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路由器工作原理和技术要点


划分标准和型号仅供参考
按结构分类

模块化路由器(下图)
通常为中高端路由器
非模块化路由器(右图)
通常为(骨干级)路由器
位于网络中心,要求高速可靠(热备份/双电源/双数据通
路等),用于实现企业级网络的互联。

分发层(企业级)路由器
中大型企业和因特网服务供应商(ISP)或分级系统中的

Identifying Static and Dynamic Routes 路由器中一张存储了网络拓扑信息内容的表,它包含一组
条目,指定可以到达其他网络的路由器端口的IP地址。

Static Route
Uses a route that a
Dynamic
Route
Uses a route that a
network administrator enters into the router manually
静态路由表: 网络管理员人工设置和更新维护
network routing protocol adjusts automatically for topology or traffic changes
路由器工作图
在此通信过程中,数据包 的协议地址始终不变,而 物理地址在不同子网中有 不同的值。
路由器常用计量标准(Metric)


跳数(hop)——数据包到达目的地所必须经过的路由器数 目 带宽(bandwidth)——链路传输数据流容量的能力 延时(delay)——从源节点发送一个数据包到目的节点所 需时间 负载(load)——网络资源(如路由器、链路等)的繁忙程 度 可靠性(reliability)——指每一链路的可靠性(通常用误码 率来描述) 滴答数(tick)——在数据链路上用IBM PC时钟表示的延时 (1 tick=1/18s,约55ms) 开销(cost)——基于带宽、费用或其他因素的任意值,通 常由网络管理员指定
转发时有一定间断和延时(中低端路由器)
4.3 主要路由协议

路由器工作方式 所谓“互连网络”,就是由若干路由器连接起来的 一组网络。路由器的主要作用是将所接收到的信息 包按其附加的地址信息传送给另一个网络。一个路 由器通常连接几个网络,如果通往目标网络有几条 传输路径可行,路由器将根据预先设定的所谓“计 量标准”(metric)选择最佳路径。 路由选择——选择最佳路径 最佳判断——计量标准
动态路由表: 由路由选择协议自动生成和更新维护
静态路由和动态路由
静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路 由中,静态路由优先级最高。当动态路由与静态路 由发生冲突时,以静态路由为准。 动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。 各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和 CPU资源。 静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围,因 此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当 一个数据报在路由器中进行寻径时,路由器首先查 找静态路由,如果查到则根据相应的静态路由转发 分组;否则再查找动态路由。
CISCO 3800 SERIES INTEGRATED SERVICES ROUTERS
莆田学院现代教育技术中心 2005 年3月
4.1 路由器的概念
工作在OSI参考模型第三层(网络层)的数据包
转发设备 具有判断网络地址和选择路径的功能 根据收到的数据包中的网络层地址和路由器 内部维护的路由表决定输出端口和下一跳地 址 通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑, 并通过与网络上其他路由器交换路由和链路 信息来维护路由表
路 由 器 程的 工 作 流
路由器的功能

异种网络的互联
可用完全不同的数据分组和介质访问方法互联各种子
网。只接收源站或其他路由器的信息,而不关心各子 网所用的硬件设备(但要求运行与网络层协议相一致 的软件)。
网络地址判断、最佳路由选择和数据处理(加密/优 先级/过滤等) 支持复杂的网络拓扑结构 网络互联和路由选择(中间节点路由器) 分隔子网和隔离广播(边界路由器)

莆田学院现代教育技术中心 2005 年3月
按性能档次分类

高端路由器
背板交换能力大于40Gbps CISCO12000/7500/7200系列

中端路由器
背板交换能力大于25~40Gbps CISCO4000/3600系列

低端路由器
背板交换能力小于25Gbps CISCO3600系列以下
路由器工作原理和技术
本章主要内容
路由器的概念 4.2 路由器的分类 4.3 主要路由协议 4.4 路由器的连接 4.5 路由器的配置 4.6 路由器主要技术
4.1
形形色色的路由器
Cisco 837 ADSL Broadband Router
Cisco 12000 Series Routers
路由与桥接:性能特点
两者均为网络互联,但
桥接 功能发生在数据链路层,转发的依据是帧
中的信息(MAC地址)。硬件处理,转发速度较 快,无广播抑制功能,价格较低,适合于局域网、 企业网等内部子网间互联。 路由 功能发生在网络层,转发的依据是数据报 中的信息(IP地址)。软件处理,转发速度较慢, 可完全抑制广播,价格较高,适用于大网络和复 杂网络拓扑结构,主要用在外网与内网的隔离处 或在广域网中作中间转发结点。
路由选择协议
路由协议(routed protocol) 含有使数据包路由用的寻址和控制信息(故又称为 “路由协议”)。它们根据路由选择协议实现互连 网络之间的路由。常用路由协议有:IP协议, AppleTalk,DECnet和Novell NetWare等。 路由选择协议(routing protocol) 执行某个路由算法实现路由功能。路由算法用于初 始化和定期更新“路由表” (routing table)中的 信息,并进行实际的路径选择。
中级系统

访问层(接入级)路由器
位于网络边缘,应用最广泛,主要用于中小企业和大型
企业分支机构中。目前最常用的接入路由器是宽带路由 器。
按功能分类
通用路由器
专用路由器
为实现某种特定功能对路由器接口、硬件等做专
门优化(如拨号、VPN)
线速路由器
以线路速率高速转发数据(高端路由器)
非线速由器
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