路由追蹤/寬頻路由器的主要參數分析

  隨著寬頻網路的逐步普及,寬頻路由器已經得到越來越廣泛的應用,衍生並發展了寬頻路由市場,各廠家紛紛推出功能各異、名目眾多的路由器產品,使大多數想要購買路由器但又缺乏基本技術的消費者無從選擇,因此,我們在這裏對選購寬頻路由器的主要性能指標逐一進行分析解讀,對廣大消費者選擇寬頻路由器提供一個幫助。


1 處理器主頻

分析:

  首先,路由器的處理器同電腦主板、交換機等產品一樣,是路由器最核心的器件。處理器的好壞直接影響路由器的性能,處理能力差的處理器,路由器性能好不了,但反過來處理器好了,路由器性能卻未必就好,因為處理器不是決定路由器的惟一因素。

  其次,市面上常有些路由器宣稱諸如“處理器主頻100M,性能強勁”之類。其實,除了處理器的主頻外,還必須瞭解其匯流排寬度、Cache容量和結構、內部匯流排結構、是單CPU還是多CPU分散式處理、運算模式等等,這些都會極大地影響處理器性能,一點也不比主頻次要,關鍵要看這顆CPU到底用的是什麼內核,內部結構如何。

用戶進階:

  一般來說,處理器主頻在100M或以下的屬於較低主頻,100M~200M中等,200M以上屬於較高主頻。另外要看處理器是什麼內核,是80186、ARM7、ARM9、MIPS還是Intel Xscale?Cache容量有多大?是單CPU還是多CPU分散式處理?80186、ARM7內核處理器是第一代寬頻路由器的典型配置,性能低,主流廠商均已不使用。ARM9、MIPS內核處理器是目前主流。Intel Xscale架構是高級網路處理器,用於高端產品。Cache容量8K或以下屬於少的,16K常見,32K或以上是屬於大的。一般處理器都是單CPU,採用多CPU分散式處理的是高級處理器,性能高。還可以深究一下ARM9是普通型的920T/922T/940T還是增強型的926E/946E/966E,MIPS是2K、3K還是4K、5K,不同型號性能和結構都會有較大差異。有興趣可以到網上按處理器型號搜索一下,然後到晶片廠家的網站上好好看個究竟。

2 記憶體容量


分析:

  處理器記憶體是用來存放運算過程中的所有資料,因此記憶體的容量大小對處理器的處理能力有一定影響。但有一個問題:記憶體的大小是一方面,能否科學地使用更重要。水準高的軟體設計能很好地規劃和使用記憶體,水準低的自己沒有設計能力,直接Copy處理器晶片廠家提供未經優化的參考軟體,記憶體就不能得到有效的規劃和使用。這就好像佈置房間,精明的上海女人善於“螺螄殼裏做道場”,每一件東西都擺得合情合理,每一寸都得到合理利用,十幾平米的居室能擺下全部傢俱和電器。但換做一個懶惰的單身漢,同樣大小的房間和同樣多的傢俱和電器,不僅很可能擺不下,而且沒過幾天房間裏到處是垃圾,立足的地方都沒有。所以根據使用記憶體的大小來絕對地評判路由器性能的高低是不合理的。

用戶進階:

  一般來說,1M~4M Bytes屬於較小,8M Bytes屬於中等,16M Bytes或以上屬於較大。另外要特別注意的是,很多經銷商甚至廠商在提到記憶體時只說是多少M,這時一定要問清楚是Byte還是Bit。記憶體可以用Byte(位元組)做單位,也可以用Bit(位元)做單位,兩者一音之差,容量差8倍(1 Byte = 8 Bit)!一般用大寫B表示Byte,小寫b表示Bit,別有用心的人會在這裏做手腳,有的不標單位,也有把b標做B瞞天過海的。可以到晶片廠家的網站上查清楚。有些不法分子甚至用打磨晶片在晶片絲印上造假,所以選擇誠實守信的廠家產品很重要。

3 Flash容量

分析:

  Flash是用來存放作業系統和應用程式的,其大小主要取決於用何種作業系統、應用程式編寫效率和用戶介面的花哨程度。如果選用高效率的即時操作系統(如VxWorks、Ecos、Nucleus等),設計者理解深刻,裁剪合理,編寫效率也很高,就可以使用小容量的Flash。如果選用低效率的作業系統(如Linux等),設計者對作業系統不瞭解,編寫效率低,或根本照搬晶片廠家未經優化的參考軟體,就只能使用大容量的Flash了。從這個角度來說,反而是Flash用得越小軟體水準越高,產品越值得信賴。當然,產品功能多、用戶介面花哨(如有很多高清晰圖片)相對來說用的Flash會大一點。

用戶進階:

  普通用戶根本不用去瞭解Flash到底是多大,只要看功能是不是滿足需要,頂多再看看用戶介面好不好看就足夠了。

4 Throughput

分析:

  Throughput(吞吐量)表示的是路由器每秒能處理的資料量。打個形象的比方,路由器的工作過程很像郵局包裹業務,郵局寄包裹是大家把物品、寄件人、收件人等資訊交給郵局,郵局把物品包好,並貼上格式化的包裹單,檢查無誤後投遞到目的地,收包裹是相反過程。路由器基本一樣,只不過收發的東西是資料而已。Throughput就相當於郵局單位時間裏的包裹處理能力,是路由器性能的直觀反映。但同時,這個資料後面隱藏的名堂也是最多的。

  首先應該說明路由器的Throughput,一定是LAN-to-WAN的Throughput,資料流程出或流入局域網才需要路由器處理,才能代表路由器性能。而不是LAN-to-LAN,這代表的是路由器內部小交換機性能,一點意義都沒有。這就像郵局單位時間裏的包裹處理能力,一定指的是運出和運進郵局的包裹量,而不是從郵局一個房間搬到另一個房間的包裹量。

  其次,路由器Throughput,應該是在NAT(網路位址轉換)開啟、防火牆關閉的情況下得出的測試資料。這是因為NAT是寬頻路由器最基本、最核心的功能,不開啟NAT就不成其為寬頻路由器了,而且軟體設計的好壞直接影響到NAT效率和路由器性能,所以NAT開啟的Throughput才是有意義的。而防火牆,應該算做寬頻路由器附帶的高級功能,有的產品防火牆規則很多很複雜,能過濾很多東西,有的產品規則就又少又簡單。規則多、複雜的,CPU用來過濾資料的時間就長,規則少、簡單的,過濾資料的時間就短,這對Throughput測試資料影響還是挺大的。為公平起見,在測試路由器Throughput時,特別是在不同產品性能比較時,把防火牆關閉是合理的。防火牆的評判,一般放在功能裏比較而不是性能比較。

  常見Throughput測試方法有兩種,一是Smartbits測試,一是Chariot測試。Smartbits測試是使用全球最權威的網路設備測試儀Smartbits2000或6000,配以專業的測試軟體SmartApplication,用連續不斷的UDP包,來測出對不同大小的資料包,路由器每秒能處理的包數量。路由器在處理資料包時,主要的時間花在處理包頭、包尾上,對不同大小的資料包,路由器每秒能處理的包數量差別不會太大。這就像郵局處理包裹,主要的時間是花在處理寄件人、收件人和物品資訊以及檢查上,包裹重一點輕一點對處理速度影響不會太大。如128Byte包每秒能處理10000個,並不能做到64 Byte包每秒處理20000個,而是只比10000個略多一點點,比如10100個。例如:有些說法認為路由器在處理最大的1518Byte包時每秒8000個(理論上處理1518Byte包達到100M線速的極限值是每秒8127個),折算出Throughput是100M*8000/8127=98.44M,於是稱該路由器Throughput高達98.44M;而實際上這個路由器在處理最小的64Byte包時每秒是11000個(理論上的極限值是每秒148810個),折算只有100M*11000/148810=7.39M,兩者相差13倍多!同樣,說路由器的“Throughput高達97M”,也很可能是1518Byte包達到97M,而處理64Byte的包卻很可能只有7.39M!更為重要的是,小包轉發的處理能力才能真正體現路由器的Throughput能力!目前市場上大多數的主流路由器處理512、1024和1518Byte這樣的大包,Throughput大都能近似線速(當然,也有一些雜牌路由器大包轉發能力都不行),而測試256、128和64Byte等小包的時候,性能差異立即體現。而大多數路由器的實際應用裏小包轉發能力十分關鍵,比如網吧裏經常玩遊戲,每操作一個遊戲指令,每扣動一個扳機,轉發的全部是小包,如果路由器處理小包的能力不夠強,就很難應付遊戲的大量小包轉發需求,遊戲玩起來就很不順暢。所以NAT開啟64 Byte小包的LAN-to-WAN 的Throughput才真正具有評價意義。

  另外,以目前寬頻路由器普遍所採用的硬體來看,基本上都不足以達到64Byte小包Throughput線速,因此有些產品宣稱可以達到線速,可能是採用了所謂的NAT硬體加速技術,Throughput是很好看,但代價是所有資料都不通過CPU,無法做資料過濾,防火牆不起作用,路由器沒有任何管理功能。這就像郵局根本不檢查郵包裏是什麼東西,有沒有易燃易爆物品,地址是不是火星,收件人是不是本·拉登,照單全發。

  Chariot測試則是用兩台伺服器,安裝NETIQ公司的軟體Chariot,一台接路由器WAN口,一台接LAN口,通過統計一個預定長度和格式的腳本檔無差錯地從一台伺服器傳送到另一台伺服器的時間來計算出路由器的Throughput。這裏面學問就大了,一是與伺服器性能有關,不誠實的廠家在測試自家的產品時用高性能的伺服器,而測試別人的產品時用低性能的伺服器,故意貶低資料。二是建立連接數,建立的連接數越多,對路由器軟體的性能要求越高,軟體寫得差的,在連接數增加時,其Throughput會直線下降,甚至導致無法連接;而軟體寫得好的路由器則很平穩,甚至會隨連接數的增加反而略有上揚。三是Chariot測試不象Smartbits測試那樣是測試UDP“包”,而是資料“流”,其資料封裝成多大TCP包和伺服器作業系統相關,但一般都封裝為1518Byte大包,所以其測試資料會比用Smartbits測試64 Byte小包的資料好看很多倍,這一點很能迷惑人。四是Chriot測試Throughput結果是有效資料負載,不包括TCP協定損耗、幀間隔、應答和Chriot本身系統損耗,此部分典型損耗根據理論計算約6M,就是說即使你接的是一台能線速轉發的交換機,不是路由器,測出來的Throughput也只可能是94M左右,這是理論極限值,因此如果宣稱某路由器產品Chriot測試Throughput達 97M、98M,那就毫無疑問是信口開河欺騙消費者了。

用戶進階:

  Throughput是LAN-to-WAN的Throughput,一般應該是在NAT開啟,防火牆關閉的情況下得出的測試資料,而且有Smartbits測試和Chariot測試兩種方式,得出的結果可以很不相同。根據現在普遍的硬體能力,Smartbits大包測試資料大家都很容易達到線速,就像測試大學生的智力,題目是1+1=?,大家都能答上來,比不出高下。所以要做客觀的評估,題目應該出難一點,比較64Byte小包測試資料,高下立判。當然如果有NAT硬體加速要把它關掉再測試。至於Chariot測試,應該是在同樣的測試環境和方法、同樣的連接數下進行比較才公平,而且在實際網路應用中,幾乎不可能是單連接的,所以Chariot測試最好是在多連接下進行,一般可以選擇100對連接基本上就可以看出端倪了。總之,單獨的一個Throughput資料是毫無意義的,一定要說明這個資料是用什麼方法測出來的才有用,相互性能的比較一定要在同樣的測試環境和方法下進行比較才公平和有意義。最好的方法是看Smartbits測試NAT開啟64 Byte小包的LAN-to-WAN Throughput。

5 帶機數量

分析:

  寬頻路由器的帶機數量直接受實際使用環境的網路繁忙程度影響,不同的網路環境帶機數量相差很大。比如在網吧裏,所有人都在上網聊天、遊戲,幾乎所有資料都通過WAN口,路由器負載很重。而企業網經常同一時間只有小部分人在用網路,而且大部分數據都是在企業網內部流動,路由器負載很輕。在一個200台PC的企業網性能夠用的路由器,放到網吧往往可能連50台PC都帶不動。估算一個網路每台PC的平均資料流程量也是不能做到精確的。所以,較為客觀的說法應該指明這個帶機量是針對哪種類型網路的,而且是根據典型情況估算出來的範圍,例如“網吧帶機量150~250台(典型值)”。

  另外,有些路由器會提到“最大允許帶機量”,這種說法根本不是指路由器的性能,而是DHCP最大可以分配的IP位址數,254個減掉自己用掉的一個就是253個,這個數值對用戶來說毫無意義。

用戶進階:

  帶機數量很直觀,很好理解,但只是一個估算值和經驗值。大家在參考這個資料時一定要注意上面提到的誤區。同時,考察該資料的可信度時,應考察提供資料的廠家的信譽口碑。

6 WAN口數

分析:

  WAN數決定路由器可以接入的進線數量,比如雙WAN口路由器可以選擇兩條接入,如選擇電信的ADSL接入後,還可以選擇聯通或者其他運營商的一條接入;而四WAN口路由器則可以選擇四條接入。多WAN口的好處之一是可以在增加較少成本的情況下,大幅增加上網帶寬。這一特點對於網吧尤顯優勢。但要注意的是,一個路由器基礎硬體和軟體確定後,其處理能力或性能就確定了,不會隨WAN口數的增減而有較大變化。如果路由器本身處理能力相對於WAN口出口帶寬有富餘,比如路由器處理能力40M,WAN口出口帶寬每線10M,雙WAN口路由器則能有20M的吞吐量。但反過來說,如果路由器本身處理能力只有5M,不管是單WAN口還是雙WAN口都只可能有5M的吞吐量。帶機量也不可能隨著WAN口的增加而增加,就好像一個辦公室只能坐100人,開一個門是100人,開10個門也還只能坐100人一樣。

用戶進階:

  多WAN口路由器首先性能要夠強,相對於出口帶寬要有富餘,如果本身處理能力有限,多WAN口就純粹是一個擺設。現在市場上有不同品牌的多WAN口路由器在銷售,性能良莠不齊,大家在選擇時,一定要首先考察性能,如果是ARM7的處理器,主頻小於100M,性能基本上不足以做多WAN口。

小結:

  上面介紹了六個路由器的主要指標,那麼在選購產品的時候,到底要如何正確評判性能呢?我們推薦一種Step-by-Step的四步判斷法,供大家參考:

1.選品牌:品牌在很大程度上代表廠商和產品的品質、信譽、服務。我們透過廠商對產品規格和性能的描述是否科學、嚴謹、清晰就能瞭解到一個廠商的能力和誠信度。目前中國寬頻路由器市場上的品牌大致上可分為三類。一類是進口知名品牌,這些品牌絕大部分是在臺灣OEM/ODM專業大廠採購寬頻路由器產品,產品品質一般有保證,除非使用地區有ISP相容性問題,和局端不能互通(這是由於臺灣和大陸地域性區隔原因造成的,一般很難解決)。廠家信譽一般也有保證,缺點是價格貴、多數是英文介面。第二類是本土知名大品牌,擁有自主研發和製造能力,設計本土化,產品符合國內用戶需求和使用習慣,ISP相容性好,品質、信譽有保證,性價比也非常高。第三類是小品牌、雜牌,沒有研發能力,又迫于成本壓力,只能進一些低價、劣質的板子,套個殼子貼上標籤出售,甚至有些不法之徒抄襲臺灣小廠設計做產品,Copy硬體、複製軟體,品質、信譽均無保證。由於這類廠家本身對路由器瞭解就很少,無知者無畏,另外還想通過不正當手段謀求利益,所以往往宣傳言過其實、損害消費者利益的就是這些廠家。以上所講的一、二類品牌是可選的,第三類不可取。

2.排除法: 產品是一個綜合體,不能孤立地看待某一個“證據”。但用戶能瞭解到的資訊相對較少,怎麼辦?建議可採用逆向思維,既然很難全面地證明產品性能好,就不妨先把不好的找出來。證明不好很簡單,只要找到一個毛病就可以了,這就是排除法。比如我們知道了某個路由器採用的是ARM7內核處理器,就不用再去看其他的參數了,性能一定有限。排除法的關鍵是根據前面對資訊的分析和鑒別方法,挖掘隱含內容,辨別其真偽,把不好的找出來。通過這一步能把選擇範圍大大縮小。

3.多打聽: 兼聽則明,偏聽則暗。但向誰打聽很重要,最好的方法之一是找有信譽專業媒體的橫向測評資料,注意前提是有信譽和專業,既能做到客觀公正又能測到點子上,很有參考價值。對於一、二類品牌,大家可以直接打電話或發E-mail問廠家,一般能得到較客觀的回答。

4.試試看: 經過以上三步,大家基本上已經可以作出判斷和選擇了。如果可能,再實際試試看就更保險了。注意要在網路最繁忙的時段試才能看出性能夠不夠,比如網吧要在基本滿座,最好大家都在玩“傳奇”時測試。專業人士如果有設備和軟體,可以做一下Smartbits測試和Chariot測試,重點測以下幾項:Smartbits測試NAT開啟64 Byte小包的LAN-to-WAN Throughput;多連接下的Chariot測試等等。

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