请教下家用无线路由器的原理

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家用无线路由器上的报文转发是通过软件转发还是硬件转发，具体来说，是送到linux系统网络协议栈中处理，还是直接芯片硬件处理？

以下是AI回答的，有点似是而非，我能确认的是网管逻辑比如web管理，ssh管理肯定是需要上层软件处理

家用无线路由器的报文转发主要依赖于两种方式：软件转发和硬件转发。具体使用哪种方式取决于路由器的设计和性能需求。

### 软件转发

在软件转发的情况下，报文是通过路由器的操作系统（通常是基于 Linux 的嵌入式系统）进行处理。这意味着报文会被送到 Linux 系统的网络协议栈中，由 CPU 处理。软件转发的特点是灵活性高，可以实现复杂的网络功能和策略，但处理速度通常较慢，特别是在高流量情况下，可能会成为性能瓶颈。

### 硬件转发

硬件转发（也称为硬件加速或硬件卸载）是指报文由路由器的专用硬件（如 ASIC 或 FPGA）直接处理，而不经过操作系统的网络协议栈。硬件转发的优点是速度快、延迟低，能够处理高流量数据，但灵活性相对较低，通常只能处理一些预定义的网络功能。

### 家用无线路由器的实际情况

大多数家用无线路由器采用的是一种混合模式，即结合了软件转发和硬件转发的优点。这种设计可以在保证性能的同时，实现一定的灵活性。

1. **硬件转发**：
   - 家用无线路由器通常使用硬件转发来处理大部分常见的流量，如 NAT（网络地址转换）、基本的路由和交换功能。这些功能由路由器的网络处理器（通常是 ASIC 或专用网络处理芯片）直接处理，以确保高效的数据转发。
   
2. **软件转发**：
   - 一些复杂的网络功能，如防火墙规则、流量管理（QoS）、**（虚拟专用网络）等，可能需要通过软件转发来实现。这些报文会被送到路由器的操作系统中，由 CPU 进行处理。

### 具体工作流程

1. **硬件转发路径**：
   - 当一个报文到达路由器时，首先由硬件（网络处理芯片）检查是否可以直接处理。如果是常见的转发任务（如 NAT、基本路由），报文会在硬件层面直接处理并转发，不经过操作系统的网络协议栈。

2. **软件转发路径**：
   - 如果报文需要进行复杂的处理（如应用防火墙规则、流量管理），则报文会被送到操作系统的网络协议栈中，由 CPU 进行处理。处理完成后，再由操作系统将报文发送回网络接口进行转发。

### 结论

综上所述，家用无线路由器的报文转发通常是通过硬件和软件相结合的方式来实现的。基本的网络功能（如 NAT 和路由）通常由硬件直接处理，而复杂的网络功能则通过软件处理。这样可以在保证高性能的同时，提供一定的灵活性来满足各种网络需求。

Saker_bobo

两种都有，联发科是有硬件加速，高通低端机没有硬件加速都是软转发。

拿联发科举例的话：一台电脑通过网线访问网站，向路由器发包；网卡收到发现这是个全新的五元组，只能上送CPU软转发；这个五元组经过linux的网络栈会被打标，然后在一定时间内传输的包数量到达设置的次数，下一次网卡收到这个五元组的包就会被ppe直接处理，不再走cpu软转发。

大体上是这样，就是我忘了打标这个流程是网卡做的还是网络栈做的了

—— 来自 鹅球 v3.1.88.3-alpha

b0207191

Saker_bobo 发表于 2024-8-10 18:56
两种都有，联发科是有硬件加速，高通低端机没有硬件加速都是软转发。

拿联发科举例的话：一台电脑通过网线 ...

谢谢，听起来像以前思科交换机的做法

进程交换是所有交换方式中最慢的一种。当通过路由器交换报文的时候，CISCOIOS进程会将报文复制到CPU缓存，并在IP路由表中进行查找。查到后进行一些管理性处理，包括改TTL，重新计算CRC。整个过程由中央CPU监控，没有其他的基于硬件的帮助。
快速转发
快速转发会创建一张按需转发表，对于去往每个目的地的一个报文实行进程交换，通过中央CPU完成，然后创建个IP快速交换路由缓存。这个缓存不是永久的，它有一些计时器管理，只要有报文转发，这些条目就会存在，如果经过一段时间没有报文转发，条目将被删除以释放空间。