路由器基本原理

路由器根本原理技術(shù)根底課程系列講師介紹邁普通信xxx部門(mén)：張三箱：zhangsan@mail.maipu課程內(nèi)容路由器的參數(shù)指標(biāo)4路由器的概念1路由器的基本工作原理2路由器的分類(lèi)與發(fā)展3在一個(gè)十字路口…快閃開(kāi)，我要遲到了！去九寨溝怎么走??？呵呵，開(kāi)老爺車(chē)出去溜達(dá)溜達(dá)浪漫之旅開(kāi)始了～路由器根本概念PC分支機(jī)構(gòu)二MP2630MP3600MP2690分支機(jī)構(gòu)一公共IP網(wǎng)絡(luò)〔Internet)中心機(jī)房ServerPCPCPC路由器通過(guò)一定的策略決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱為路由選擇〔routing〕網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)包就是“行人、車(chē)輛〞路由器是IP互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的樞紐、主要節(jié)點(diǎn)設(shè)備、“交通警察〞路由器功能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)〔DDN、LAN、ATM…〕數(shù)據(jù)在各種鏈路協(xié)議間的轉(zhuǎn)換〔HDLC、PPP、FR〕流量管理〔QOS〕互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的“郵遞員〞-數(shù)據(jù)包路由〔靜態(tài)路由、動(dòng)態(tài)路由…〕路由器和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系中繼器、交換機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)在OSI分層中所處地位物理層數(shù)據(jù)鏈接層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層應(yīng)用層中繼器交換機(jī)路由器網(wǎng)關(guān)路由器數(shù)據(jù)處理示意圖物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層實(shí)體A實(shí)體B應(yīng)用層Packets分組Router物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層課程內(nèi)容路由器的參數(shù)指標(biāo)4路由器的概念1路由器的基本工作原理2路由器的分類(lèi)與發(fā)展3路由路由〔Routing〕是指導(dǎo)IP報(bào)文發(fā)送的路徑信息。我想去192.168.1.1請(qǐng)走R2方向R1R2R3R4請(qǐng)走R4方向從以太口方向出去就到了。192.168.0.1/24192.168.1.1/24路由表路由表〔routingtable，也稱路徑表〕：路由表用于保存各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)〔路由信息〕供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)〔路由選擇〕時(shí)使用。路由表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字等內(nèi)容。192.168.1.0255.255.255.0192.168.3.1要去“192.168.1.0〞這個(gè)網(wǎng)段，你找192.168.3.1路由表的準(zhǔn)確性我想去192.168.1.1R1R2R3R4192.168.0.1/24192.168.1.1/24我不知道，去找R2吧。我覺(jué)得R3知道怎么走……別煩我～R1才是你該去找的!路由的來(lái)源鏈路層協(xié)議發(fā)現(xiàn)的直連路由開(kāi)銷(xiāo)小，配置簡(jiǎn)單，無(wú)需人工維護(hù)。只能發(fā)現(xiàn)本接口所屬網(wǎng)段的路由。手工配置靜態(tài)路由無(wú)開(kāi)銷(xiāo)，配置簡(jiǎn)單，需人工維護(hù)，適合簡(jiǎn)單拓樸結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)路由開(kāi)銷(xiāo)大，配置復(fù)雜，無(wú)需人工維護(hù)，適合復(fù)雜拓樸結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。靜態(tài)路由的特點(diǎn)一切按章程辦～RouterARouterB靜態(tài)路由：是網(wǎng)絡(luò)管理員在路由器中設(shè)置的固定的路由表，除非人為干預(yù)，否那么不會(huì)發(fā)生變化，一般用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)固定的網(wǎng)絡(luò)中。靜態(tài)路由的優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、高效、可靠，優(yōu)先級(jí)最高；靜態(tài)路由的缺點(diǎn)：配置繁瑣，而且無(wú)法適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的變化，配置繁瑣。動(dòng)態(tài)路由的特點(diǎn)RouterARouterB兄弟，咱們來(lái)交流下吧～好啊，多個(gè)朋友多條路～動(dòng)態(tài)路由：網(wǎng)絡(luò)中的路由器之間運(yùn)行動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，相互通信、傳遞路由信息，利用收到的路由信息更新路由表。一般適用于大型、拓?fù)浣?jīng)常變動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)中。動(dòng)態(tài)路由的優(yōu)點(diǎn)：配置簡(jiǎn)單，并能實(shí)時(shí)地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化。如果發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)變化，就會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)中所有路由器重新計(jì)算路由。動(dòng)態(tài)路由的缺點(diǎn)：各種動(dòng)態(tài)路由協(xié)議會(huì)不同程度地占用網(wǎng)絡(luò)帶寬和CPU資源。路由轉(zhuǎn)發(fā)的根本原理

匹配主機(jī)路由IPpacket

不可達(dá)，丟棄

匹配網(wǎng)段路由

匹配缺省網(wǎng)關(guān)最長(zhǎng)掩碼匹配規(guī)則我要到邁普公司邁普公司走左邊這條路邁普在高新區(qū)，走這邊我不清楚，你去找這個(gè)人吧抱歉，我不知道路由器簡(jiǎn)要工作流程封裝并發(fā)送數(shù)據(jù)幀鏈路層尋址數(shù)據(jù)包分段〔MTU值〕IPSec隧道加密處理－－可選地址轉(zhuǎn)換〔NAT〕處理－－可選生存時(shí)間TTL處理轉(zhuǎn)發(fā)驗(yàn)證〔ACL〕－－可選IP包本地提交與轉(zhuǎn)發(fā)尋徑IP包頭完整性驗(yàn)證及選項(xiàng)處理接收幀，去掉幀頭分解出IP數(shù)據(jù)包課程內(nèi)容路由器的參數(shù)指標(biāo)4路由器的概念1路由器的基本工作原理2

路由器的分類(lèi)與發(fā)展3路由器分類(lèi)按路由器功能的實(shí)現(xiàn)方式分類(lèi)：按路由器功能的實(shí)現(xiàn)方式可分為軟件路由器和硬件路由器。路由器分類(lèi)按功能是否模塊化分類(lèi)：

按功能是否模塊化分類(lèi)可分為模塊化結(jié)構(gòu)的路由器和固定配置路由器。路由器分類(lèi)按適用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分類(lèi)：按適用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境可分為電信級(jí)路由器、企業(yè)級(jí)路由器和家用路由器。高性能，高可靠性多業(yè)務(wù)支持，高擴(kuò)展性寬帶環(huán)境專用，經(jīng)濟(jì)性路由器分類(lèi)按所處網(wǎng)絡(luò)級(jí)別分類(lèi)在各種級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中每臺(tái)路由器都擔(dān)負(fù)著特定的職責(zé)功能，按這些功能可將路由器分為骨干層〔核心級(jí)〕路由器，分發(fā)層〔會(huì)聚級(jí)〕路由器和訪問(wèn)層〔接入級(jí)〕路由器。核心路由器會(huì)聚路由器接入路由器路由器的開(kāi)展第一代單總線單CPU結(jié)構(gòu)路由器：

最初的路由器采用了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，包括共享中央總線、中央CPU、內(nèi)存及掛在共享總線上的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)物理接口。如Cisco2501路由器就是第一代路由器的典型代表。第二代單總線主從CPU結(jié)構(gòu)路由器：采用主從兩個(gè)CPU代替了原來(lái)僅一個(gè)CPU結(jié)構(gòu)，因而較大地降低了CPU的負(fù)荷，提高了處理速度。兩個(gè)CPU為非對(duì)稱主從式關(guān)系結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)CPU負(fù)責(zé)通信鏈路層的協(xié)議處理，另一個(gè)CPU那么作為主CPU負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)層以上的處理，主要包括轉(zhuǎn)發(fā)決定、路由算法和配置控制等計(jì)算工作。第三代單總線對(duì)稱式多CPU結(jié)構(gòu)路由器：

第三代路由器改善了在第二代體系結(jié)構(gòu)中主要限制，開(kāi)始采用了簡(jiǎn)單的并行處理技術(shù)，即做到在每個(gè)接口處都有一個(gè)獨(dú)立CPU，專門(mén)單獨(dú)負(fù)責(zé)接收和發(fā)送本接口數(shù)據(jù)包，管理接收發(fā)送隊(duì)列、查詢路由表做到出轉(zhuǎn)發(fā)決定等。而主控CPU僅完成路由器配置控制管理等非實(shí)時(shí)功能。路由器的開(kāi)展第四代多總線多CPU結(jié)構(gòu)路由器：

第四代路由器至少包括三類(lèi)以上總線和三類(lèi)以上CPU。結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，性能和功能也非常強(qiáng)大。第五代共享內(nèi)存式結(jié)構(gòu)路由器：

在共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)路由器中，使用了大量的高速RAM作為共享式存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)輸入數(shù)據(jù)，接收輸入數(shù)據(jù)并向輸出端轉(zhuǎn)發(fā)。在這種體系結(jié)構(gòu)中，路由器的交換帶寬主要由存儲(chǔ)器的帶寬決定。為了提高帶寬，必須增大存儲(chǔ)器的帶寬，并采用較多存儲(chǔ)模塊。第六代交叉開(kāi)關(guān)體系結(jié)構(gòu)路由器：在交叉開(kāi)關(guān)體系結(jié)構(gòu)路由器中，采用交叉開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)替代共享總線，數(shù)據(jù)直接從輸入端經(jīng)過(guò)交叉開(kāi)關(guān)流向輸出端。允許多個(gè)數(shù)據(jù)包同時(shí)通過(guò)不同的線路進(jìn)行傳送，從而極大地提高了系統(tǒng)的吞吐量，使得系統(tǒng)性能得到了顯著提高。就目前來(lái)看，這種方案是高速核心路由器的最正確方案。課程內(nèi)容路由器的參數(shù)指標(biāo)4路由器的概念1路由器的基本工作原理2

路由器的分類(lèi)與發(fā)展3硬件指標(biāo)路由器類(lèi)型主要比較路由器是否是模塊化結(jié)構(gòu)。模塊化結(jié)構(gòu)的路由器一般可擴(kuò)展性較好，可以支持多種端口類(lèi)型，各種端口的數(shù)量一般可選。價(jià)格通常比較昂貴。固定配置路由器可擴(kuò)展性較差，只用于固定類(lèi)型和數(shù)量的端口，一般價(jià)格比較廉價(jià)。路由器配置接口種類(lèi)：列舉路由器能支持的接口種類(lèi)，表達(dá)路由器的通用性。用戶可用槽數(shù)：模塊化路由器中除CPU板、時(shí)鐘板等必要系統(tǒng)板及/或系統(tǒng)板專用槽位外用戶可以使用的插槽數(shù)。CPU：CPU是路由器的心臟。由于技術(shù)的開(kāi)展，路由器中許多工作都可以由硬件實(shí)現(xiàn)〔專用芯片〕。因此CPU性能并不完全反映路由器性能。內(nèi)存：路由器中有多種內(nèi)存，例如Flash、DRAM等。通常來(lái)說(shuō)路由器內(nèi)存越大越好。端口密度：表達(dá)路由器制作的集成度。由于路由器體積不同，該指標(biāo)應(yīng)當(dāng)折合成機(jī)架內(nèi)每英寸端口數(shù)。通常可以使用路由器對(duì)每種端口支持的最大數(shù)量來(lái)替代。協(xié)議支持路由協(xié)議支持路由信息協(xié)議(RIP)、路由信息協(xié)議版本2(RIPv2)、開(kāi)放的最短路徑優(yōu)先協(xié)議版本2(OSPF)、“中間系統(tǒng)－中間系統(tǒng)〞協(xié)議(ISIS)、邊緣網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP4)、增強(qiáng)型內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議〔EIGRP〕、類(lèi)EIGRP〔IRMP〕等其他協(xié)議支持802.3、802.1Q的支持；〔以太網(wǎng)應(yīng)用〕對(duì)IPv6的支持；〔今后IP網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展方向〕對(duì)IP以外協(xié)議的支持；〔IPX、DECNet、AppleTalk等協(xié)議，國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少〕PPPOE支持；〔以太網(wǎng)計(jì)費(fèi)、認(rèn)證應(yīng)用〕MPLS應(yīng)用；〔多協(xié)議標(biāo)簽交換，電信運(yùn)營(yíng)商建設(shè)MPLSVPN網(wǎng)〕VPN支持；〔L2TP、GRE、IPSec等?！臣用芊绞剑弧灿布€是軟件〕組播支持〔視頻點(diǎn)播應(yīng)用〕－互連網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP)；－距離矢量組播路由協(xié)議(DVMRP)；－協(xié)議無(wú)關(guān)組播協(xié)議(PIM)；性能指標(biāo)設(shè)備吞吐量指設(shè)備整機(jī)包轉(zhuǎn)發(fā)能力，是設(shè)備性能重要指標(biāo)。單位轉(zhuǎn)發(fā)包數(shù)量每秒〔PPS〕。端口吞吐量端口吞吐量是指端口包轉(zhuǎn)發(fā)能力，它是路由器在某端口上的包轉(zhuǎn)發(fā)能力。通常采用兩個(gè)相同速率接口測(cè)試。路由表能力路由表能力是指路由表內(nèi)所容納路由表項(xiàng)數(shù)量的極限。由于Internet上的路由器通常擁有數(shù)十萬(wàn)條路由表項(xiàng)，所以該工程也是路由器能力的重要表達(dá)。背板能力是路由器的