路由器、交換機(jī)的工作原理(龍巖)

1、福建電信有限公司龍巖分公司福建電信有限公司龍巖分公司快閃開(kāi)，我要遲到了！快閃開(kāi)，我要遲到了！去九寨溝怎么走??？去九寨溝怎么走啊？呵呵，開(kāi)老爺呵呵，開(kāi)老爺車(chē)出去溜達(dá)溜車(chē)出去溜達(dá)溜達(dá)達(dá)浪漫之旅開(kāi)始了浪漫之旅開(kāi)始了在一個(gè)十字路口在一個(gè)十字路口PC分支機(jī)構(gòu)二分支機(jī)構(gòu)二MP2630MP3600MP2690分支機(jī)構(gòu)一分支機(jī)構(gòu)一公共IP網(wǎng)絡(luò)（Internet)中心機(jī)房中心機(jī)房ServerPCPCPC路由器通過(guò)一定的策路由器通過(guò)一定的策略決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。略決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱(chēng)為轉(zhuǎn)發(fā)策略稱(chēng)為路由選路由選擇（擇（routingrouting） 網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)包就是數(shù)據(jù)包就是“行行人、車(chē)輛人

2、、車(chē)輛”路由器路由器是是IP互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的的樞紐、主要節(jié)點(diǎn)設(shè)樞紐、主要節(jié)點(diǎn)設(shè)備備、“交通警察交通警察” 路由器的主要工作就是為經(jīng)過(guò)路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)包尋路由器的主要工作就是為經(jīng)過(guò)路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)包尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)包有效地傳送到目的站找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)包有效地傳送到目的站點(diǎn)。由此可見(jiàn)，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器點(diǎn)。由此可見(jiàn)，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器工作的關(guān)鍵。為了完成這項(xiàng)工作，在路由器中保存著各種工作的關(guān)鍵。為了完成這項(xiàng)工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)路由表（路由表（Routing TableRouting Tab

3、le），供），供路由選擇時(shí)使用。路徑表中保存著目的網(wǎng)絡(luò)號(hào)、出口端、路由選擇時(shí)使用。路徑表中保存著目的網(wǎng)絡(luò)號(hào)、出口端、路由器個(gè)數(shù)（跳數(shù)）和下一個(gè)路由器的端口地址（下一跳）路由器個(gè)數(shù)（跳數(shù)）和下一個(gè)路由器的端口地址（下一跳）等內(nèi)容。路由表既可以由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好，即靜態(tài)等內(nèi)容。路由表既可以由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好，即靜態(tài)路由表；也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)修改，即動(dòng)態(tài)路由表。路由表；也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)修改，即動(dòng)態(tài)路由表。 當(dāng)當(dāng)IPIP子網(wǎng)中的一臺(tái)主機(jī)發(fā)送子網(wǎng)中的一臺(tái)主機(jī)發(fā)送IPIP分組給同一分組給同一IPIP子網(wǎng)的另一臺(tái)主機(jī)子網(wǎng)的另一臺(tái)主機(jī)時(shí)，它將直接把時(shí)，它將直接把IPIP分組送到網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)方就能收到。而要

4、送給分組送到網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)方就能收到。而要送給不同不同IPIP子網(wǎng)上的主機(jī)時(shí)，它要選擇一個(gè)能到達(dá)目的子網(wǎng)上的路子網(wǎng)上的主機(jī)時(shí)，它要選擇一個(gè)能到達(dá)目的子網(wǎng)上的路由器，把由器，把IPIP分組送給該路由器，由路由器負(fù)責(zé)把分組送給該路由器，由路由器負(fù)責(zé)把IPIP分組送到目分組送到目的地。如果沒(méi)有找到這樣的路由器，主機(jī)就把的地。如果沒(méi)有找到這樣的路由器，主機(jī)就把IPIP分組送給一個(gè)分組送給一個(gè)稱(chēng)為稱(chēng)為“缺省網(wǎng)關(guān)缺省網(wǎng)關(guān)(default gateway)”(default gateway)”的路由器上。的路由器上?！叭笔【W(wǎng)關(guān)缺省網(wǎng)關(guān)”是每臺(tái)主機(jī)上的一個(gè)配置參數(shù)，它是接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的是每臺(tái)主機(jī)上的一個(gè)配置參數(shù)

5、，它是接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的 某個(gè)某個(gè)路由器端口的路由器端口的IPIP地址。地址。 路由器轉(zhuǎn)發(fā)路由器轉(zhuǎn)發(fā)IPIP分組時(shí)，只根據(jù)分組時(shí)，只根據(jù)IPIP分組目的分組目的IPIP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)部分，地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)部分，選擇合適的端口，把選擇合適的端口，把IPIP分組送出去。同主機(jī)一樣，路由器也要判分組送出去。同主機(jī)一樣，路由器也要判定端口所接的是否是目的子網(wǎng)，如果是，就直接把分組通過(guò)端口定端口所接的是否是目的子網(wǎng)，如果是，就直接把分組通過(guò)端口送到網(wǎng)絡(luò)上，否則，也要選擇下一個(gè)路由器來(lái)傳送分組。路由器送到網(wǎng)絡(luò)上，否則，也要選擇下一個(gè)路由器來(lái)傳送分組。路由器 也有它的缺省網(wǎng)關(guān)，用來(lái)傳送不知道往哪兒送的也有它的缺省

6、網(wǎng)關(guān)，用來(lái)傳送不知道往哪兒送的IPIP分組。這樣，分組。這樣，通過(guò)路由器把知道如何傳送的通過(guò)路由器把知道如何傳送的IPIP分組正確轉(zhuǎn)發(fā)出去，不知道的分組正確轉(zhuǎn)發(fā)出去，不知道的IPIP分組送給分組送給“缺省網(wǎng)關(guān)缺省網(wǎng)關(guān)”路由器，這樣一級(jí)級(jí)地路由器，這樣一級(jí)級(jí)地 傳送，傳送，IPIP分組最分組最終將送到目的地，送不到目的地的終將送到目的地，送不到目的地的IPIP分組則被網(wǎng)絡(luò)丟棄了。分組則被網(wǎng)絡(luò)丟棄了。 舉例舉例： 如下：如下： 第第1 1步，用戶(hù)步，用戶(hù)A1A1將目的用戶(hù)將目的用戶(hù)C3C3的的IPIP地址連同數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)報(bào)地址連同數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)報(bào)的形式通過(guò)集線器或交換機(jī)以廣播的形式發(fā)送給同一網(wǎng)絡(luò)

7、中的的形式通過(guò)集線器或交換機(jī)以廣播的形式發(fā)送給同一網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)，當(dāng)路由器所有節(jié)點(diǎn)，當(dāng)路由器A5A5端口偵聽(tīng)到后分析得知所發(fā)目的節(jié)點(diǎn)不端口偵聽(tīng)到后分析得知所發(fā)目的節(jié)點(diǎn)不是本網(wǎng)段的，需要路由轉(zhuǎn)發(fā)，就把數(shù)據(jù)幀接收下來(lái)。是本網(wǎng)段的，需要路由轉(zhuǎn)發(fā)，就把數(shù)據(jù)幀接收下來(lái)。 第第2 2步，路由器步，路由器A5A5端口收到用戶(hù)端口收到用戶(hù)A1A1的數(shù)據(jù)報(bào)后，先從報(bào)頭中的數(shù)據(jù)報(bào)后，先從報(bào)頭中取出目的用戶(hù)取出目的用戶(hù)C3C3的的IPIP地址，并根據(jù)路由表計(jì)算出發(fā)往用戶(hù)地址，并根據(jù)路由表計(jì)算出發(fā)往用戶(hù)C3C3的的最佳路徑，從分析得知到最佳路徑，從分析得知到C3C3的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)IDID號(hào)與路由器的號(hào)與路由器的C5C

8、5網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)IDID號(hào)號(hào)相同，所以由路由器的相同，所以由路由器的A5A5端口直接發(fā)向路由器的端口直接發(fā)向路由器的C5C5端口應(yīng)是信端口應(yīng)是信號(hào)傳遞的最佳途徑。號(hào)傳遞的最佳途徑。 第第3 3步，路由器的步，路由器的C5C5端口再次取出目的用戶(hù)端口再次取出目的用戶(hù)C3C3的的IPIP地址，地址，找出找出C3C3的的IPIP地址中的主機(jī)地址中的主機(jī)IDID號(hào)，如果在網(wǎng)絡(luò)中有交換機(jī)則號(hào)，如果在網(wǎng)絡(luò)中有交換機(jī)則可先發(fā)給交換機(jī)，由交換機(jī)根據(jù)可先發(fā)給交換機(jī)，由交換機(jī)根據(jù)MACMAC地址表找出具體的網(wǎng)地址表找出具體的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置，如果沒(méi)有交換機(jī)設(shè)備則根據(jù)其絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置，如果沒(méi)有交換機(jī)設(shè)備則根據(jù)其IPIP地址中的主

9、地址中的主機(jī)機(jī)IDID直接把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給用戶(hù)直接把數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給用戶(hù)C3C3，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)，一個(gè)完整的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程也完成了。發(fā)過(guò)程也完成了。對(duì)于更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，路由器的對(duì)于更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，路由器的C5C5端口會(huì)將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)給下端口會(huì)將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)路由器的端口，如此逐個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達(dá)目的主機(jī)所一個(gè)路由器的端口，如此逐個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達(dá)目的主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)。在的網(wǎng)絡(luò)。1 1、按處理能力劃分、按處理能力劃分 ： 路由器可分高端路由器和中低端路由器，通常將路由器可分高端路由器和中低端路由器，通常將背板交換能力大于背板交換能力大于40GB40GB的路由器稱(chēng)為高端路由器，背板的路由器稱(chēng)為高端路由器

10、，背板交換能力交換能力40GB40GB以下的路由器稱(chēng)為中低端路由器。以下的路由器稱(chēng)為中低端路由器。 2 2、按結(jié)構(gòu)劃分：、按結(jié)構(gòu)劃分： 路由器可分為模塊化結(jié)構(gòu)與非模塊化結(jié)構(gòu)。通常中高路由器可分為模塊化結(jié)構(gòu)與非模塊化結(jié)構(gòu)。通常中高端路由器為模塊化結(jié)構(gòu)，低端路由器為非模塊化結(jié)構(gòu)端路由器為模塊化結(jié)構(gòu)，低端路由器為非模塊化結(jié)構(gòu)。3 3、按所處網(wǎng)絡(luò)位置劃分：路由器可分為核心路由器與接入、按所處網(wǎng)絡(luò)位置劃分：路由器可分為核心路由器與接入路由器。核心路由器位于網(wǎng)絡(luò)中心，通常是使用高端路由路由器。核心路由器位于網(wǎng)絡(luò)中心，通常是使用高端路由器。要求快速的包交換能力與高速的網(wǎng)絡(luò)接口，通常是模器。要求快速的包交換能力與高速的網(wǎng)絡(luò)接口，通常是模塊化結(jié)構(gòu)。接入路由器位于網(wǎng)絡(luò)邊緣，通常使用中低端路塊化結(jié)構(gòu)。接入路由器位于網(wǎng)絡(luò)邊緣，通常使用中低端路由器，要求相對(duì)低速的端口以及較強(qiáng)的接入控制能力。由器，要求相對(duì)低速的端口以及較強(qiáng)的接入控制能力。4 4、按功能劃分：路由器可分為通用路由器與專(zhuān)用路由器。、按功能劃分：路由器可分為通用路由器與專(zhuān)用路由器。通常所說(shuō)的路由器為通用路由器。專(zhuān)用路由器通常為實(shí)現(xiàn)通常所說(shuō)的路由器為通用路由器。專(zhuān)用路由器通常為實(shí)現(xiàn)某種特定功能對(duì)路由器接口、硬件等作專(zhuān)門(mén)優(yōu)化某種特定功能對(duì)路由器接口、硬件等作專(zhuān)門(mén)優(yōu)化 。5 5、按性能劃分