敏翔名理工堂吃

HunanInstituteofSdencoandTechnology

第4章路由器技術與應用

SJ

a

第4章路由器技術與應用

基本內容

?路由器概述

?路由器接口與連接

?路由器的性能與選型

?路由器配置基礎

?路由器接口配置

?路由協議及其配置

?訪問控制列表

?網絡地址置換技術

第4章路由器技術與應用?擲節型工學草

HunanInstrtuleofScienceandTechnology

4.1路由器概述

?路由器

?路由器的體系結構

?路由器的基本功能

?路由器的工作原理

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、路由器

?路由器（Router）是一種典型的網絡層設備，

在OSI參考模型中被稱為中介系統，完成網絡層

中繼的任務。

?路由器負責在兩個局域網之間接收數據分組并

進行轉發，轉發分組時需要改變分組中的物理

地址。

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路由器的表示圖標

Router/路由器VOIPRouter/語音路由器高端路由器

中低端路由器VOICE多業務SOHO多業務IPv6多業務

路由器路由器路由器

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路由器的體系結構

內存

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1、路由處理器

?路由處理器是路由器的心臟，其任務是根據所

選定的路由選擇協議構造出路由表，同時經常

或定期地和相鄰路由器交換路由信息而不斷地

更新和維護路由表。

?在路由器中，路由處理器的能力直接影響路由

器的吞吐量（路由表查找時間）和路由計算能

力（影響網絡路由收斂時間）。

r-

-.1?

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I2、路由器內存

?路由器的內存用于存儲路由器的配置、路由器

操作系統、路由協議軟件和數據等內容。在中

低端路由器中，路由表存儲在內存中。

?路由器的內存由BootROM（啟動只讀存儲器）、

Flash（快速閃存）、SDRAM（主存儲器）、

NVRAM（非易失性存儲器）組成。

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路由器內存

當前運行操作版本

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路由器的啟動過程

①系統硬件加電自檢。處理器首先運行Boot

ROM中的硬件檢測程序，識別支持路由器運行

的硬件信息，檢測各組件能否正常工作。完成

硬件檢測后，開始軟件初始化工作。

②軟件初始化過程。運行BOOTROM中的弓I導程

序，進行初步引導工作。

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廄由器啟動過程

③尋找并載入操作系統文件。將FLASH中的路

由器的操作系統映像讀入到SDRAM中。操作

系統文件可以存放在多處，至于到底采用哪一

個操作系統，是通過命令設置指定的。

④操作系統裝載完畢，系統在NVRAM中搜索保

存的Startup-Config文件，進行系統的配置。

如果NVRAM中存在Startup-Config文件，貝ij

將該文件調入SDRAM中并逐條執行。否則，

系統默認無配置，直接進入用戶操作模式，進

行路由器初始配置。

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3、輸入端口_______________________

?一個輸入端口的結構與工作過程如下圖所示：

輸入端口的處理

從

線

網絡層處理交

路

分組排隊換

接

數據鏈路層結

＞物理層處理

收

處理構

分

組查表和轉發

S團

團

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輸入端口的工作過程

?物理層進行比特的接收。

?數據鏈路層則按照鏈路層協議接收傳送分組的

幀。

?在將幀的首部和尾部剝去后，分組就被送入網

絡層的處理模塊。

＞若接收到的分組是路由器之間交換路由信息的分組（

如RIP或OSPF分組等），則將這種分組送交路由器的

路由選擇部分中的路由選擇處理機。

A若接收到的是數據分組，則按照分組首部中的目的

地址查找轉發表，根據得出的結果，分組就經過交

換開關到達合適的輸出端口。

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輸入端口的功能

?進行數據鏈路層的封裝和解封裝；

?在路由表中查找輸入分組目的地址從而決定目

的端口（稱為路由查找）；

?為了提供QoS（服務質量），端口要對收到的

分組分成幾個預定義的服務級別。

?端口可能運行諸如SLIP（串行線網際協議）和

PPP（點對點協議）這樣的數據鏈路層協議或者

諸如點對點隧道協議這樣的網絡層協議。一旦

路由查找完成，必須用交換開關將分組發送輸

出端口；

?參加對公共資源（如交換開關）的仲裁協議。

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4、輸出端口

?輸出端口從交換結構接收分組，然后將它們發

送到路由器外面的線路上。

輸出端口的處理

向

線

交網絡層處理

路

換分組排隊

數據鏈路層發

結

，物理層處理送

構處理

分

緩存管理S組

S團

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15、交換開關

?交換開關又稱交換結構(switchingfabric),它

的作用就是根據轉發表(forwardingtable)對分

組進行處理，將某個輸入端口進入的分組從一

個合適的輸出端口轉發出去。

?實現數據分組轉發的方法主要有:

?通過存儲器轉發

A通過總線轉發

A通過交換矩陣轉發

-?4---------4

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通過存儲器轉發

?目的地址的查找、分組在存儲器中的緩存都是

在輸入端口中進行。

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通過總線轉發

?數據分組從輸入端口通過共享總線直接傳送到

最優的輸出端口，而不需要路由處理機的干預

?同一時間只能有一個分組在總線上傳送。

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通過交換矩陣轉發

-r-

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三、路由器的基本功能

1、協議轉換

2、選擇最優路徑

3、分組轉發

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1、協議轉換

支持多種網絡協議，可以實現不同協議、不

同體系結構網絡之間的互連互通。

網絡層IPX網絡

教據鏈路層

物理層

/IP協議支持IPX協議支持

解封裝網絡層封裝網絡層封裝再封裝

數據鏈路層封裝數據鏈路層封裝

物理層編碼方式物理層編碼方式

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2、選擇最優路徑

?根據目的網絡的不同，選擇最優的出口路徑。

從接口so接收到數據從接口51接收到數據

查看目的IP地址查看目的IP地址

查詢RoutingTable查詢RoutingTable

路由表中有路徑指示轉發至接口51發現有直接相連的路徑指示轉發SO

/24

主機發送一個數據包給172.1622

交換機發現不在同一個網絡中，將

數據包封裝后發送給R1

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3.分組轉發

?接收數據分組，并根據分組的目的地址將數據

包從最優路徑端口轉發出去，從而實現遠程的

互連互通；

?負責緩沖區管理、擁塞控制、以及轉發的公平

性，包括應能辨認差錯狀態；

?按要求產生ICMP差錯消息；

?丟棄生存時間（TTL）域為0的數據分組；

?當下一網絡MTU較小時將數據分組分段等。

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旭路由器的工作原理

?工作站A需要向工作站B傳送信息，并假定工作

站B的IP地址為,它們之間需要通過

路由器R1、R2、R3、R4、R5,其分布如下圖

所示。

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四、路由器的工作原理

①工作站A將工作站B的地址10?120?0?5連同數據

信息以數據幀的形式發送給R1。

②路由器R1收到工作站A的數據幀后，先從報頭

中取出地址10?120.0.5,并根據路由表計算出

發往工作站B的最佳下一跳路徑：

R1?>R2?>R5->

并將數據幀發往路由器R2。

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旭路由器的工作原理

③路由器R2重復路由器R1的工作，并將數據幀轉

發給路由器R5。

④路由器R5同樣取出目的地址，發現

就在該路由器所連接的網段上，于是將該數據

幀直接交給工作站B。

⑤工作站B收到工作站A的數據幀，一次通信過程

宣告結束

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4.2路由器接口與連接

?接口類型

?連接線纜

?路由器的硬件連接

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一、接口類型

SERIAL端口

1

ISDNBRI端口Console端口-AUX端口

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1、局域網接口

?局域網接口常見的有AUI端口、BNC端口、RJ-

45端口和SC端口。

?RJ-45端口是以太網和快速以太網中主要采用的

端口類型。有10Base?T和100Base?TX兩類，在

路由器中通常標識為：

>ETHERNET

>FASTETHERNET

>10/100ETHERNET

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