如何自己製作一個路由器？

硬體方面需要哪些？路由器上的一些協議也自己實現，有哪些資料參考？

我建議題主先寫下要求，比如轉發容量是多少？出多少埠，時候需要支持靈活插卡。你描述的越詳細，回答會越貼近你的要求。

下班後詳細回家你這個問題。

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下班更新：

我還沒有回答，就開始點贊/感謝的人，我表示你們太抬舉我了，我定不負你們的支持。

我對路由器的研究也有一段時間了，隨未稱為路由器專家，但也小有心得，給題主提供個參考。

一下實現按難以程度逐步遞增：

1.刷路由器類

硬體：購買家用路由器，支持openwrt 等各個wrt

軟體：刷openwrt等軟體。

實現：自己寫一些APP或者如果有能力看懂或實現簡單的協議。

優點：目前主流的路由器玩法，硬體容易購買，軟體開源，目前比較火爆，各種教程充斥網路，上手容易。

詳細可參考：

如何從零開始學習OpenWrt？ - 無線路由器

開發openwrt，除了需要懂linux外，還需要哪些技能？ - Linux

不再贅述

2.低端集成網口的單片機類：

硬體：帶網口的單片機，如TI 的LM3S8962(當年我玩的東西)

軟體：一般這類單片機不帶MMU,無法使用linux,可以使用無操作系統的lwIP,或者ucOS加lwIP等

實現：要看晶元的手冊了，進來的數據包會觸發什麼樣的中斷？中斷處理函數怎麼寫，你可以任意實現從2~7層的所有協議，比如我當年就寫了個簡單的ARP應答。

優點：更容易看清下數據連路層，網路層的工作方式，也可以不帶OS,協議棧，完全自己寫，會遇到很多問題，這時候才能看協議的精妙。

3.高端處理器開發板類

硬體：Freescale QorIQ系列 P1020WLAN

QorIQ P1 WLAN Appliance Solutions|Freescale=

軟體：openwrt 或者自帶的 linux都行，

實現：手冊都是全的，你完全可以自由發揮。和上面一樣，但是這個就可以作為一個企業級路由器的項目了。數據包處理能力也是貼近於真正的路由器的。

優點：基本能實現你所有你想要學習，實踐的所有功能，只要你知識儲備充足。

4.高端FPGA開發方案

硬體：多網口的FPGA

軟體：linux，verilog(也算硬體吧)

實現：主要可以實現硬體上的二層三層轉發。比如進來個數據包，你可以先存在你的內存裡面，然後根據你FPGA裡面的轉發表，轉發到這個數據包應該進的地方。

優點，你可以學習到數據的二三層轉發。協議什麼的，不是這個的關鍵。

下面要開大招了，下方高能量小心：

5.CPU + FPGA方案

硬體：自己畫板，加工，找地方加工單板。

FPGA鏈接多個埠，可以使用FPGA自帶的PHY,或者外接PHY，但鑒於非正式產品化，且PHY的幾個供應廠家的樣片，數據手冊都非常難拿到，所以建議使用xilinx自帶PHY功能的FPGA

軟體：linux 或者 wrt

實現：現在FPGA中實現數據包進來以後，根據查找表，查找出介面，查找表由CPU通過控制通道下發到FPGA中，這個通道建議做成pcie,localbus,mdio等。

FPGA其中的一個通道連接到CPU上，作為數據包上送CPU處理的通道。

也就是說，路由表是由CPU通過控制通道發送到FPGA中，在由FPGA負責來轉發到埠，還是轉發給CPU

優點，已經開始實現現代路由器的架構了。

6.控制平面，轉發平面分離，支持主備互相備份。

將剛才FPGA的那部分拆分出來，獨立做一塊單板

CPU單獨做一塊單板。然後每個路由器使用2塊單板。

剛才說下路由器表的控制通道拆分成2部分。

CPU1-------主備通道-------CPU2

| |

|------------ FPGA------------|

既路由表可以通過CPU1下發給FPGA,也可以通過FPGA2下發。

同事FPGA上送給CPU的報文，這時候要通過FPGA自身備份下同事發給CPU1,CPU2.

路由協議報文要求CPU1,CPU2獲得相同的報文，計算結果也是相同的，同事CPU1,CPU2引入主備用競爭，主備監控，平時主用CPU負責下發路由表，備用CPU只是監控，當主用CPU死掉，由備用CPU負責下發路由表，這樣保證當主用的CPU失效的時候，備用CPU立即替代它的職責，保證FPGA轉發不會斷流量。

7.轉發平面1:1備份

從上面6我們發現一些不足，就是 如果FPGA掛掉了，是不是流量就會斷，我們路由器要保持穩定啊！那怎麼做？聰明的你一定想到，FPGA也要備份啊。

具體：

CPU1---主備通道---CPU2

| / |

| / |

| / |

| X |

| / |

FPGA1 FPGA2

| |

|------轉發卡[1:N]------|

轉發卡可以通過FPGA1轉發，也可以通過FPGA2轉發，FPGA1和FPGA2也引入主備機制。

CPU下發的路由表要同時下發給FPGA1 FPGA2，正常情況主用FPGA負責轉發，但是備用FPGA中也有同樣的轉發表，但是沒有數據進來，當主用FPGA掛掉的時候，轉發卡將數據倒到備用FPGA中，由於備用FPGA也有同樣的轉發表，所以可以直接轉發，也不會斷流量。

8.當然了，備份也少不了電源，風扇等，暫不在討論之列

關於上面的幾點說明：

1)後面提到的CPU不是只代表CPU而是代表控制平面，即路由器中的主控板MPU，裡面可能有CPU,FPGA，CPLD等，但是他不負責轉發數據包。

2)同理後說的FPGA已不代表只是FPGA,而代表轉發平面，即路由器中的轉發板LPU，或NPU板。這個單板不負責計算路由器協議，不直接接受用戶命令，只接受 主控板的轉發表項。

3)大家會問道為什麼你不用CPU+LSW(lanSwitch)因為LSW的資料一般 博通，馬威爾外面都找不到資料，不具備可行性。相比而言使用FPGA簡單靈活，便於後續功能擴展。

需要學習的資料：

硬體相關的就不說了，因為如果你使用前幾種，估計是你是不感知硬體的。

軟體方面：

TCP/IP詳解 第一卷 講的是各種原理，必須要看的。基礎知識要牢固

TCP/IP詳解 第二卷 具體講代碼，將數據結構的設計，建議你根據第一卷自己先嘗試實現，遇到問題再回來看，你會發現他們的代碼是經過深思熟慮的。

如果要實現各種協議，各大廠商的教程（目前正式出版的好像只有思科）會幫助你快速理解，當然如果想深研究，得看各種IEEE 802協議了，RFC,G.xxxx這些東西。

最後的建議，如果想搞路由器玩玩就搞使用方案1.買路由器刷 wrt，簡單實惠。

如果要是想徹底研究TCP/IP，建議使用方案2.3,你可以從下到上，比如先寫ARP,對方發出ARP請求，你回復個ARP Reply，在電腦上arp -a看看學沒學到，然後在嘗試寫相應IP報文，響應ping命令等，再回頭看看TCP/IP詳解 第二卷 你會很有體會。

太晚了，有空繼續更的詳細點。明天還要上班。。。。。作於2015.05.06凌晨

製作路由器以前，你需要拿到一個協議，如果你是準備市場上流通的話。硬體方面需要晶元，外殼設計，天線等