路由器工作原理

走进网络世界之路由器电网运行部路由器的概念及基本构成路由器（router）定义：为信息流或数据分组选择路由的设备。路由器（Router）是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据通讯信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号的设备。路由器是互联网络的枢纽、“交通警察”。路由和交换之间的主要区别就是交换发生在OSI参考模型第二层（数据链路层），而路由发生在第三层，即网络层。这一区别决定了路由和交换在移动信息的过程中需使用不同的控制信息，所以两者实现各自功能的方式是不同的。路由器的工作过程（1）工作站A将工作站B的地址12.0.0.5连同数据信息以数据包的形式发送给路由器1。（2）路由器1收到工作站A的数据包后，先从报头中取出地址12.0.0.5，并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路径：R1-R2-R5-B；并将数据包发往路由器2。（3）路由器2重复路由器1的工作，并将数据包转发给路由器5。（4）路由器5同样取出目的地址，发现12.0.0.5就在该路由器所连接的网段上，于是将该数据包直接交给工作站B。（5）工作站B收到工作站A的数据包，一次通信过程宣告结束。路由器工作流程IPETHPPP以太网口串口IPPPPETH串口以太网口协议封装路由选择协议转换路由器路由器传送拆包接收发送工作过程路由器的作用连通不同的网络路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如，一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段，只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包，路由器都会重新计算其校验值，并写入新的物理地址。因此，使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是，对于那些结构复杂的网络，使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。路由器的作用选择信息传送的线路有的路由器仅支持单一协议，但大部分路由器可以支持多种协议的传输，即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则，要在一个路由器中完成多种协议的算法，势必会降低路由器的性能。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个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。路由器的路由表选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。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（RoutingTable），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。路由表可以是由系统管理员固定设置好的。路由器的路由表“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。为了完成“路由”的工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据－－路由表（RoutingTable），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。路由器的路由表静态路由表：由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态（static）路由表。动态路由表：动态（Dynamic）路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议（RoutingProtocol）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。路由器的路由表路由表内容示例30.0.0.1255.255.255.0200.0.0.020.0.0.1255.255.255.0100.0.0.010.0.0.10.0.0.00.0.0.0下一跳地址掩码目的地址静态路由由网络管理员在路由器上手工添加路由信息以实现路由目的动态路由根据网络结构或流量的变化，路由协议会自动调整路由信息以实现路由STATICVS.DYNAMICROUTES172.16.2.1SO静态路由172.16.1.0B172.16.2.2NetworkA无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓扑结构的网络。BStubNetwork指定一条可以到达目标网络的路径Router(config)#iproutenetworkmaskNext-hop-address|interface[distance]静态路由的配置StubNetworkiproute172.16.1.0255.255.255.0172.16.2.1172.16.2.1SO静态路由的例子172.16.1.0B172.16.2.2NetworkAB这是一条单方向的路径，必须配置一条相反的路径。StubNetworkiproute0.0.0.00.0.0.0172.16.2.2缺省路由172.16.2.1SO172.16.1.0B172.16.2.2NetworkAB使用缺省路由后，StubNetwork可以到达路由器A以外的网络。练习题1、请简述请简述静态路由的优缺点由管理员手工输入到路由器的路由称为静态路由。静态路由适合于小型网络及网络拓朴结构相对稳定的场合。优点：（1）静态路由不会占用路由器的CPU、RAM和线路带宽（2）静态路由一定程度上可以保证网络的安全（3）静态路由配置简单，快捷，可减少故障的发生缺点:静态路由最大的缺点是不能动态反映网络拓朴结构的变化。当网络拓朴结构发生变化而需要改变路由时，管理员就必须手工改变路由信息。2、请简述缺省路由缺省路由也是一种静态路由。简单地说，缺省路由就是在没有找到任何匹配的路由项情况下，才使用的路由。缺省路由在网络中是非常有用的。在一个包含上百个路由器的典型网络中，运行动态路由选择协议可能会耗费较大量的带宽资源，使用缺省路由就可节约因路由选择所占用的时间与包转发所占用的带宽资源，这样就能在一定程度上满足大量用户同时进行通信的需求。3、ENABLEPASSWORD和ENABLESECRET命令有什么不同？使用enablepassword命令配置时，showrunning-config时密码是明文；使用enablesecret命令配置时，showrunning-config时密码是密文。如果同时设置上述两个口令，则后者优先于前者。（前者密码失效）4、SHOWRUNNING-CONFIG和SHOWSTARTUP-CONFIG的区别是什么？showrunning-config显示的是保存在内存中的运行配置文件，路由器关机时，运行配置文件会自动丢失。showstartup-config显示的是保存在nvram（非易失性内存）中的启动配置文件。如果路由器配置完成后，一定要使用copyrunning-configstartup-config命令将运行配置文件存储为启动配置文件。5、路由器行命令配置中有不同的模式，请将下列路由器工作模式的转换补充完整。Router_______Router#_______Router(config)#____fastethernet0/0Router(config-if)#____Router(config)#_________Router#答案：enableconfigureterminainterfaceexitexit在路由器RouterA上配置静态路由与默认路由RouterA#configureterminal________________RouterA(config)#iproute192.168.1.0255.255.255.010.0.0.2_____________RouterA(config)#iproute0.0.0.00.0.0.0serial0/1________________RouterA(config)#exitRouterA#showiproute___________________路由器的路由协议路由协议创建了路由表，描述了网络拓扑结构；路由协议与路由器协同工作，执行路由选择和数据包转发功能。路由协议主要运行于路由器上，路由协议是用来确定到达路径的，起到一个地图导航，负责找路的作用。它工作在网络层。包括RIP、IGRP、EIGRP、OSPF。路由器的路由协议路由器的路由协议路由协议分类图路由器的路由协议路由协议作为TCP/IP协议族中重要成员之一，其选路过程实现的好坏会影响整个Internet网络的效率。按应用范围的不同，路由协议可分为两类：（1）在一个AS（自治系统，指一个互连网络，就是把整个Internet划分为许多较小的网络单位，这些小的网络有权自主地决定在本系统中应采用何种路由协议）内的路由协议称为内部网关协议。（interiorgatewayprotocol），（2）AS之间的路由协议称为外部网关协议（exteriorgatewayprotocol）路由器的路由协议现在正在使用的内部网关路由协议有以下几种：RIP-1，RIP-2，IGRP，EIGRP，IS-IS和OSPF。其中前4种路由协议采用的是距离向量算法，IS-IS和OSPF采用的是链路状态算法。对于小型网络，采用基于距离向量算法的路由协议易于配置和管理，且应用较为广泛，但在面对大型网络时，不但其固有的环路问题变得更难解决，所占用的带宽也迅速增长，以至于网络无法承受。因此对于大型网络，采用链路状态算法的IS-IS和OSPF较为有效，并且得到了广泛的应用。路由器的路由协议外部网关协议最初采用的是EGP。EGP是为一个简单的树形拓扑结构设计的，随着越来越多的用户和网络加入Internet，给EGP带来了很多的局限性。为了摆脱EGP的局限性，IETF边界网关协议工作组制定了标准的边界网关协议--BGP路由器的功能路由器功能第一，网络互连：路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信；第二，数据处理：提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；第三，网络管理：路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。路由器的功能路由器功能第一，网络互连：路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信；第二，数据处理：提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；第三，网络管理：路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。路由器的种类（以H3C为例）路由器的种类（以H3C为例）路由器的种类（以H3C为例）配置路由器通过Console口配置通过拨号远程配置通过Telnet方式配置通过哑终端方式配置通过FTP方式传送配置文件备份口配置口通过CONSOLE口配置建立本地配置环境配置口(Console)配置口（Console）电缆R232串口步骤一：连接配置电缆RJ45头一端接在路由器的Console口上9针（或25针）RS232接口一端接在计算机的串行口上步骤二：创建超级终端（1）以WINDOWS98所带的“超级终端”为例点击“开始”→“程序”→“附件”→“超级终端”进入“超级终端”目录后，选择“Hypertrm”，即可新建一“超级终端”步骤二：创建超级终端（2）通过拨号线路配置路由器将路由器和PC分别与Modem连接备份电缆ModemModemPSTN/ISDN通过TELNET配置本地路由器[H3C-Ethernet0/0]ipaddress10.0.0.10024缺省的telnet登录用户名：admin口令：admin工作站服务器PC工作站10Base-T网口通过哑终端配置[H3C-Serial0/0]physical-modeasync同/异步串口通过FTP配置在路由器上启动FTP服务器在终端上启动FTP客户端程序FTPserver10.110.0.1FTPclient10.110.0.2Ethernet命令行概述用户视图系统视图RIP视图OSPF视图BGP视图以太网接口视图同步串口视图Dialer接口视图进入路由器配置界面UserinterfaceCon0isavailable.PressENTERtogetstarted.H3CConsole用户