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：張三箱：zhangsan@mail.maipu課程內(nèi)容路由器的參數(shù)指標4路由器的概念1路由器的基本工作原理2路由器的分類與發(fā)展3在一個十字路口…快閃開，我要遲到了！去九寨溝怎么走??？呵呵，開老爺車出去溜達溜達浪漫之旅開始了～路由器根本概念PC分支機構(gòu)二MP2630MP3600MP2690分支機構(gòu)一公共IP網(wǎng)絡〔Internet)中心機房ServerPCPCPC路由器通過一定的策略決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱為路由選擇〔routing〕網(wǎng)絡上傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)包就是“行人、車輛〞路由器是IP互聯(lián)網(wǎng)絡的樞紐、主要節(jié)點設備、“交通警察〞路由器功能實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡的互聯(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)絡的“郵遞員〞-數(shù)據(jù)包路由〔靜態(tài)路由、動態(tài)路由…〕路由器和網(wǎng)絡協(xié)議體系中繼器、交換機、路由器、網(wǎng)關在OSI分層中所處地位物理層數(shù)據(jù)鏈接層網(wǎng)絡層傳輸層會話層表示層應用層中繼器交換機路由器網(wǎng)關路由器數(shù)據(jù)處理示意圖物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層傳輸層實體A實體B應用層Packets分組Router物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層傳輸層應用層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡層課程內(nèi)容路由器的參數(shù)指標4路由器的概念1路由器的基本工作原理2路由器的分類與發(fā)展3路由路由〔Routing〕是指導IP報文發(fā)送的路徑信息。我想去192.168.1.1請走R2方向R1R2R3R4請走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數(shù)據(jù)〔路由信息〕供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)〔路由選擇〕時使用。路由表中保存著子網(wǎng)的標志信息、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內(nèi)容。192.168.1.0255.255.255.0192.168.3.1要去“192.168.1.0〞這個網(wǎng)段，你找192.168.3.1路由表的準確性我想去192.168.1.1R1R2R3R4192.168.0.1/24192.168.1.1/24我不知道，去找R2吧。我覺得R3知道怎么走……別煩我～R1才是你該去找的!路由的來源鏈路層協(xié)議發(fā)現(xiàn)的直連路由開銷小，配置簡單，無需人工維護。只能發(fā)現(xiàn)本接口所屬網(wǎng)段的路由。手工配置靜態(tài)路由無開銷，配置簡單，需人工維護，適合簡單拓樸結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡。動態(tài)路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)的動態(tài)路由開銷大，配置復雜，無需人工維護，適合復雜拓樸結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡。靜態(tài)路由的特點一切按章程辦～RouterARouterB靜態(tài)路由：是網(wǎng)絡管理員在路由器中設置的固定的路由表，除非人為干預，否那么不會發(fā)生變化，一般用于網(wǎng)絡規(guī)模不大、拓撲結(jié)構(gòu)固定的網(wǎng)絡中。靜態(tài)路由的優(yōu)點：簡單、高效、可靠，優(yōu)先級最高；靜態(tài)路由的缺點：配置繁瑣，而且無法適應網(wǎng)絡環(huán)境的變化，配置繁瑣。動態(tài)路由的特點RouterARouterB兄弟，咱們來交流下吧～好啊，多個朋友多條路～動態(tài)路由：網(wǎng)絡中的路由器之間運行動態(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、拓撲經(jīng)常變動的網(wǎng)絡中。動態(tài)路由的優(yōu)點：配置簡單，并能實時地適應網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的變化。如果發(fā)生了網(wǎng)絡變化，就會引起網(wǎng)絡中所有路由器重新計算路由。動態(tài)路由的缺點：各種動態(tài)路由協(xié)議會不同程度地占用網(wǎng)絡帶寬和CPU資源。路由轉(zhuǎn)發(fā)的根本原理

匹配主機路由IPpacket

不可達，丟棄

匹配網(wǎng)段路由

匹配缺省網(wǎng)關最長掩碼匹配規(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，你去找這個人吧抱歉，我不知道路由器簡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－－可選生存時間TTL處理轉(zhuǎn)發(fā)驗證〔ACL〕－－可選IP包本地提交與轉(zhuǎn)發(fā)尋徑IP包頭完整性驗證及選項處理接收幀，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

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

按功能是否模塊化分類可分為模塊化結(jié)構(gòu)的路由器和固定配置路由器。路由器分類按適用的網(wǎng)絡環(huán)境分類：按適用的網(wǎng)絡環(huán)境可分為電信級路由器、企業(yè)級路由器和家用路由器。高性能，高可靠性多業(yè)務支持，高擴展性寬帶環(huán)境專用，經(jīng)濟性路由器分類按所處網(wǎng)絡級別分類在各種級別的網(wǎng)絡環(huán)境中每臺路由器都擔負著特定的職責功能，按這些功能可將路由器分為骨干層〔核心級〕路由器，分發(fā)層〔會聚級〕路由器和訪問層〔接入級〕路由器。核心路由器會聚路由器接入路由器路由器的開展第一代單總線單CPU結(jié)構(gòu)路由器：

最初的路由器采用了傳統(tǒng)計算機體系結(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網(wǎng)絡物理接口。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CPU代替了原來僅一個CPU結(jié)構(gòu)，因而較大地降低了CPU的負荷，提高了處理速度。兩個CPU為非對稱主從式關系結(jié)構(gòu)，其中一個CPU負責通信鏈路層的協(xié)議處理，另一個CPU那么作為主CPU負責網(wǎng)絡層以上的處理，主要包括轉(zhuǎn)發(fā)決定、路由算法和配置控制等計算工作。第三代單總線對稱式多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，開始采用了簡單的并行處理技術(shù)，即做到在每個接口處都有一個獨立CPU，專門單獨負責接收和發(fā)送本接口數(shù)據(jù)包，管理接收發(fā)送隊列、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時功能。路由器的開展第四代多總線多CPU結(jié)構(gòu)路由器：

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

在共享存儲器結(jié)構(gòu)路由器中，使用了大量的高速RAM作為共享式存儲器來存儲輸入數(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器的帶寬決定。為了提高帶寬，必須增大存儲器的帶寬，并采用較多存儲模塊。第六代交叉開關體系結(jié)構(gòu)路由器：在交叉開關體系結(jié)構(gòu)路由器中，采用交叉開關結(jié)構(gòu)替代共享總線，數(shù)據(jù)直接從輸入端經(jīng)過交叉開關流向輸出端。允許多個數(shù)據(jù)包同時通過不同的線路進行傳送，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

路由器的分類與發(fā)展3硬件指標路由器類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)的路由器一般可擴展性較好，可以支持多種端口類型，各種端口的數(shù)量一般可選。價格通常比較昂貴。固定配置路由器可擴展性較差，只用于固定類型和數(shù)量的端口，一般價格比較廉價。路由器配置接口種類：列舉路由器能支持的接口種類，表達路由器的通用性。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)的開展，路由器中許多工作都可以由硬件實現(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。通常來說路由器內(nèi)存越大越好。端口密度：表達路由器制作的集成度。由于路由器體積不同，該指標應當折合成機架內(nèi)每英寸端口數(shù)。通?？梢允褂寐酚善鲗γ糠N端口支持的最大數(shù)量來替代。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)關協(xié)議(BGP4)、增強型內(nèi)部網(wǎng)關路由協(xié)議〔EIGRP〕、類EIGRP〔IRMP〕等其他協(xié)議支持802.3、802.1Q的支持；〔以太網(wǎng)應用〕對IPv6的支持；〔今后IP網(wǎng)絡開展方向〕對IP以外協(xié)議的支持；〔IPX、DECNet、AppleTalk等協(xié)議，國內(nèi)應用較少〕PPPOE支持；〔以太網(wǎng)計費、認證應用〕MPLS應用；〔多協(xié)議標簽交換，電信運營商建設MPLSVPN網(wǎng)〕VPN支持；〔L2TP、GRE、IPSec等。〕加密方式；〔硬件還是軟件〕組播支持〔視頻點播應用〕－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)議無關組播協(xié)議(PIM)；性能指標設備吞吐量指設備整機包轉(zhuǎn)發(fā)能力，是設備性能重要指標。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。通常采用兩個相同速率接口測試。路由表能力路由表能力是指路由表內(nèi)所容納路由表項數(shù)量的極限。由于Internet上的路由器通常擁有數(shù)十萬條路由表項，所以該工程也是路由器能力的重要表達。背板能力是路由器的