需要的是怎樣的路由器？及新一代的路由器對CPU的要求是如何呢？

新一代路由器　提供高品質業務及性能

以住，網路應用環境比較單一，網路中的應用及業務都較少，對路由器的業務性能，可靠性，安全性，服務品質等要求也就較低。但是近年來，網路發展越來越快，人們對資訊人的要求也越來越高，我們可以看到，不用應用環境運行環境和業務特點各有不同，建網的方式也千差萬別，對路由器業務的需求也越來越多，日益複雜。例如網吧規模越來越大，多種網路應用、不同用戶的多種應用要求，要求網吧用寬頻路由器的功能齊全、穩定。又例如。有越來越多的企業將眾多業務引入了企業網，也有需建立企業內VPN網路等的業務，而這些業務又各需獲取相對獨立的資源，來滿足各個不同方面及應用的要求。

路由器提供的業務類型將越來越豐富，其壓力也隨之而加大，路由器處理器的性能受到了很多的考驗。性能已成為路由器發展中與業務能力並駕齊驅的關鍵因素，路由器需要的已不僅僅是業務功能的"有"或"無"的問題，而是如何提供網路整體高品質的業務保證。

過去的路由器處理速度最高為150-200MHz之間，以這樣的效能，跑單WAN路由應用是足夠，但是若網吧需要進行帶寬管理或防火牆等動作時，對每個封包都要進行過濾，這時，性能不足的CPU就會出現回應速度偏低、對應資料處理的能力不足，處理器資源被大量佔用，降低進程處理速度的情況，不僅不能將帶寬管理等功能發揮出來，更是影響了原有的帶寬，得不償失；

又例如是企業要啟動QoS、安全、VPN業務時，處理器就會出現性能急劇下降的情況，成為性能瓶頸，甚至出現死機的情況，繼而導致整個網路的癱瘓或崩潰，當然就遑論為用戶提供高品質的服務了。

CPU指標簡述

由以上的分析可以看出，要提供高品質的業務保證，首先要解決性能瓶頸——CPU的性能問題。而要判斷路由器的CPU是否符合要求，目前一般以以下幾個指標及參數進行分析及判別。

寬頻路由器的主要硬體包括處理器、記憶體、快閃記憶體、廣域網介面和局域網介面，其中處理器即CPU，就是最核心的部件，其中有以下的幾個關於CPU的重要指標，是決定寬頻路由器檔次的關鍵。

首先，CPU 的指標是MIPS (Million Instruction per secon, 每秒能處理的百萬個指令)，也就是路由器的處理能力了，前面已經說過，如果CPU的處理能力不足，就會影響路由器內部軟體系統，當不同功能指令集中地發出時，就會在CPU這個性能瓶頸上造成堵塞，導致死機的情況出現。因此，MIPS的指數越大，即其CPU的計算處理能力就越高，從而保證了路由器在處理各種複雜業務時具有足夠的處理能力,確保啟動複雜業務時可保持較高的線速轉發.

CPU  的時脈是，CPU的運行時脈，單位為Mhz，數位愈大代表CPU執行指令的速度愈快，也是CPU性能比較的方式之一。

I-Cache (指令快取記憶體) & D-Cache (資料快取記憶體) 的大小會影響 CPU 的效率。高速緩衝記憶體Cache是位於CPU與記憶體之間的臨時記憶體，它的容量比記憶體小但交換速度快。在Cache中的資料是記憶體中的一小部分，但這一小部分是短時間內CPU即將訪問的，當CPU調用大量資料時，就可避開記憶體直接從Cache中調用，從而加快讀取速度。由此可見，在CPU中加入Cache是一種高效的解決方案。在傳輸速度有較大差異的設備間可以利用Cache作為匹配來調節差距，或者說是這些設備的傳輸通道。

路由器處理器性能大比較

 那麼，目前市面上在用的路由器，其CPU的性能到底是怎樣的呢？

以目前來說，市面上最常用的多WAN路由器處理器是ARM9或MIPS的產品，這二種處理器，處理速度最高為150-200MHz之間，在效能方面只屬一般，要兼備VPN連接功能等特殊應用的性能項，必須採用更快的處理器。現在最適用于多WAN路由器應用的處理器，首推Intel IXP425 533MHz處理器，它可大幅改善路由處理的效能。

以下是幾種CPU產品部分參數的比較：

以上的MIPS推算是從同系列核心，或是類似系列核心的數值所推算出來的近似值，不能代表實際的數值。真實的資料應該要從 ARM、MIPS、或是 Intel 取得為准。

以上列出的幾個重要參數，均對路由器的其他一些功能起著重要的決定作用。由對比中可以看出，Intel IXP533MHz 的效能大約是另外兩個的 2.5 倍，而時脈、緩存等的配置亦因應有較高的提升，從而保證了路由器在處理各種複雜業務時具有足夠的處理能力,確保啟動複雜業務時可保持較高的性能。

另外，為了因應網路處理的加速，輔助處理器就像臺式機的運算處理器一樣，專門執行特定的工作，可讓主 CPU 做更有效率的其他運算，相當於有多顆處理器可處理路由、帶寬管理、QoS等的工作，實際的執行性能較數位上的2.5倍為高。

以實際應用來看，我們發現傳統ARM或MIPS為基礎的處理器，在網吧使用的帶機量，在沒有作任何帶寬管理設定下，最多只有五十個使用者速度即慢下來。在設定帶寬管理的情況下，則依設定的規則，人數更少時即出現網速變慢。而使用Intel IXP533MHz 的Qno FVR9416s的四WAN路由器，則經實際網吧環境應用，在設定限制BT,迅雷帶寬的條件，及設定網吧常見的策略路由下，證明可滿足高達600台終端的同時高速上網。

結語

結論是新一代的處理器使路由器能力非常突出， WAN to LAN吞吐量達到線速或准線，遠非普通中低端的傳統企業級路由器和SOHO級路由器可比，消費者購買時需要注意。

　好的CPU就像是汽車的引擎，引擎不夠力，再好的車子也跑不起來，再完善的系統也形同虛設。在新一代應用環境，如大型網吧，大型企業中，網路架構的可用性和穩定性同樣重要。總而言之，在選購新一代寬頻路由器產品時，其CPU的性能是絕不能被輕易忽略掉的。