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路由器操作系统那点事
2015-09-27 12:21:24   来源:老黄   评论:0 点击:

很多朋友跟我讲,如果不Openwrt,哪这路由就没法儿用了!非常理解大家对OpenWRT的热爱,我做为一个开源项目的拥护者和参与者,今天来给大家讲讲路由器操作系统的那点事儿。让大家了解下各种固件的来由。先
       很多朋友跟我讲,如果不Openwrt,哪这路由就没法儿用了!非常理解大家对OpenWRT的热爱,我做为一个开源项目的拥护者和参与者,今天来给大家讲讲路由器操作系统的那点事儿。让大家了解下各种固件的来由。

先来说说现在市面上的各种路由器的固件有哪些种吧。中国地大物博、奇葩众多,我国的无线路由器厂家802.11n的年代里,以价格这个永垂不朽的利器将八国联军全部打夸,造就了一代传奇。他们使用了很多神器,这里主要有两个:

VxWorks

VxWorks是美国风河(WindRiver)公司于1983年设计开发的一种嵌入式实时操作系统(RTOS),是嵌入式开发环境的关键组成部分。良好的持续发展能力、高性能的内核以及友好的用户开发环境,在嵌入式实时操作系统领域占据一席之地。VxWorks支持几乎所有现代市场上的嵌入式CPU,包括x86系列、MIPS、 PowerPC、Freescale ColdFire、Intel i960、SPARC、SH-4、ARM, StrongARM以及xScale CPU。

国内某厂买下了VxWorks的许可,向某国际大厂要到了SOC的所有技术信息,用VxWorks拿下了一片天地。为什么要用VxWorks呢?原因很简单,这东东本身体积小,Flash的成本降下来了,运行的RAM成本降下来了。所以卖的价格也就降下来了。这个灰常特殊,因为只有一家国内某厂和一家国际某大厂使用了这个模式。专事专用,不可复制,完全封闭。

eCos

eCos是一个由Redhat推出的小型开放源代码即时操作系统(Real-Time operating system),最低编译核心可小至10K的级别,适合用于作bootloader增强,微小型系统。

由于低价,所以eCos也就流行了起来,除上面讲的某厂外,其它厂受不了低价的压力,向上游厂商寻求帮助,所以某些SOC的供应商提供了eCos的SDK。注意:这里是原厂提供了SDK哟。由于eCos的系统小,所以Flash和RAM的需求也就少了,国内众多低价产品除了VxWorks就是eCos为主了。

一般情况下上述两个操作系统的无线路由器有几个特点:

  • 减配严重,特别是内存和Flash
  • 支持客户端很少,主要是内存太少了
  • 客户端少时运行稳定,但是客户端多、流量大时就容易出问题
  • 功能很少

由于它们的特别,我们不再更多说了,但是要告诉大家,上面两种固件才是我们身边最多的固件,表因为它们太弱就忽视了这两个操作系统的存在。

由于Linux的功能丰富、开源特性,在过去的某个年代里,所有的SoC都开始决定将自己的操作系统从落后的XX们转换成为LINUX,这样就更高大上而不显得哪么土鳖了。也正是因为这样,2004年才使得OpenWRT出现了,这主要是因为Linux的开源协议。即使都是Linux,也有两种不同的情况原厂SDK和OpenWRT及其衍生发行版。

原厂SDK

我们所知道的BCM、MTK、AR等都是生产SoC(系统芯片,英语:System on Chip,縮寫:SoC)的,之所以在路由器里没有我们常见到的cpu,哪是因为这样的SOC里包括了HNAT、快速TCP包计算等等这样的硬件加速算法模块,同时在这个SoC里除了CPU以外还有众多的接口,比如交换机、PCI-e、USB等。所有的这些东西要运行起来就需要驱动。所以SoC生产厂就在Linux基础上进行了很多的加工,加入各种驱动,为了硬件加速,改kernel的接口。一切的一切都是为了让Linux能够支持这个SoC里的功能。为了让最终的路由器生产厂生产及加入自己的功能,原厂都为客户提供SDK,这个SDK里就包括了一个基础的Linux和编译软件的环境。由于厂商为了让系统足够的稳定,现在原厂SDK中的Linux都还在2.6.x的老旧年代。而且原厂的SDK要想得到,就需要和厂商签署保密协议和软件使用许可。所以在互联网上我们一般无法得到原厂SDK的软件。

OpenWRT

OpenWRT是一个开源项目,它的出现就是为了让每个人都可以有一个开放的运行环境,并且得到Linux里各种软件的第一时间的支持。所以OpenWRT的Linux Kernel非常激进,但是正是因为它激进,所以在驱动上非常痛苦。OpenWRT的驱动通常是开源社区的同学们写的驱动,或是从原厂SDK中的二进制移植。但是由于Kernel的过新,大量加速硬件的驱动都无法移植进来。不过还是有众多的爱好者喜欢OpenWRT,原因很简单,它可以高度定制。

从长远来看,基于Linux的操作系统会越来越多,原因很简单:

  • 用户需要路由器跑起来的带宽越来越大,CPU和SoC中集成的会越来越多算法,Linux的强大是基础
  • 智能路由器的大浪会让越来越多的应用跑在路由器上,Linux是好的扩展基础
  • 无线设备越来越多,Linux显然是好选择

使用原厂SDK还是OpenWRT呢?这有几个不同的情况:

  • 如果芯片比较新,OpenWRT必然不是好的选择,驱动一定是烂的不行更别提其它的硬件加速功能了
  • 如果是玩家,需要各种好玩的功能原厂SDK必然不是好选择,老的libc、少的库支持,更没有开放的编译环境

综上所述,表迷信哪个,要找到最适合自己的。

我们创业做智能路由器时就OpenWRT和原厂SDK做了很痛苦的挣扎,因为使用的芯片较新,我们在OpenWRT社区里折腾很久,最终OpenWRT发布了一些支持新的SoC的版本。同时国内也有人将原厂SDK中的Kernel及驱动移植到了OpenWRT上来运行。经过大量的测试,我们发现从稳定性、高性能上都不能达到我们的要求。所以最终在果壳路由器上,我们还是使用了原厂的SDK,一方面是因为我们必竟有商业化的第一时间原厂支持,另一方面我们也认为稳定、高效是路由器的基础,如果这都做不到,哪么智能也就无从谈起了。

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