Click路由器：模块化设计与编程指南

"Click Modular Router是一种创新的软件架构，用于构建灵活且可配置的路由器。它由称为元素的模块化包处理组件组成，这些元素各自实现了如包分类、队列管理、调度和与网络设备交互等基本的路由器功能。Click路由器的配置是一个有向图，其中元素是顶点，数据包沿着边流动。该系统具备一些特性，如拉连接（模拟由传输硬件设备驱动的包流）和基于流的路由器上下文（帮助元素找到其他感兴趣的元素），使得单个元素更强大，复杂配置更容易编写。Click配置具有模块化和易于扩展的特点。一个符合标准的Click IP路由器在其转发路径上有16个元素，其中一些元素在以太网交换机和IP隧道配置中也很有用。通过扩展，Click路由器可以支持丢弃策略、流量公平性或Diff-Serv等高级功能。" 点击模块化路由器（Click Modular Router）是由Eddie Kohler、Robert Morris、Benjie Chen、John Jannotti和M. Frans Kaashoek等人在麻省理工学院计算机科学实验室开发的。它的核心概念是将路由器的功能分解为独立的模块，这些模块称为元素。每个元素专注于特定的网络处理任务，例如： 1. **包分类**：元素可以检查包头，根据预定义的规则将其分类到不同的队列或执行不同的操作。 2. **队列管理**：元素负责管理出站队列，包括调度策略，如先入先出（FIFO）、优先级队列或尾丢弃（tail-drop）。 3. **调度**：元素可以决定何时以及如何发送数据包，以优化带宽分配和减少延迟。 4. **网络接口**：元素与物理网络设备交互，接收和发送数据包。 Click架构的一个关键创新是**拉连接**。这种机制允许元素根据硬件设备的发送需求来驱动数据包的流动，而不是简单地推送到下一个元素。这更好地模拟了实际网络环境中的行为。 **基于流的路由器上下文**提供了上下文感知的能力，使得元素能够找到并与其他元素通信，以实现更复杂的路由策略。例如，一个元素可以查找并连接到执行特定流量管理策略的其他元素。 Click配置的**模块化**设计允许用户轻松添加、删除或替换元素，以适应不同的网络需求。这种灵活性使得Click路由器不仅适用于IP路由，还可以应用于以太网交换和IP隧道等场景。 此外，Click路由器可以通过扩展支持更多高级功能，如： - **丢弃策略**：可以设置智能的丢包策略，如随机早期检测（RED）或加权公平丢包（WRED），以避免拥塞并提高网络效率。 - **流量公平性**：通过不同的调度算法确保不同流之间的公平带宽分配。 - **Diff-Serv（差异服务）**：支持服务质量（QoS）策略，为不同类型的流量提供不同的服务等级。 Click的这些特性使其成为研究和实验新型网络协议、算法和架构的理想平台，同时也适用于需要高度定制和灵活性的生产环境。