路由器是网络层的主力设备，路由器的基本工作是将IP数据报转发到目的地。除了路由器外，还有其他的设备，它们位于数据路径上，执行转发以外的功能。例如Web缓存，NAT，防火墙等等设备。
在过去的20年里，我们看到了这类中间盒（middlebox）的迅猛增长，RFC3234将其定义为：在源主机和目的主机的数据路径上，执行除了IP路由器的正常标准功能之外的其他功能的任何中间的盒子。
我们可以大致确定由中间盒子提供的三种服务：
（1）NAT转换。NAT盒子实现了内网到公网的转换，重写数据报首部IP地址和端口号。
（2）安全服务。防火墙基于首部字段值或重定向分组来阻塞流量，从而进行附加处理，如深度分组检测（DPI）。入侵检测系统（IDS）能够检测预先确定的模式，并相应的过滤分组。应用程序级电子邮件过滤器可以拦截垃圾邮件、网络钓鱼邮件或其他构成安全威胁的邮件。
（3）性能增强。这些中间盒向能够提供所需服务的服务器之一，执行诸如压缩、内容缓存和负载均衡等服务的服务请求。
随着中间盒的增多，产生了操作、管理和升级该设备的相关需求。单独的专用硬件盒、单独的软件堆栈和单独的管理、操作技能都意味着巨大的运营成本和投资费用。因此，研究人员正在探索使用商用硬件，并试图在通用软件堆栈之上构建专门的软件来实现这些服务，这也许并不令人惊讶。
多年来，因特网架构在网络层和运输/应用层之间有一条明确的分界线。以前，网络层由路由器组成，在网络核心中运行，只使用IP数据报首部中的字段将数据转发到目的地。运输层和应用层是在网络边缘运行的主机上实现的。主机之间通过运输层和应用层报文交换分组。今天的中间盒显然违背了这种分离：位于路由器和主机之间的NAT盒重写网络层IP地址和运输层端口号；网络内防火墙使用应用层、运输层和网络层首字段阻止可疑的数据报。
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