1、01:43,1,交换机和路由器技术,01:43,2,一、教学目标,掌握路由器的基本概念理解和掌握路由器的工作原理熟悉路由器的组成与功能 了解路由器的分类,01:43,3,二、教学内容/重点,路由器的基本概念 （重点）路由器的工作原理 （重点）路由器的组成与功能 路由器的分类,01:43,4,三、教学难点,路由器的基本概念和工作原理 路由的概念；路由器工作原理。 路由器的基本组成 路由器的内部构成,01:43,5,导入,复习OSI参考模型、网络主要设备课堂Game：如何将消息传给目标同学,01:43,6,这是什么?,01:43,7,1.什么是路由（Q）,所谓路由就是指通过相互连接的网络把信息从源
2、节点传递到目标节点的活动。一般来说 ：在路由过程中，信息至少会经过一个或多个中间节点。,01:43,8,路由器,路由器是用于连接多个逻辑上分开的网络的主要节点设备，完成第三层数据包的路由选择和数据转发。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（router，转发者）。路由器工作在OSI七层网络模型中的第三层网络层路由器的图标,01:43,9,例子：路由器在网络中的位置,“边界路由器”处于网络边界的边缘或末端，用于不同网络路由器的连接，这也是目前大多数路由器的类型。,01:43,10,2.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
3、数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。在路由的过程中，后者也称为（数据）交换。交换相对来说比较简单，而选择路径很复杂。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。,01:43,11,路由器的工作原理,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。路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。,01:43,12,路由器的工作原理,静态路径表 由系统管理员事先设置好固定的
4、路径表称之为静态（static）路径表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。 动态路径表 动态（Dynamic）路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。,01:43,13,3.路由器的基本组成,关于路由器，它的组成部分大致分为以下几个部分： 1、处理器 和其他计算机一样，运行着I0S的路由器也包含了一个“中央处理器”(CPU)。不同系列和型号的路由器，CPU也不尽相同。路由器的处理器负责执行处理数据
5、包所需的工作，比如维护路由和桥接所需的各种表格以及作出路由决定等等。路由器处理数据包的速度在很大程度上取决于处理器的类型。2、存储器所有计算机都安装了某些形式的存储器。路由器主要采用了四种类型： 只读内存(ROM)。 闪存(Flash)。 随机存取内存(RAM)。 非易失性RAM(NVRAM)。,01:43,14,路由器的基本组成,3、接口 所有路由器都有“接口”(Interface)。在采用I0S的路由器中，每个接口都有自己的名字和编号。一个接口的全名由它的类型标识以及至少一个数字构成。 对那些接口已固定下来的路由器，在接口的全名中，就只有一个数字，而且根据它们在路由器中物理顺序进行编号。编
6、号自零0开始。例如，Ethernet0是第一个以太网接口的名称；而Serial2是第三个串口的名称。,01:43,15,接口,在模块化路由器中，一个接口的全名至少应包含两个数字，中间用一个正斜杠分隔()。其中，第一个数字代表插槽编号，接口处理器卡将安装在这个插槽上；第二个数字代表接口处理器的端口编号。比如在一个7507路由器中，Ethernet50代表的便是位于5号槽上的第一个以太网接口。,01:43,16,接口,有的路由器还支持“万用接口处器”(VIP)。VIP上的某个接口名由三个数字组成，中间也用一个正斜杠分隔()。接口编号的形式是“插槽端口适配器端口”。例如，Ethemet401是指4号
7、槽上第一个端口适配器的第二个以太网接口。,01:43,17,路由器的基本组成,4、控制台端口几乎所有路由器都在路由器背后安装了一个控制台端口。控制台端口提供了一个EIATIA232(以前叫作RS232)异步串行接口、使我们能与路由器通信。至于同控制台口建立哪种形式的物理连接，则取决于路由器的型号。有些路由器采用一个DB25母连接(DB25F)，有些则用RJ45连接器。通常，较小的路由器采用RJ45控制台连接器，而较大路由器采用DB25控制台连接器。5、辅助端口大多数Cisco路由器都配备了一个“辅助端口”(Auxiliary Port)。它和控制台湍口类似，提供了一个EIATIARS232异步
8、串行连接，使我们能与路由器通信。辅助端口通常用来连接Modem，以实现对路由器的远程管理。远程通信链路通常并不用来传输平时的路由数据包，它的主要的作用是在网络路径或回路失效后访问一个路由器。,01:43,18,路由器的基本组成,6、配置文件共有两种类型的I0S配置：1、运行配置；2、启动配置。两者均以ASCII文本格式显示。所以，我们能够很方便地阅读与操作。一个路由器只能从这两种类型中选择一种。运行配置有时也称作“活动配置”，驻留于RAM，包含了目前在路由器中“活动”的I0S配置命令。配置I0S时，就相当于更改路由器的运行配置。启动配置启动配置驻留在NVRAM中，包含了希望在路由器启动时执行的
9、配置命令。启动完成后，启动配置中的命令就变成了“运行配置”。有时也把启动配置称作“备份配置”。这是由于修改并认可了运行配置后，通常应将运行配置复制到NVRAM里，将作出的改动“备份”下来，以便路由器下次启动时调用。,01:43,19,路由器的基本组成,7、进程所谓I0S“进程”、是指一个在路由器上运行的特殊软件任务，用于实现某种功能。例如，IP包的路由选择是由一个进程完成的；而AppleTalk包的路由选择是由另一个进程完成的。I0S进程的其他例子如路由协议以及内存分配例程等等。当我们将命令放人配置文件对10S进行配置时，实际就相当于对构成10S各进程的行为加以控制。所有这些进程都在路由器上同
10、时运行。至于能在一个路由器上运行的进程数量和种类，则取决于路由器CPU的速度以及安装的RAM容量。可以看出，这类似于PC上运行的程序数取决于CPU的类型以及配备的RAM容量。,01:43,20,4.路由器的基本功能,通常来说，路由器必须实现下列基本功能： 一是实现基本的互联网协议，包括IP、ICMP以及其它相关的协议。二是对每个所连接的网络，路由器必须实现该网络所要求的功能。这些功能通常包括：IP数据包的封装/解封装。根据该网络所支持的最大数据包大小发送或接收IP数据包。该最大数据包大小是网络最大传输单元（MTU）。将IP地址与相应网络的链路层地址相互转换。例如将IP地址转换成以太网硬件地址。
11、响应网络支持的流量控制和差错指示。三是接收及转发数据包，并负责缓冲区管理，拥塞控制以及转发的公平性，包括应能辨认差错状态，并按要求产生ICMP差错消息；丢弃生存时间（TTL）域为0的数据包；当下一网络MTU较小时将数据包分段等。,01:43,21,路由器的基本功能,此外，还包括按照路由表信息，为每个IP数据包选择下一跳目的地；支持内部网关协议与其它同一自治域中路由器交换路由信息及可达性信息，支持外部网关协议与其它自治域交换拓扑信息；提供系统网络管理和控制机制，包括存储/上载配置、诊断、升级、状态报告、异常情况报告及控制；提供物理层传输接口和适配功能；提供组播功能；提供拥塞控制功能；提供同步和定
12、时功能；提供包数、字节数、端口、业务类型等信息统计功能等。,01:43,22,5.路由器的分类,路由器产品，按照不同的划分标准有多种类型。常见的分类有以下几类：按性能档次分为高、中、低档路由器。从结构上分为“模块化路由器”和“非模块化路由器”从功能上划分，可将路由器分为“骨干级路由器”，“企业级路由器”和“接入级路由器”按所处网络位置划分通常把路由器划分为“边界路由器”和“中间节点路由器”从性能上可分为“线速路由器”以及“非线速路由器”,01:43,23,按性能档次划分,通常将路由器吞吐量大于40Gbps的路由器称为高档路由器，背吞吐量在25Gbps40Gbps之间的路由器称为中档路由器，而将
13、低于25Gbps的看作低档路由器。当然这只是一种宏观上的划分标准，各厂家划分并不完全一致。以市场占有率最大的Cisco公司为例，12000系列为高端路由器，7500以下系列路由器为中低端路由器。,01:43,24,从结构上划分,模块化结构可以灵活地配置路由器，以适应企业不断增加的业务需求，非模块化的就只能提供固定的端口。通常中高端路由器为模块化结构，低端路由器为非模块化结构。,01:43,25,从功能上划分,骨干级路由器是实现企业级网络互连的关键设备，它数据吞吐量较大，非常重要。对骨干级路由器的基本性能要求是高速度和高可靠性。为了获得高可靠性，网络系统普遍采用诸如热备份、双电源、双数据通路等传
14、统冗余技术，从而使得骨干路由器的可靠性一般不成问题。企业级路由器连接许多终端系统，连接对象较多，但系统相对简单，且数据流量较小，对这类路由器的要求是以尽量便宜的方法实现尽可能多的端点互连，同时还要求能够支持不同的服务质量。接入级路由器主要应用于连接家庭或ISP内的小型企业客户群体。,01:43,26,按所处网络位置划分,很明显边界路由器是处于网络边缘，用于不同网络路由器的连接；而中间节点路由器则处于网络的中间，通常用于连接不同网络，起到一个数据转发的桥梁作用。由于各自所处的网络位置有所不同，其主要性能也就有相应的侧重，如中间节点路由器因为要面对各种各样的网络。如何识别这些网络中的各节点呢？靠的就是这些中间节点路由器的MAC地址记忆功能。边界路由器由于它可能要同时接受来自许多不同网络路由器发来的数据，所以这就要求这种边界路由器的背板带宽要足够宽，当然这也要与边界路由器所处的网络环境而定。,01:43,27,从性能上划分,所谓线速路由器就是完全可以按传输介质带宽进行通畅传输，基本上没有间断和延时。通常线速路由器是高端路由器，具有非常高的端口带宽和数据转发能力，能以媒体速率转发数据包；中低端路由器是非线速路由器。但是一些新的宽带接入路由器也有线速转发能力。,01:43,28,谢谢各位同学,
