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计算机网络Computer Networks 南京邮电大学计算机学院 计算机通信教研室 第七章 因特网IP路由 路由器的功能 网络分段，实现子网的划分 提供不同类型网络的互联 隔离广播风暴 实现子网之间的信息传输 提供安全访问的机制 支持网络层的特殊服务 路由器在网际互连中的作用 当主机 A 要向另一个主机 B 发送数据报时，先要检查目的主机 B 是否与源主机 A 连接在同一个网络上。 如果是，就将数据报直接交付给目的主机 B 而不需要通过路由器。 如果目的主机与源主机 A 不是连接在同一个网络上，则应将数据报发送给本网络上的某个路由器，由该路由器按照转发表指出的路由将数据报转发给下一个路由器。这就叫作间接交付。 直接交付和间接交付 间接交付 间接交付 间接交付 A B C 直接交付 直接交付 直接交付不需要使用路由器 但间接交付就必须使用路由器 路由器组成 路由器实际上就是一种通信专用的计算机，具有和计算机类似的结构。 处理器CPU：微处理器或RISC微处理器 存储器：ROM、 NVRAM FLASH RAM、 RAM 接口：控制台接口 局域网接口：以太网、令牌环网、光纤网 广域网接口：ATM、X25、DDN、FRN、ISDN 逻辑接口：LOOP BACK，NULL，CHANNEL 典型的路由器的结构 路由 选择 路由选择处理机 路由选择协议 路由表 3 输入端口 3 交换结构 输入端口 输出端口 分组 转发 转发表 分组处理 输出端口 ? ? 1 1 1 3 3 1 2 2 2 2 3棗网络层 2棗数据链路层 1棗物理层 分组处理 路由器收到分组后，根据分组中包含的目的地址，在转发表中选择适当的输出端口，转发分组。 若路由器处理分组的速率赶不上分组进入队列的速率，则队列的存储空间最终必定减少到零，这就使后面再进入队列的分组由于没有存储空间而只能被丢弃。 路由器中的输入或输出队列产生溢出是造成分组丢失的重要原因。 输入端口对线路上收到的分组的处理 数据链路层剥去帧首部和尾部后，将分组送到网络层的队列中排队等待处理。这会产生一定的时延。 物理层处理 数据链路层 处理 网络层处理 分组排队 交 换 结 构 输入端口的处理 从 线 路 接 收 分 组 查表和转发 输出端口将交换结构传送来的分组发送到线路 当交换结构传送过来的分组先进行缓存。数据链路层处理模块将分组加上链路层的首部和尾部，交给物理层后发送到外部线路。 物理层处理 数据链路层 处理 网络层处理 分组排队 输出端口的处理 向 线 路 发 送 分 组 缓存管理 交 换 结 构 路由选择的实现 分组投递时，路由过程分两个阶段： 1、如何到达目标主机的网络。 2、分组到了目标网络后，由终端路由器将分组 送到目标主机。 一般来说，第一个阶段才是路由的实质阶段，它关系到分组穿越网间网的路径。所以，在网络上路由是以目标IP地址中的网络号为依据的。这样可以只关心目标网络的信息，而不用关心目标主机的信息，从而简化路由表，提高路由效率。 路由表的信息 典型地，路由表包含许多 (N,R) 向量，其中N是目的网络的IP地址，R是为了到达相应目的网络要经过的下一个路由器的IP地址 (下一跳，next hop)。 选路表的大小取决于互联网中网络的数量，它仅在添加新网络时才增大。 网 1 10.0.0.0 网 4 40.0.0.0 网 3 30.0.0.0 网 2 20.0.0.0 10.0.0.4 40.0.0.4 30.0.0.2 20.0.0.9 20.0.0.7 目的主机所在的网络 下一跳路由器的地址 20.0.0.0 30.0.0.0 10.0.0.0 40.0.0.0 20.0.0.7 30.0.0.1 直接交付，接口 1 直接交付，接口 0 路由器 R2 的路由表 30.0.0.1 10.0.0.4 40.0.0.4 30.0.0.2 20.0.0.9 20.0.0.7 30.0.0.1 链路 4 链路 3 链路 2 链路 1 R2 R3 R1 0 1 R2 R3 R1 在路由表中，对每一条路由，最主要的是 （目的网络地址，下一跳地址） 基于网络的路由选择 仅仅基于目的网络号来选择路由会有几个后果： 在大多数实现方式中，这意味着所有到某个给定网络的通信量都走同一条路径