路由器_路由器 交换机 - CSDN
路由器 订阅
路由器是连接两个或多个网络的硬件设备,在网络间起网关的作用,是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。它能够理解不同的协议,例如某个局域网使用的以太网协议,因特网使用的TCP/IP协议。这样,路由器可以分析各种不同类型网络传来的数据包的目的地址,把非TCP/IP网络的地址转换成TCP/IP地址,或者反之;再根据选定的路由算法把各数据包按最佳路线传送到指定位置。所以路由器可以把非TCP/ IP网络连接到因特网上。 展开全文
路由器是连接两个或多个网络的硬件设备,在网络间起网关的作用,是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。它能够理解不同的协议,例如某个局域网使用的以太网协议,因特网使用的TCP/IP协议。这样,路由器可以分析各种不同类型网络传来的数据包的目的地址,把非TCP/IP网络的地址转换成TCP/IP地址,或者反之;再根据选定的路由算法把各数据包按最佳路线传送到指定位置。所以路由器可以把非TCP/ IP网络连接到因特网上。
信息
协    议
RIP路由协议、OSPF路由协议等
路由选择
静态路由和动态路由
别    名
网关设备
中文名
路由器
功    能
寻址
外文名
Router
路由器简介
路由器又可以称之为网关设备。路由器就是在OSI/RM中完成的网络层中继以及第三层中继任务,对不同的网络之间的数据包进行存储、分组转发处理,其主要就是在不同的逻辑分开网络。而数据在一个子网中传输到另一个子网中,可以通过路由器的路由功能进行处理。在网络通信中,路由器具有判断网络地址以及选择IP路径的作用,可以在多个网络环境中,构建灵活的链接系统,通过不同的数据分组以及介质访问方式对各个子网进行链接。路由器在操作中仅接受源站或者其他相关路由器传递的信息,是一种基于网络层的互联设备。 [1]  路由器通常位于网络层,因而路由技术也是与网络层相关的一门技术, 路由器与早期的网桥相比有很多的变化和不同。 通常而言,网桥的局限性比较大,它只能够连通数据链路层相同或者类似的网络,不能够连接数据链路层之间有着较大差异的网络。但是路由器却不同,它打破了这个局限,能够连接任意的两种不同的网络,但是这两种不同的网络之间要遵守一个原则,就是使用相同的网络层协议,这样才能够被路由器连接。 路由技术简单来说就是对网络上众多的信息进行转发与交换的一门技术,具体来说,就是通过互联网络将信息从源地址传送到目的地址。路由技术这几年来也取得了不错的发展和进步,特别是第五代路由器的出现,满足了人们对数据、语音和图像的综合应用,逐渐被大多数家庭网络所选择并且广泛被使用。 除此之外,这几年来,我国的路由技术越来越成熟,同时也结合了当代的智能化技术,使得人们在使用路由技术的过程中能够体会到快捷、快速的效果,从而推动和促进互联网和网络技术的发展。 [2]  路由器是互联网的主要结点设备。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择(routing),这也是路由器名称的由来。作为不同网络之间互相连接的枢纽,路由器系统构成了基于TCP/IP的国际互联网络Internet 的主体脉络,也可以说,路由器构成了Internet的骨架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一,它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此,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。在当前我国网络基础建设和信息建设方兴未艾之际,探讨路由器在互连网络中的作用、地位及其发展方向,对于国内的网络技术研究、网络建设,以及明确网络市场上对于路由器和网络互连的各种似是而非的概念,都有重要的意义。
收起全文
精华内容
参与话题
  • 路由器基础知识详解

    万次阅读 多人点赞 2016-04-30 10:40:19
    第一章 网络互联  网络的根本目的非常简单:方便人们交换所获得的信息。但是网络的应用需求非常复杂:有的用户希望高带宽,但并不要求很长的传输距离;有的用户要求很长的距离,但对带宽要求很低;...

    第一章  网络互联  

            网络的根本目的非常简单:方便人们交换所获得的信息。但是网络的应用需求非常复杂:有的用户希望高带宽,但并不要求很长的传输距离;有的用户要求很长的距离,但对带宽要求很低;有的对网络的可靠性要求较高,而另外一些则要求较低,等等。这些都导致了网络的多样化,现在比较常见的局域网有以太网、令牌环和FDDI,广域网有DDN、X.25、帧中继、ATM等,这些网络分别从不同方面满足用户需求。这些网络的物理介质和协议都不相同,彼此之间不能直接相互通信。将它们相互连接,使不同网络上的用户之间可以交换信息的技术就称为网络互联技术。  实现网络互联的技术有两种:协议转换和隧道技术。 TCP/IP 和Novell的IPX是两种常见的协议转换技术。 Novell的IPX曾经红火一时,但现在网络互联中占统治地位的是TCP/IP,风靡世界的nternet就是利用TCP/IP作为互联协议的实例。 路由器就是一种利用协议转换技术将异种网进行互联的设备。而现在非常时髦的VPN(Virtual Private Network,虚拟私有网)则是隧道技术的代表。


     
    第二章  路由器的基本结构和工作原理  

           路由器实质上是一种将网络进行互联的专用计算机,路由器在TCP/IP中又称为IP网关。本章拟以TCP/IP技术为例介绍路由器。大家都知道OSI的七层模型,如图




                                                                                       TCP/IP层次模型


            路由器的软件结构就是以TCP/IP协议栈为核心的,下图是一个简单的路由器软件结构。

     

                                                  路由器软件结构


           路由器的协议转换发生在IP层。如下图所示,路由器试图互联局域网和Internet。 局域网是以太网,运行IEEE802.2 和IEEE802.3。路由器和接入服务器之间为专线,而链路层协议为PPP(Point to Point Protocol,点对点协议)。以太网上的主机以及Internet上的接入服务器的网络层协议都是IP。主机将IP包封装在以太网帧中发向路由器;路由器的以太网口收到主机发来的以太网帧后处理帧头并上交路由器的IP层;IP查看报文头后将IP包交给广域网口的PPP;PPP将IP包封装在PPP帧中并通过专线发往接入服务器。上述互联原理具有普遍性:某种网络设备要在第n层上互联异种网N1和N2,那么N1和N2在第n层及以上的协议(若有)必须相同。这实际上也是N1和N2能够互联的充要条件。  

         问题是主机如何知道把要去Internet的报文交给正确的路由器(假设以太网上有多台主/路由器),而路由器又是如何知道将主机报文发给哪个接入服务器(假设路由器有多个广域网口,且每个广域网口都和一个接入服务器相连)的呢?答案是依靠寻址和路由机制。


                                                                                               路由器的工作原理


             IP地址被用来标识一台工作在IP层的网络设备。在相互联结的网络中IP地址应该是唯一的,即一个IP地址不能同时被多个网络设备使用。但是TCP/IP允许一台网络设备占用多个IP地址,这种设备称为“多穴主机”。路由器就是一种多穴主机,它的每个端口都有一个IP地址,甚至于一个端口可以有多个IP地址。IP地址长度为四个字节。如下图所示,TCP/IP将IP地址划为A、B、C三个基本类(实际上还有D类和E类,这两类很少用到):



          如图所示IP地址分为网络部分和主机部分,分别相当于电话号码中的局号和用户线路号。 我们平时使用点分十进制的形式来表示IP地址,如我的IP地址是129.102.1.56,129.102是指北研所局域网,是个B类网,而1.56则是我的主机号。RFC不推荐把零作为IP地址的某个字节,如129.102.1.0。  

          TCP/IP还允许使用掩码来将IP地址非标准地(意指与三种基本类不同)划分为网络部分和主机部分。如果用二进制表示掩码,则IP地址中与掩码中的“1”相对应的比特属于网络部分,与“0”相对应的部分属于主机部分。掩码的习惯表示法也是点分十进制。若使用基本划分方法,则A类网的掩码是255.0.0.0,B类网的掩码是255.255.0.0,C类网的掩码是255.255.255.0。仍然以129.102.1.56(10000001.1100110. 00000001.00111000)为例,如果不使用掩码(实际是使用基本掩码255.255.0.0),则其网络部分为129.102,主机部分是1.56。如果使用掩码255.252.0.0(11111111.11111100.00000000.00000000),则其网络部分为129.100,主机部分为2.1.56。掩码中的“1”可以不是连续的,但是既没有必要又费劲,RFC也不推荐使用。  

         IP地址属于高层地址,物理层只能依靠物理地址进行通信。数据发送者怎样通过接收者的IP地址找到所对应的物理地址呢?如果发送者与接收者在同一个物理网上,则可以通过地址解析协议(ARP——Address Resolution Protocol)或手动配置来确定接收者的物理地址。  

         ARP用于共享式网络,如以太网。其工作方法如下:IP把要发送的报文交给以太网链路层,同时要告诉链路将报文转发给哪个IP地址(记做A);链路用以太网广播帧的形式向本网询问谁是A;A收到ARP请求后回答自己的物理地址(记作P);发送者收到ARP响应后将IP报文发给P。设备可以使用缓存,只有在缓存中查不到的才做ARP请求,收到回答后将学习到的物理插入缓存。这样可以提高ARP的效率。为适应网络的变化缓存要有时限,超时后缓存失效。  

         手动配置方法主要用于不能运行ARP的非共享式网络。例如2501上需要配置Dialer map将IP地址与电话号码相对应。其中的电话号码就相当于电话网中的物理地址。其他,如X.25网、帧中继网等都需要手动将IP地址与物理地址相匹配。  

         如果发送者与接收者不在一个物理网上,则需要路由。 

         一条路由主要包括目的地址和下一跳两部分。目的(记做D)可以是一台主机,也可以某个网络,还可以是某个网络的一个子集。下一跳(记做N)是直译,英文称为“next-hop”,理解成“下一个驿站”可能更形象。正个路由信息所表示的意思就是要到达D,先要去N。比如“经北京去往美国”就是一条路由。路由的目的是一个复合成员,由一个IP地址和一个掩码组成。目的掩码为全“1”(255.255.255.255)的路由俗称主机路由,它的目的地是一台主机。如果目的掩码不是全“1”,则该路由是要去往某个网段(子网)。根据下一跳的性质可以将路由分为直接路由和间接路由两类。如果到达目的需要经过路由器转发,即下一跳是一台路由器,则该路由称为间接路由,否则称为直接路由。理解直接路由器有点困难,举个例子:路由器的以太网口接在局域网上,路由器启动后会有一条目的地为该以太网的路由,这条路由是路由器自动产生的,不需要手动配置或运行路由协议来获取。这条路由就是直接路由。一个更形象的例子就是:我们在北京,要去美国,而北京有直飞美国的飞机,不需要中转。下图是直接路由和间接路由的对比。 


                                                   直接路由和间接路由 
      
            路由器获得路由的方式主要有手工配置(静态路由)和路由协议(动态路由)两种。静态路由主要用于规模较小、相对稳定的网络。如果网络规模较大或经常变动,如经常增减网络、主机等,就需要路由协议。常见的路由协议有RIP(Route Information Protocol)、IGRP(Internal Gateway Route Protocl)、EIGRP(Enhanced IGRP)、OSPF(Open Shortest Path First)。前三种都使用VD算法,OSPF使用LS算法。IGRP、和EIGRP都是cisco的标准。


    第三章  路由器的基本配置方法 

            所有路由器的《用户手册》都会对路由器的配置方法做详细的介绍,本文仅介绍一下路由器的一般配置框架。


     
    IP地址:路由器上每个要使用的端口都要配置IP地址 

    线路:专线方式需要配置线路的波特率;拨号方式的配置较复杂,如果是模拟拨号除需要配置物理属性(如异步、modem、波特率等)外还要配置IP地址与电话号码之间的对应关系。  

    路由:配置好IP地址和线路属性后就可以配置路由了。若配置动态路由,只要将动态路由协议打开即可。若需要配置静态路由,则建议首先画出组网草图,标出各网络的地址及所有相关路由器的各端口的地址,然后对照草图逐个设备配置路由。  

    Quidway路由器提供的命令行配制接口将配置状态分四级。第一级称为用户态,仅提供一些简单的命令。使用enable命令可以从普通用户态提升为特权态。特权态提供一些非配置命令,如打开调试开关等。要配置路由首先要使用configure命令进入全局配置态。全局配置态下可以对路由器的全局参数进行配置,如配置路由等。只有在端口配置态下才能配置IP地址等端口所特有的属性。  记住这四种状态的名称和意义不仅可以帮助大家更好地理解路由器的配置命令,还可以在寻求项目组的支持时与开发人员建立共同语言。


    四、一些常见的计算机网络概念

          地址代理的另一个名称为地址转换(NAT),它试图通过建立IP地址与传输层端口的映射。

                                                                     地址代理的工作原理 
      
          如图所示,本地的PC机Local PC(IP地址为129.102.1.56)要访问远端的WWW 服务器Foreign server(IP地址为9.9.9.9)时发出报文(9.9.9.9,80;129.102.1.56,5000),报文中的成员从左到右依次为:目的地址、目的端口号、源地址、源端口。该报文经过路由器的地址转换后变为(9.9.9.9,80;202.38.161.1,10000),地址代理将源地址替换成了路由器的广域网口地址。为了保持一一对应,地址代理还修改了源端口号。当路由器收到Foreign Server的回文(202.38.161.1,10000;9.9.9.9,80)时,地址代理做相反的替换后得到报文(129.102.1.56,5000;9.9.9.9,80),这个报文可以被IP正确地发往Local PC。为完成这些工作地址代理显然需要维护一张IP地址与端口号之间的对应表格。  

         如果外部的Foreign PC(IP地址为8.8.8.8)要主动访问本地的WWW服务器(IP地址为129.102.1.5),那么它所发送的报文的目的地址显然不能直接填129.102.1.5,而应该填202.38.161.1,只有这样报文才能到达路由器。那么路由器怎么知道将该报文转交给谁处理呢(路由器并不能提供WWW服务)?回答是依靠配置。再图5-1所示的例子中路由器应该配置129.102.1.5为本地的WWW服务器。  

         验证是PPP的功能之一。PPP提供CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol)和PAP(Password Authentication Protocol)两种验证方法。PAP使用明文(不加密)传递密码,为单向验证且仅在协商开始时验证一次;CHAP使用密文传递密码,为相互验证且在传输过程中随时验证。  

         防火墙也是网络安全措施之一。防火可以分为包过滤和应用网关两种。包过滤就是检查报文的源地址、目的地址、源端口及目的端口,将某些报文过滤掉。包过滤防火墙可以实现诸如“禁止IP地址为129.102.1.56的本地微机被访问”之类的简单功能。应用层的防火墙则要强大得多,它可以对报文的内容进行限制。

        VPN的主要目的是用较少的资金获取私有网的服务。VPN使用Internet上的隧道技术,PPP包封装在UDP包中通过Internet传送到远端。一个公司的分支要访问远端的中心,他可以选择DDN或是电话网作为连接方式。这两种方式都非常方便,因为它们都相当于用户组建了自己的私有网络。但是这两种方法都非常昂贵。图5-2提供了一种既方便又经济的方法。位于分支机构的ISP为用户提供VPN服务,它在Internet中建立一条TCP/IP的隧道,将其接入服务器和中心的路由器(或服务器)连接起来。ISP收到分支发来的数据(PPP报文)后不进行解析,而是将PPP报文通过隧道发往中心的路由器。Internet实际上提供了一条从分支到中心的虚拟私有线路,而用户所交纳的费用是两端的本地通信费用和Internet访问费用,这要比长途电话费用或DDN费用低。




    展开全文
  • 路由器工作原理

    万次阅读 多人点赞 2019-03-13 16:36:42
    定义 路由器(router)是互联网的枢纽,是连接英特网中各局域网、广域网的设备,它会根据信道的情况自动选择和设定路由,以最佳路径...转发:路由器数据层面的工作,将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端...

    定义

    路由器(router)是互联网的枢纽,是连接英特网中各局域网、广域网的设备,它会根据信道的情况自动选择和设定路由,以最佳路径,按前后顺序发送数据。
    作用在OSI模型的第三层,提供了路由转发两种重要机制

    在这里插入图片描述
    路由:路由器控制层面的工作,决定数据包从来源端到目的端所经过的路由路径(host到host至今的最佳传输路径)
    在这里插入图片描述

    转发:路由器数据层面的工作,将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端(在路由器内部进行)
    在这里插入图片描述

    路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机,其任务是转发分组。
    也就是说,将路由器某个输入端口收到的分组,按照分组要去的目的地,把该分组从路由器的某个合适的输出端口转发给下一跳的路由器。
    下一跳的路由器也按照这种方法处理分组,直到该分组到达终点为止。


    路由器的功能

    • 路由:收集网络拓扑信息并动态形成路由表
    • 转发:根据转发表(FIB)转发IP数据包
    • 子网间速率适配
    • 隔离子网
    • 隔离广播域
    • 指定访问规则
    • 不同类型的网络互联:路由器经常会收到以某种类型的数据链路帧封装的数据包,当转发这种数据包时,路由器可能需要将其封装为另一种类型的数据链路帧。数据链路封装取决于路由器接口的类型及其连接的介质类型。

    基本工作过程

    在这里插入图片描述
    路由器工作在OSI模型三层(网络层)
    收到数据包后根据OSI模型层层将数据包拆开,到网络层后根据IP进行路由转发
    根据接口协议层层封装,实现异种网络的互联

    在这里插入图片描述


    路由器的结构

    在这里插入图片描述
    路由器内部整体分为两部分:路由选择部分、分组转发部分
    路由选择部分:软件、控制层面、核心是路由选择处理机
    分组转发部分:硬件、数据层面、核心是处理芯片和交换结构


    报文处理路径

    在这里插入图片描述
    控制路径: 处理目的地址是本路由器的高层协议报文,特别是各种路由协议报
    文。虽然控制路径不是路由器的关键路径,但是它负责完成路由信息的交互,从
    而保证了数据路径上的报文沿着最优的路径转发

    数据路径: 处理目的地址不是本路由器而需要转发的报文,因此数据路径是整个
    路由器的关键路路径,它直接影响路由器的整体性能


    路由表和转发表

    每个路由器中都有一个路由表和FIB(Forward Information Base)表:路由表用来决策路由,FIB用来转发分组。

    路由表:这里个表都用来保存路由信息,路由表通常由路由协议和路由管理模块维护,包括更多的信息(IP地址/IP子网、下一跳、路由度量、超时间等);
    路由表中路由有三类:
    (1)链路层协议发现的路由(即是直连路由)
    (2)静态路由
    (3)动态路由协议发现的路由。

    转发表(FIB):是基于路由生成的,路由器实际转发时使用转发表(只包括IP地址/IP子网和下一跳/出接口);
    转发表中每条转发项都指明分组到某个网段或者某个主机应该通过路由器的那个物理接口发送,然后就可以到达该路径的下一个路由器,或者不再经过别的路由器而传送到直接相连的网络中的目的主机。
    高性能路由器转发表通常都用硬件来实现,有利于高速查找。

    CAM、TCAM是一种特殊的存储器,无论表大小如何,都会在一个时钟周期内检索出地址

    CAM:执行二元运算

    • 基于0或1匹配;所有比特都必须匹配
    • “命中”将返回结果(出接口)
    • 用于MAC地址查询
      在这里插入图片描述

    TCAM:执行三元运算

    • 基于0、1或X(不关心)匹配
    • 最长匹配返回“命中”
    • 适用于并非所有值都需要精确匹配的查询(ACL或IP路由表)
      在这里插入图片描述

    分组转发部分

    输入端口

    在这里插入图片描述

    交换结构

    交换结构是一台路由器的核心组件,它的作用就是根据转发表对分组进行处理,将某个输入端口进入的分组从一个合适的输出端口转发出去

    输出端口

    在这里插入图片描述


    路由器演化史

    第一代路由器

    集中转发,固定接口
    在这里插入图片描述

    • X86架构,转发速率小于0.5Gb/s,接口种类少
    • 由一个中央处理器和若干网卡通过共享总线互联而成
    • 主要功能是软件实现的
    • 结构简单,容易实现,性能低
    • 性能低的原因:
    1. CPU既运行路由协议,也负责数据包的处理和转发,存在严重的处理瓶颈
    2. 主要的数据处理涉及到存储器,对其的访问速度会影响系统性能
    3. 数据移动必须两次通过总线,耗时,有时甚至超出数据包头的处理时间

    第二代路由器

    集中转发,模块化接口
    在这里插入图片描述

    • 数据在第一次到达时生成转发表,然后将转发表从CPU下发到接口线卡缓存,一次转发多次路由
    • 路由状况不断变化的环境中,IP路由表的改变会使得转发表无效,线卡缓存需要不断从CPU中同步转发表,性能优势会受到很大限制

    第三代路由器

    分布式软件转发
    在这里插入图片描述

    • 转发速录小于5Gb/s,处理能力强,接口种类多,配置灵活
    • 提高了线卡的处理能力,将CPU从路由转发中解放出来
    • 从板拥有自己的CPU,内存和若干网卡的独立子系统,在本地线卡进行存储和转发判断
    • 主板基本不参与路由转发操作,主要负责整个系统的管理操作和路由计算等任务,把转发表发布到各个从板上
    • 主板和从板的分布式结构大大提高了系统的整体性能

    缺点:

    • 共享总线的容量直接限制了路由器的吞吐率,成为系统无法避免的瓶颈

    第四代路由器

    基于ASIC与交换矩阵
    在这里插入图片描述

    • 转发速率小于50Gb/s,IP处理能力由质的突破,端口较丰富,端口r容量大
    • 交换结构的引入解决了总线的瓶颈,显示无阻塞交换
    • 对QOS,MPLS VPN,IPV6,组播支持能力弱
    • 引入交换结构代替原来的共享总线,提供了比共享总线高得多的带宽
    • 线卡上不采用通用CPU,而是采用ASIC实现的专用转发引擎或者是针对网络处理进行了优化的网络处理器

    NP (network processor)芯片

    可编程,同时对多业务硬件处理进行加速
    网络芯片(NP)技术的出现是为了了适应下一代高速网络特点的需要,提供网络服务质量(QoS)控制,不断适应新的网络应用,发展新的网络管理模式以及快速响应市场对新的网络功能的需求而推出的一项新的芯片技术。它同时具有通用芯片和专用集成电路
    ASIC两方面的优点,既具有ASICs线速转发报文的高速度特性同时又具有通用芯片的可编程性。
    在这里插入图片描述


    第五代路由器

    在这里插入图片描述

    • NP与ASIC之比较 性能更高:内部集成数十个CPU及硬件协处理器、硬件加速器,在实现 复杂的拥塞管理、队列调度等QOS功能前提下,仍能保持线速转发, 实现“硬转发”;
    • 扩展更灵活:预留的用户接口可编程,扩展灵活;
    • 业务支持能力强:对新的增值业务(MPLS、QOS、组播等等)迅速支持;
    • 管理灵活,开发方便,大大缩短二次开发周期;
    • 预留IPv6接口,可通过软件平滑升级;
    • 可靠性高:芯片转产前通过严格的疲劳性测试,适合开发电信级设备。

    第六代路由器

    在这里插入图片描述
    三级交换结构、严格意义上的无阻塞结构 第二级通常是单独的中央交换框 F1、F2、F3之间采用光纤互连(光背板) 随着分组搜索系统的日趋复杂,设计师需要采用各种各样的解决方案以满足千差万别的搜索要求。
    策略略查表法(例如存取控制表(ACL)和服务质量量(QoS))需要高性能以及超群的搜索灵活性和易用性——而所有这些都需
    要采用TCAM。
    另一方面,转发查表(包括虚拟路由器转发(VRF)和虚拟专用网(VPN))也可以使用TCAM技术进行加速。随着网络速度的剧增,传统的解决方案已
    经无法满足速度要求,这时就需要一个专门的硬件来解决这个矛盾,该硬件通常称为NSE(网络搜索引擎),TCAM其实就是一种基于CAM技术的NSE
    多级交换结构是由多个交换单元互联起来的,每个交换单元具有一整套输入输出,与普通交换机类似,提供输入输出的连接。通过互联多个小的交换单元,就可以制造一个大型的、可扩展的交换结构。多级结构之间的不同取决于交换单元之间是如何互联的。
    典型的结构包括Benes网、Butterfly网、Clos网等形式。 Benes网使用方形交换单元(即:输入输出端口数相同)进行多级互联。
    一般来说,3级N部Benes网的每一级均可以用N个输入/输出端口和N个交换单元来构造。这个格形结构在每个输入端和每个输出端之间形成N个可能的通路。Benes输出可以扩展至任意奇数级。 虽然对于小型系统单级结构的设计相对简单,成本也相对低,但是它不能满足下一代Internet扩展的需要。
    多级结构在操作上较复杂,但是可以扩展到成百上千个端口,这对于下一代
    Internet核心路路由系统是绝对必要的。
    在多级拓拓扑结构中,Benes结构是最佳选择,因为它的系统复杂程度最低,性能好且满足可扩展的要求。


    集群路由器

    在这里插入图片描述
    集群路由器,路由器矩阵、多机框互联、可扩展路由器 就是将多台路由器互联起来,形成一套逻辑上一体的路由器系统或由多个可独立运行的路由节点,通过某种互连结构连接而成性能和功能可扩展的单映像路由器

    可扩展性主要体现在以下3个方面:
    1. 交换实体的分布性带来的规模可扩展性;
    2. 路由实体的分布性带来的路由计算可扩展性;
    3. 路由器操作系统的分布性带来的功能可扩展性;
    集群技术的产生,主要有两个直接的原因:
    1. 单机容量逐步发展到极限;
    2. 超级节点的产生使得网络结构越趋复杂,运维管理难度加大 集群路由器体系结构是解决高性能路由器所面临问题的一个有效途径,它由若干个路由器节点构成,包含了多个路由实体和交换实体 它的交换结构由多个交换结构聚合而成,具有分布式的特点,能够满足性能、规模和可扩展性的要求
    3. 它还包含了多个具有路由计算能力的控制节点,有利于路由协议和控制协议等任务的分布式实现 集群路由器体系结构被认为是符合互联网发展需要的下一代高性能路由器体系结构
    展开全文
  • 路由器简介以及基本的配置

    千次阅读 2018-11-07 23:46:18
    路由器简介以及基本的配置   1、路由器简介 路由器:是一台特殊的计算机,有自己的CPU,MEMORY,IOS等。(CPU可能多个,每个模块有一个,无DISK。靠内存存储)。无输入,输出设备,通过外接键盘,显示器进行...

    路由器简介以及基本的配置

     

    1、路由器简介

    • 路由器:是一台特殊的计算机,有自己的CPU,MEMORY,IOS等。(CPU可能多个,每个模块有一个,无DISK。靠内存存储)。无输入,输出设备,通过外接键盘,显示器进行配置。

    • 路由器的用途:

    • (1)连接异构网络(广域网接入)

    • (2)网络间路径选择(路由)

    • (3)屏蔽广播,给网络分段(划分子网)
      2、路由器的组成

    • CPU:执行程序,负责路由器的运转。

    • RAM:保存当前配置,如路由表、BUFFER 等,当关闭或重启时,RAM中的信息将丢失。

    • NVRAM:非易失性RAM,存储路由器的备份配置文件,当关机或重启时,里面的内容将被保存。

    • FLASH MEMORY:可擦除,可编程的ROM,保存操作系统的映像和微码。它可使我们更新软件而不需替换处理器上的芯片。当关机或重启时,其中的内容会被保存下来。

    • ROM:保存开机诊断程序,引导程序,操作系统软件。

    • INTERFACE:对外通讯。
      3、路由器的接口

    • 串口:用于连接广域网,可连接DDN,FR,PSTN等。

    • ISDN口:连接ISDN网络。

    • AUX口:用于远程配置。

    • CONSOLE:连接计算机或终端,配置路由器。

    • ETHERNET口:连接以外网(局域网)。

    • 不同路由器端口不尽相同。
      路由器的接口(固定接口)固定接口
      路由器的接口(模块化接口)
      模块化接口
      5、路由器接口的表示

    • (1)路固定接口

    • “接口名称+接口编号”

    • 例如:Serial 0、Ethernet 0

    • (2)模块化接口

    • “接口名称+接口所在的扩展槽号码/接口号码”

    • 例如:Serial 0/0、Ethernet 0/1,F0/0
      6、路由器的基本配置

    • 1、路由器的初始化

    • (1)检查电源、线缆和接口

    • (2)打开电源

    • (3)观察引导过程,查看IOS输出的引导信息

    • 2、路由器的启动

    • 路由器的启动

    • 3、加载路由器配置
      加载初始配置

    • 4、登录到路由器
      登录到路由器配置

    • 5、查看路由器的状态

    • Show version

    • Show running-config

    • Show startup-config

    • Show interface 接口

    • 6、配置路由器的密码(Console密码)

    • 作用:用于控制对Console的访问

    • 配置步骤:

    • Router(config)#line console 0

    • Router(config-line)#login

    • Router(config-line)#password +密码字符串

    • 7、配置路由器的密码(Telnet密码)

    • 作用:控制对虚拟终端的访问

    • 配置步骤:

    • Router(config)#line vty 0 4

    • Router(config-line)#login

    • Router(config-line)#password +密码字符串

    • 8、配置路由器的密码(AUX密码)

    • 作用:控制对AUX接口的访问

    • 配置步骤:

    • Router(config)#line aux 0

    • Router(config-line)login

    • Router(config-line)#password +密码字符串

    • 8、配置路由器的密码(特权模式密码)c

    • 不加密密码

    • Router(config)#enable password +密码字符串

    • 配置加密密码

    • Router(config)enable secret +密码字符串

    • 注意:

    • 两种密码不能相同

    • 同时配置两种密码。以Secret为准

    • 9、配置路由器的标识
      在这里插入图片描述
      10、配置路由器的IP地址
      在这里插入图片描述
      11、查看路由器的配置

    • Show interfaces

    • Show interface 接口

    • Show run

    • Show start
      12、配置文件和管理

    • Router#show running-config

    • Router#show startup-config

    • Router#show running-config startup-config

    • Router#copy running-config startup-config

    • Router#copy startup-config running-config

    • Router#write erase
      13、配置串口参数

    • 查看DCE或DTE

    • Router#show controller serial+编号

    • 配置DCE的时钟速率和带宽

    • Router(config-if)#clock rate 64000

    • Router(config-if)#bandwidth 64
      14、配置接口状态

    • 查看接口的状态

    • “Ethernet0/0 is up,line protocol is up”

    • “Ethernet0/0 is up,line protocol is down”

    • “Ethernet0/0 is up,line protocol is down”

    • 开启或关闭某个接口

    • Router(config-if)#shutdown

    • Router(config-if)#no shutdown

    展开全文
  • 路由器详解

    千次阅读 2019-01-18 21:54:31
    路由器:提供路由与转发两种重要机制的三层网络节点设备 功能:路由 :定数据包从来源端到⽬的端所经过的路由路径(host到host之间的最佳传输 路径),这个过程称为路由 转发:将路由器输⼊端的数据包移送⾄适当的...

    路由器:提供路由与转发两种重要机制的三层网络节点设备

    功能:路由 :定数据包从来源端到⽬的端所经过的路由路径(host到host之间的最佳传输 路径),这个过程称为路由

    转发:将路由器输⼊端的数据包移送⾄适当的路由器输出端(在路由器内部进⾏), 这称为转发。

     子网间速率适配  qos

     隔离子网

         不同网类型网络互联(如某个接口为以太网,另一个接口为串线)

    路由选择部分:是由cpu与内存来完成的

    分组转发部分:是由硬件处理芯片(交换结构)完成

    路由选择部分:属于控制层面

    分组转发部分:属于数据层面

    控制路径: 处理⽬的地址是本路由器的⾼层协议报⽂,特别是各种路由协议报

    ⽂。虽然控制路径不是路由器的关键路径,但是它负责完成路由信息的交互,从

    ⽽保证了数据路径上的报⽂沿着最优的路径转发

    数据路径: 处理⽬的地址不是本路由器⽽需要转发的报⽂,因此数据路径是整个路由器的 关键路径,它直接影响路由器的整体性能

    转发信息表:Fib表  基于路由表生成,路由器实际上使用fib表转发数据,而不用路由表

    TCAM表 按照ip地址前缀的长度由长到短的顺序排列个表项,普遍用于qos等策略匹配, 防火墙规则匹配、路由匹配

    CAM与TCAM 一个时钟周期就可以完成查找过程

    交换结构

    交换结构是路由器的核心组件。作用是根据FID表(转发表)对分组进行处理将某个输⼊端⼝进⼊的分组从⼀个合适的输出端⼝转发出去。交换结构本身就是⼀种⽹络,但这种⽹络完全包含在路由器中,因此交换结构⼜可看成是”在路由器中的⽹络”。

    三种交换方法:

    ·通过存储器进行交换:如第一代路由器

     

    该体系结构的路由器是由⼀个中央处理器和若⼲⽹卡通过共享总线互联⽽成,主要功能是通过软件实现的,其硬件基础是⼀个中央处理器。 这种结构简单和容易实现,但性能低,原因是:1、CPU既运⾏路由协议,也负责数据包的处理和转发,存在严重的处理瓶颈

    1. 主要的数据处理(如路由表的查找和数据移动)涉及到存储器,对其的访问速度会影响系统性能
    2. 数据移动必须两次通过总线,⾮常耗时,有时甚⾄超出数据包头的处理时间

    ·通过总线进行交换:如第二代路由器与第三代路由器

    第二代路由器

    转发表从路由器处理器下发⾄接⼝线卡缓存,⼀次查表多次路由,接⼝种类多,配

    置灵活,该体系结构的路由器主要是数据在第⼀次到达时⽣成转发表,然后将转发表

    从路由处理器下发到接⼝线卡缓存,⼀次查表多次路由,

    优点:⼀定程度上释放了路由处理器使得其有限次参与路由的转发,

    缺点:在路由状况不断变化的环境中,IP路由表的改变会使得转发表⽆效,线卡缓存需要不断从路由处理器中同步转发表,性能优势会受到很⼤限制(对总线的性能要求较高)

    第三代路由器

    转发速率⼩于5Gb/s,处理能⼒强,接⼝种类多,配置灵活。

    该体系结构的路由器主要是提⾼线卡的处理能⼒,同时将路由计算的处理器从路由转发中解放出来 ,这种主板和从板的分布式结构⼤⼤提⾼了系统的整体性能,是第⼆代路由器每块线卡(从板)是拥有⾃⼰的处理器、内存和若⼲⽹卡的独⽴⼦系统,在本地线卡进⾏存储和转发判断,主板基本上不参与路由转发操作,主要负责整个系统的管理操作和路由计算等任务,并把⽤于转发判决的转发表发布到各个从板上,共享总线的容量直接限制了路由器的吞吐率,成为系统⽆法避免的瓶颈

    ·通过内部交换网络进行交换 表示分组通过纵横交换结构进⾏交换。如第四代路由器与第五代路由器,第六代路由器

    第四代路由器

    转发速率⼩于50Gb/s,IP处理能⼒有质的突破,端⼝较丰富,端⼝容量⼤;交换⽹的

    引⼊解决了总线的瓶颈,实现⽆阻塞交换。对QOS、MPLS VPN、组播、IPv6⽀持能⼒弱该体系结构路由器引⼊了交换结构代替原有的共享总线,交换结构可以提供⽐共享总线⾼得多的带宽,线卡上⼀般不再采⽤通⽤处理器,⽽是采⽤ASIC实现的专⽤转发引擎或者是针对⽹络处理进⾏了优化的⽹络处理器,以提⾼报⽂的转发和处理的能⼒中央处理器负责完成路由协议和其它控制协议的处理,并根据路由表⽣成转发引擎所需要的转发表,将转发表同步到各个线卡上路由器的整体性能主要由线卡对报⽂的转发处理能⼒,以及交换结构的交换容量决定。

    第五代路由器出来之前:路由器都是专用路由器。第五代路由器有了np芯片(有可编程性),可以对很多的业务进行处理加速(全业务加速)

    第五代路由器

     

    NP与ASIC之⽐较 性能更⾼:内部集成数⼗个CPU及硬件协处理器、硬件加速器,在

    实现 复杂的拥塞管理、队列调度等QOS功能前提下,仍能保持线速转发, 实现“硬转发”; 扩展更灵活:预留的⽤户接⼝可编程,扩展灵活; 业务⽀持能⼒强:对新的增值业务(MPLS、QOS、组播等等)迅速⽀持; 管理灵活,开发⽅便,⼤⼤缩短⼆次开发周期; 预留IPv6接⼝,可通过软件平滑升级; 可靠性⾼:芯⽚转产前通过严格的疲劳性测试,适合开发电信级设备。

     

    第六代路由器

    三级交换结构、严格意义上的⽆阻塞结构 第⼆级通常是单独的中央交换框 F1、F2、

    F3之间采⽤光纤互连(光背板) 随着分组搜索系统的⽇趋复杂,设计师需要采⽤各种各

    样的解决⽅案以满⾜千差万别的搜索要求。策略查表法(例如存取控制表(ACL)和

    服务质量(QoS))需要⾼性能以及超群的搜索灵活性和易⽤性——⽽所有这些都需

    要采⽤TCAM。另⼀⽅⾯,转发查表(包括虚拟路由器转发(VRF)和虚拟专⽤⽹络

    (VPN))也可以使⽤TCAM技术进⾏加速。随着⽹络速度的剧增,传统的解决⽅案已

    经⽆法满⾜速度要求,这时就需要⼀个专⻔的硬件来解决这个茅盾,该硬件通常称为

    NSE(⽹络搜索引擎),TCAM其实就是⼀种基于CAM技术的NSE

    多级交换结构是由多个交换单元互联起来的,每个交换单元具有⼀整套输⼊输出,与

    普通交换机类似,提供输⼊输出的连接。通过互联多个⼩的交换单元,就可以制造⼀

    个⼤型的、可扩展的交换结构。多级结构之间的不同取决于交换单元之间是如何互联

    的。典型的结构包括Benes⽹、Butterfly⽹、Clos⽹等形式。 Benes⽹使⽤⽅形交换单

    元(即:输⼊输出端⼝数相同)进⾏多级互联。⼀般来说,3级N部Benes⽹的每⼀级

    均可以⽤N个输⼊/输出端⼝和N个交换单元来构造。这个格形结构在每个输⼊端和每个

    输出端之间形成N个可能的通路。Benes输出可以扩展⾄任意奇数级。 虽然对于⼩型系

    统单级结构的设计相对简单,成本也相对低,但是它不能满⾜下⼀代Internet扩展的需

    要。多级结构在操作上较复杂,但是可以扩展到成百上千个端⼝,这对于下⼀代

    Internet核⼼路由系统是绝对必要的。在多级拓扑结构中,Benes结构是最佳选择,因

    为它的系统复杂程度最低,性能好且满⾜可扩展的要求

    集群路由器

    集群路由器,路由器矩阵、多机框互联、可扩展路由器 就是将多台路由器互联起来,

    形成⼀套逻辑上⼀体的路由器系统或由多个可独⽴运⾏的路由节点,通过某种互连结构

    连接⽽成性能和功能可扩展的单映像路由器 可扩展性主要体现在以下3个⽅⾯:交换实

    体的分布性带来的规模可扩展性;路由实体的分布性带来的路由计算可扩展性;路由

    器操作系统的分布性带来的功能可扩展性 集群技术的产⽣,主要有两个直接的原因:

    ⾸先,单机容量逐步发展到极限;其次,超级节点的产⽣使得⽹络结构越趋复杂,运

    维管理难度加⼤ 集群路由器体系结构是解决⾼性能路由器所⾯临问题的⼀个有效途

    径,它由若⼲个路由器节点构成,包含了多个路由实体和交换实体 它的交换结构由多

    个交换结构聚合⽽成,具有分布式的特点,能够满⾜性能、规模和可扩展性的要求 它

    还包含了多个具有路由计算能⼒的控制节点,有利于路由协议和控制协议等任务的分

    布式实现 集群路由器体系结构被认为是符合互联⽹发展需要的下⼀代⾼性能路由器体

    系结构

    展开全文
  • 路由器原理(一)

    万次阅读 多人点赞 2017-11-24 09:24:10
    觉得之前对路由器的了解还不是特别清楚,继续来学习,是参考了路由器的原理及其配置(一) 一:路由器的基础知识 (1)路由器的概述: 作为网络层的网络互连设备路由器在网络互连中起到了不可或缺的作用。与物理...
  • 路由分类

    千次阅读 2019-02-11 15:08:56
    路由(routing)的定义是指分组从源到目的地时,决定端到端路径的...路由器根据路由指导的IP报文的路径转发信息,路由提供的路径信息转发数据包。 分类 1. 静态路由:管理员手工定义到一个目的地网络或者几个网络的...
  • 路由器有以下几种联网接口

    千次阅读 2019-05-03 10:05:37
    10Base-T的RJ-45端口标志为“ETH”,而100Base-TX的RJ-45端口标志为“10/100bTX”,这是因为快速以太网路由器采用10/100Mb/s自适应电路。 2.AUI端口:这是一种D型15针连接器,用在令牌环网或总线型以太网中。 路由器...
  • 路由器工作原理及其主要部件详解

    万次阅读 2019-09-03 10:00:56
    摘要:路由器定义、路由结构及工作过程、硬件路由转发表CAM、NP(network processor)芯片、多级交换结构路由器、集群路由器 一、什么是路由器? 简单来说是具有路由和转发功能的实现网络互联的设备,除此之外还有...
  • 计算机网络中关于路由器的作用

    千次阅读 2018-10-31 19:20:58
    计算机网络中关于路由器的作用 首先我们得知道,计算机之间是如何通信的? 最简单的答案就是用一根网线将两个计算机A,B相互连接,这样从某种意义上来讲,这两台计算机就构成了一个局域网。 但当我们想要在这个局域网...
  • 路由器的功能

    千次阅读 2008-03-23 16:36:00
    路由器(Router)是计算机名词。 要解释路由器的概念,首先要介绍什么是路由。所谓“路由”,是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作,而路由器,正是执行这种行为动作的机器,它的英文名称为Router。是...
  • OSI七层模型详解

    万次阅读 多人点赞 2012-01-05 15:05:18
    OSI 七层模型通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯,因此其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输 。 完成中继功能的节点通常称为中继系统。在OSI七层模型中,处于不同层的...
  • 路由器ipv6方案

    万次阅读 2017-12-08 10:33:24
    这四天来,为了实现通过路由器能够在终端直接获得IPV6地址并且访问IPV6网络,各种作死的折腾。 配置前提:有一个好的路由器,我的为小米路由器(记不得哪个版本了,就是原来卖129的那个),被我刷成了openwrt系统...
  • 资源名称:华为高端路由器NE5000E官方配置文档【20个】   资源目录:  教程目录 【】NE5000E 快速安装指南(V800R002C01_01) 【】特性描述-可靠性(V800R002C01_02) 【】NE5000E 应急维护...
  • 将无线路由器连接光猫。用一条网线一端接入光猫网口1或网口3或网口4,另一端接入无线路由器WAN接口. 将无线路由器连接电脑。用一条网线一端接入无线路器LAN接口,另一端插入电脑。 光猫的默认地址为192.168.1.1,...
  • 【原创】无线路由器作为信号放大器设置方法家里有两台无线路由器,只用一台无法覆盖整个所有房间,于是想到用另外
  • 小米路由器 校园网设置

    万次阅读 2018-01-19 14:39:35
    路由器型号:小米路由器3需求:1 终端连接路由器后,需要分别独立登录校园网才能用2 通过路由器连接bt解决办法:路由器设置页面关闭dhcp,将网线插到LAN口1 打开192.168.31.1设置wifi的密码(在重置后或者新的路由器...
  • 一个交换机下配置两个路由器

    万次阅读 2018-05-13 23:31:08
    【技术区】技术区主要讲一下如何在一个交换机下面配置两个路由器,喜欢研究的朋友可以再研究一下其他区一个交换机下面链接多个路由器,思路很多,比如:(1)交换机----路由器1wan口;路由器1lan口----路由器2wan口...
  • 破解路由器管理登录密码

    万次阅读 多人点赞 2018-07-16 02:36:25
    破解路由器管理登录密码(Linux内核)准备工具:puttytel登录软件正式开工:第一步:首先检查自己的路由器的系统,看是不是Linux内核的,只有是Linux内核的路由器才适合本教程,常见基于Linux内核的路由器系统有...
  • 闲置路由器做无线打印服务器

    万次阅读 2020-07-26 22:32:35
    用闲置的路由器做打印服务器 挺超值,还能享受diy的乐趣! 欢迎关注我的小店htp://7578418.taobao.com 正文开始,以下是实践操作! 以南天pr2e 打印机为例 家里都有在用的无线路由器吧!.... 首先得有个闲置带USB版...
  • 我用的是水星路由器,哪个牌子的路由器并不重要,反正配置界面大都类似。下面我就简单说一下配置步骤: 1.找到你路由其背面的标签,在IE地址栏输入路由器的IP地址(注:你的PC要用网线连接路由器的LAN口,而WAN口...
1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 300,571
精华内容 120,228
关键字:

路由器