网络设备硬核技术内幕 路由器篇 1 天地融化 星辰吞没

华山派发明以太网交换机以后，大大提升了山门内部通信的效率。

继而，超长距离（ZR）光模块能让以太网通过光纤连接80km以内的分舵。

然而，如何将以太网和全球广域网连接起来呢？

全球广域网在一开始就与局域网走了两条相差甚远的道路。它是由电话网络发展而来的，因此最初通过PDH和SDH承载。PDH有E1/E3和T1/T3等不同标准，而SDH的速率也由OC-3(155M)发展到了后来的OC-192(40G)。

我们知道，IP协议是以数据包的方式收发的，而SDH是成帧收发的。因此，把以太网数据包中的IP报文拆离出来，再通过SDH传输的时候，需要在以太网包头前面加上HDLC封装。这叫做PPP over SDH，也就是PoS。路由器上的SDH接口，实际上都是PoS接口。

SDH的H，是Hierarchy的缩写，它的含义是，多个低速率的SDH可以合成为一个高速率的SDH(复用)，而高速率的SDH可以拆分成多个低速率的SDH(解复用)。

特别地，SDH中，最基础的155M SDH可以利用划分时隙的方法，承载63路E1, 在某些央企总部与二级单位之间，目前还有这种互联互通的方法。

路由器上，支持拆分的SDH接口，叫做CPOS接口 (Channelized PPP over SDH)。无论是CPOS接口，还是 POS接口，它的链路层协议，都是PPP协议。

如图，某PC用户通过LAN向外部网络的某站点(P站)发起HTTP访问。由于局域网内使用的是以太网互联，IP数据包头部前封装了一个以太网头部。路由器会剥离以太网头部，将IP数据包封装在PPP链路中，发送到Internet。

另一位PC用户，通过LAN向外部网络的某站点(91站)，通过HTTP上传一个大文件。由于文件较大，需要将文件分割为多个1500长度的以太网数据包传输。

但是，由于PPP链路的MTU为576，而以太网的MTU为1500，以太网内封装的IP数据包需要被分片以后发出，第一片以后的每片数据包，都需要增加PPP头部和IP头部。

显然，交换机的ASIC是无法实现这些复杂的功能的。

1986年，在一个风雪交加的夜晚，斯坦福大学的一对教授夫妇，在昏暗的灯光下，一番操作之后，历史的车轮从这里开始转动……

这对夫妇就是思科系统公司(Cisco System)的创始人，莱昂纳多·波萨克（Leonard Bosack）和桑德拉·勒纳（Sandy Lerner）夫妇。

他们将一台微型计算机(当时是奢侈品！)安装了以太网接口卡和PSTN Modem之后，对FreeBSD的做了必要的修改，增加了一个fwdd(Forwarding Deamon)进程之后，计算机具备了让PPP链路和以太网链路互联互通的能力。

他们给这台设备起了一个名字，叫Router。Route的字面意义是寻路，而Router如果用字面方式翻译，可以得到一个非常文艺的名字——寻路人。

中国的工程师们管它叫路由器。思科系统公司借着路由器产品横行江湖，开始了数十年的传奇之旅。

路由器使得IP网络能够连接局域网和广域网，从此江河只是传说，天地融化，星辰吞没。

今天的思考题：

PPP协议是异步传输的，那么，接收方通过什么判断一个数据包的开始和终止呢？