第三章、路由器基础.ppt

* * 一、路由器的功能和作用 路由器是网络中进行网间连接的关键设备，是互连网络的枢纽，路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互连网络 Internet 的主体骨架。在园区网、地区网、 乃至整个 Internet 研究领域中，路由器技术始终处于核心地位，其发展历程和方向，成为整个 Internet 研究的一个缩影。 路由器之所以在互连网络中处于关键地位，是因为它处于网络层，一方面能够跨越不同的物理网络类型（DDN、FDDI、以太网等等），另一方面在逻辑上将整个互连网络分割成逻辑上独立的网络单位，使网络具有一定的逻辑结构。 路由器的基本功能是，把数据（IP 报文）传送到正确的网络，包括： ? 1、IP 数据报的转发，包括数据报的寻径和传送； 2、子网隔离，抑制广播风暴； 3、维护路由表，并与其它路由器交换路由信息，这是 IP 报文转发的基础； 4、IP 数据报的差错处理及简单的拥塞控制； 5、实现对 IP 数据报的过滤和记帐。 对于不同规模的网络，路由器作用的侧重点有所不同： 在主干网上，路由器的主要作用是路由选择 在地区网中，路由器的主要作用是网络连接和路由选择 在园区网内部，路由器的主要作用是分隔子网 二、路由器的组成及工作原理 1、路由器的组成 路由器的前面板除了LED灯外没有其他东西，LED灯主要是指示电源是否开启。而后面板是路由器的各种各样的接口，其中最为关键的是CONSOLE、ETHERNET和WAN接口。 路由器的内部是一块印刷电路板，电路板上有许多大规模集成电路，还有一些插槽，用于扩充Flash、内存（RAM）、接口、总线。 路由器的主要内部组件有： （1）CPU：中央处理单元，和计算机一样，它是路由器的控制和运算部件。 （2）RAM／DRAM：内存，用于存储临时的运算结果。如路由表、ARP表、快速交换缓存、缓冲数据包、数据队列、当前配置文件。众所周知，RAM中的数据在路由器断电后是会丢失的。 （3） flash Memory：可擦除、可编程的 ROM，用于存放路由器的IOS，Flash的可擦除特性允许更新、升级IOS而不用更换路由器内部的芯片。路由器断电后，flash的内容不会丢失。Flash容量较大时，就可以存放多个IOS版本。 （4）NVRAM：非易失性RAM，用于存放路由器的配置文件，路由器断电后，NVRAM中的内容仍然保持。 （5）ROM：只读存储器，存储了路由器的开机诊断程序、引导程序和特殊版本的IOS软件（用于诊断等有限用途），ROM中软件升级需要更换芯片。 (6)接口（Interface）：用于网络连接，路由器就是通过这些接口和不同的网络进行连接的。 2、路由器的工作原理 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳传输路径，并将该数据包有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器工作的关键。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路由表（Routing Table），供路由选择时使用。路径表中保存着目的网络号、出口端、路由器个数（跳数）和下一个路由器的端口地址（下一跳）等内容。路由表既可以由系统管理员固定设置好，即静态路由表；也可以由系统动态修改，即动态路由表。 举例： A、B、C、D四个网络通过路由器连接在一起，路由器又是如何发挥其路由、数据转发的作用的？现假设网络A中一个用户A1要向C网络中的C3用户发送一个请求信号，信号传递的步骤如下： 第1步，用户A1将目的用户C3的IP地址连同数据信息以数据报的形式通过集线器或交换机以广播的形式发送给同一网络中的所有节点，当路由器A5端口侦听到后分析得知所发目的节点不是本网段的，需要路由转发，就把数据帧接收下来。 第2步，路由器A5端口收到用户A1的数据报后，先从报头中取出目的用户C3的IP地址，并根据路由表计算出发往用户C3的最佳路径，从分析得知到C3的网络ID号与路由器的C5网络ID号相同，所以由路由器的A5端口直接发向路由器的C5端口应是信号传递的最佳途径。 第3步，路由器的C5端口再次取出目的用户C3的IP地址，找出C3的IP地址中的主机ID号，如果在网络中有交换机则可先发给交换机，由交换机根据MAC地址表找出具体的网络节点位置，如果没有交换机设备则根据其IP地址中的主机ID直接把数据报发送给用户C3，一个完整的数据通信转发过程也完成了。 对于更复杂的网络，路由器的C5端口会将数据报转发给下一个路由器的端口，如此逐个转发，最终到达目的主机所在的网络。 三、路由器的分类及特点 1、按处理能力划分 ：