網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與實現(xiàn)什么是路由課件

什么是路由？網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與實現(xiàn)1.什么叫路由？ 路由概念：路由就是通過互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)把信息從源地址傳輸?shù)侥康牡刂返幕顒?。路由發(fā)生在0SI網(wǎng)絡(luò)參考模型中的第三層即網(wǎng)絡(luò)層。2.路由選擇 路由規(guī)定把信息包從一個地址發(fā)送到另外一個地址的路徑。一條路由并不規(guī)定全部路由，僅僅只是主機到網(wǎng)關(guān)的一條路徑，然后再由網(wǎng)關(guān)把包轉(zhuǎn)發(fā)到目的地主機或另外一個網(wǎng)關(guān)。 路由選擇是指選擇一條發(fā)送報文的路徑，而網(wǎng)關(guān)是指任何能夠完成路由選擇功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用來連接不同的網(wǎng)絡(luò)。 路由選擇由IP層來完成，在一臺主機上不一定需要完成路由選擇的守護進程。報文距離通常用網(wǎng)關(guān)跨（HOP）數(shù)來表示，稱作METRIC。一個報文從源地址到達目的地址的距離依賴于報文必須經(jīng)過的網(wǎng)關(guān)跨數(shù)。一臺主機到它直聯(lián)網(wǎng)的跨數(shù)為零，如果通過一個網(wǎng)關(guān)就能就能到達指定的網(wǎng)絡(luò)，則它到該網(wǎng)絡(luò)的跨數(shù)為1，依此類推。3.路由過程4.路由器處理數(shù)據(jù)包的兩個過程一、RoutingProcess當(dāng)一個數(shù)據(jù)包進入路由器：拆去二層幀頭；進入緩沖區(qū)；查看目標(biāo)地址（匹配路由表）；重新封裝二層幀頭；轉(zhuǎn)發(fā)。二、SwitchingProcess:Checkframingandbufferpacket;查看二層幀，進行CRC校驗，層三的數(shù)據(jù)和頭部進入緩沖區(qū)（buffer）；Checkroutingtable;查路由表，從buffer中拿出目標(biāo)IP和路由表進行匹配（與運算）；Re-Encapsulationlayer2header;重新封裝二層幀頭； 注：1）二層幀頭包括源MAC地址和目標(biāo)MAC地址。

2）此時的二層幀頭的源MAC已經(jīng)變?yōu)槁酚善鞒鼋涌诘牡刂?。Forwardingfromonelocalinterface;轉(zhuǎn)發(fā)（從一個本地接口封裝）5.路由器交換算法過程交換：最初的Cisco路由器采用集中式ＣＰＵ包交換，所有的包通過共享總線傳到ＣＰＵ，經(jīng)路由表查找，ＣＲＣ重算，再通過共享總線把包傳到適當(dāng)?shù)木€路卡上?？焖俳粨Q：到達某特定目的地址的ＩＰ包通常會引起數(shù)據(jù)包流，即假設(shè)交換過到特定目標(biāo)的包之后，另一個很可能不久也會到達。通過構(gòu)建最近交換目標(biāo)的高速緩存，可以減少包在全路由表中查找同一目標(biāo)的次數(shù)，這種“一次路由，然后交換”的方式稱為快速交換，快速交換大大提高了路由器的包轉(zhuǎn)發(fā)速率，因而成為Cisco路由器平臺上缺省的交換機制。但有一點需要注意，ＩＰ路由表的改變必須高速緩存無效，在路由狀況不斷變化的環(huán)境中，路由高速緩存的優(yōu)勢將受到很大限制。6.自治交換：自治交換的特點是從ＣＰＵ中卸載了一些交換功能。在效果上，將路由高速緩存功能從ＣＰＵ移到輔助交換處理器上，線路卡上的接收包先在交換處理器中完成本地路由高速緩存目標(biāo)的查找，若查找失敗時才中斷ＣＰＵ執(zhí)行路由表查找。在此，Cisco將周期性計算路由的ＣＰＵ改名為路由處理器，把輔助交換處理器改名為交換處理器。Cisco7000系列的路由器上執(zhí)行自治交換，可使吞吐量等性能進一步提高。分布式交換：隨著ＶＩＰ（VersatileInterfaceProcessor，通用接口處理器）卡引入，路由器的交換體系逐漸向?qū)Φ榷嗵幚砥鹘Y(jié)構(gòu)發(fā)展。每個ＶＩＰ卡都包含ＲＩＳＣ處理器，維護最新的由路由交換處理器產(chǎn)生的快速交換高速緩存的拷貝，并能獨立實現(xiàn)路由交換的功能，高速完成兩種類型的交換－－－本地ＶＩＰ的交換和ＶＩＰ之間的交換。7.CEF特快交換：CEF(Cisco'sExpressForwarding)是一種高級的第三層交換技術(shù)，它主要是為高性能、高伸縮性的第三層ＩＰ骨干網(wǎng)交換設(shè)計的。

CEF利用鄰接表提供數(shù)據(jù)包的MAC層重寫所需的信息。FIB中的每一項都指向鄰接表里的某個下一跳中繼段。若相鄰節(jié)點間能通過數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)相互轉(zhuǎn)發(fā)，則這些節(jié)點被列入鄰接表中。 系統(tǒng)一旦發(fā)現(xiàn)鄰接關(guān)系，就將其寫到鄰接表中，鄰接序列隨時都在生成，每次生成一個鄰接條目，就會為那個鄰接節(jié)點預(yù)先計算一個鏈路層頭標(biāo)信息，并把這個鏈路層頭標(biāo)信息存儲在鄰接表中，當(dāng)決定路由時，它就指向下一網(wǎng)絡(luò)段及相應(yīng)的鄰接條目。隨后在對數(shù)據(jù)包進行ＣＥＦ交換時，用它來進行封裝。8.路由類型 一條路由并不完全描述一條完整的路徑，它僅僅定義從一個主機到一個網(wǎng)關(guān)的路徑段，或者一個網(wǎng)關(guān)到另外一個網(wǎng)關(guān)的路徑段。TCP/IP通常按照下列順序搜索路由表以找到路由的最佳匹配： (1)主機路由：定義網(wǎng)關(guān)到一個指定主機的路由；

(2)網(wǎng)絡(luò)路由：定義網(wǎng)關(guān)到一個指定網(wǎng)段或網(wǎng)絡(luò)的一條路由；

(3)缺省路由：如果主機路由和網(wǎng)絡(luò)路由都沒有定義一條到目的地的路由，則使用缺省路由。9.靜態(tài)路由與動態(tài)路由靜態(tài)路由 由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路徑表稱之為靜態(tài)（static）由，一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定的，它不會隨未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。動態(tài)路由 動態(tài)（Dynamic）路由是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行情況而自動調(diào)整的路徑表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議（RoutingProtocol）提供的功能，自動學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運行情況，在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健Ｂ酚善鞯慕Y(jié)構(gòu)路由器的體系結(jié)構(gòu)。 從體系結(jié)構(gòu)上看，路由器可以分為第一代單總線單CPU結(jié)構(gòu)路由器、第二代單總線主從CPU結(jié)構(gòu)路由器、第三代單總線對稱式多CPU結(jié)構(gòu)路由器；第四代多總線多CPU結(jié)構(gòu)路由器、第五代共享內(nèi)存式結(jié)構(gòu)路由器、第六代交*開關(guān)體系結(jié)構(gòu)路由器和基于機群系統(tǒng)的路由器等多類。10.直連路由與非直連路由 IP協(xié)議是根據(jù)路由來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的。路由器中的路由有兩種：直連路由和非直連路由。 路由器各網(wǎng)絡(luò)接口所直連的網(wǎng)絡(luò)之間使用直連路由進行通信。直連路由是在配置完路由器網(wǎng)絡(luò)接口的IP地址后自動生成的，因此，如果沒有對這些接口進行特殊的限制，這些接口所直連的網(wǎng)絡(luò)之間就可以直接通信。 由兩個或多個路由器互連的網(wǎng)絡(luò)之間的通信使用非直連路由。非直連路由是指人工配置的靜態(tài)路由或通過運行動態(tài)路由協(xié)議而獲得的動態(tài)路由。其中靜態(tài)路由比動態(tài)路由具有更高的可操作性和安全性。

IP網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，用IP協(xié)議組建網(wǎng)絡(luò)時，必須使用路由設(shè)備將各個IP子網(wǎng)互連起來，并且在IP子網(wǎng)間使用路由機制，通過IP網(wǎng)關(guān)互連形成層次性的網(wǎng)際網(wǎng)。11.單路徑與多路徑路由 一些復(fù)雜的路由協(xié)議支持到同一目的的多條路徑。與單路徑算法不同，這些多路徑算法允許數(shù)據(jù)在多條線路上復(fù)用。多路徑算法的優(yōu)點很明顯：它們可以提供更好的吞吐量和可靠性。12.平坦與分層路由 一些路由協(xié)議在平坦的空間里運作，其它的則有路由的層次。在平坦的路由系統(tǒng)中，每個路由器與其它所有路由器是對等的；在分層次的路由系統(tǒng)中，一些路由器構(gòu)成了路由主干，數(shù)據(jù)從非主干路由器流向主干路由器，然后在主干上傳輸直到它們到達目標(biāo)所在區(qū)域，在這里，它們從最后的主干路由器通過一個或多個非主干路由器到達終點。 路由系統(tǒng)通常設(shè)計有邏輯節(jié)點組，稱為域、自治系統(tǒng)或區(qū)間。在分層的系統(tǒng)中，一些路由器可以與其它域中的路由器通信，其它的則只能與域內(nèi)的路由器通信。在很大的網(wǎng)絡(luò)中，可能還存在其它級別，最高級的路由器構(gòu)成了路由主干。 分層路由的主要優(yōu)點是它模擬了多數(shù)公司的結(jié)構(gòu)，從而能很好地支持其通信。多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)生在小組中（域）。因為域內(nèi)路由器只需要知道本域內(nèi)的其它路由器，它們的路由算法可以簡化，根據(jù)所使用的路由算法，路由更新的通信量可以相應(yīng)地減少。13.域內(nèi)與域間路由 一些路由算法只在域內(nèi)工作，其它的則既在域內(nèi)也在域間工作。這兩種算法的本質(zhì)是不同的。其遵循的理由是優(yōu)化的域內(nèi)路由算法沒有必要也成為優(yōu)化的域間路由算法。14.什么時候使用多路由協(xié)議？ 當(dāng)兩種不同的路由協(xié)議要交換路由信息時，就要用到多路由協(xié)議。當(dāng)然，路由再分配也可以交換路由信息。下列情況不必使用多路由協(xié)議：從老版本的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（InteriorGatewayProtocol，IGP）升級到新版本的IGP.想使用另一種路由協(xié)議但又必須保留原來的協(xié)議。想終止內(nèi)部路由，以免受到其他沒有嚴(yán)格過濾監(jiān)管功能的路由器的干擾。在一個由多個廠家的路由器構(gòu)成的環(huán)境下。15.路由器的啟動順序首先是自檢即，hardwaretest；接下來要做的事情就是執(zhí)行ROM中的普通自舉程序加載器（genericbootstraploader)。即loadbootstrap；第三步就是加載IOS了，即loadIOS，加載IOS時所使用的位置由配置寄存器(configurationregister)的啟動字段(bootfield)決定。接下來就是裝載配置文件了即正確的順序是：hardwaretestloadbootstraplookinNVRAMforconfigurationregistersettingloadIOSloadstartup-config16.配置路由器通過console口配置通過撥號遠(yuǎn)程配置通過telnet方式配置通過啞終端方式配置通過FTP方式傳送配置文件17.通過console口配置建立本地配置環(huán)境配置口(Console)配置口（console）電纜R232串口創(chuàng)建超級終端（II）選擇串口（III）20.端口設(shè)置（IV）21.通過撥號線路配置路由器將路由器和PC分別與modem連接備份電纜modemmodemPSTN/ISDN通過Telnet配置本地路由器[Quidway-Ethernet0/0]