路由器工作原理与技术

南昌航空大学网络工程系路由器原理与技术路由选择基础与子网Contents可路由与被路由协议IP路由选择协议子网划分的机制广域网路由器•以寻址方案为基础，为分组从一个主机发送到另一个主机提供充分的第3层地址信息的任何网络协议•定义了分组所包含的字段格式。使用路由选择表来转发分组•IP，IPX，AppleTalk可路由与被路由协议被路由协议•通过在设备之间提供路由选择信息共享机制，为被路由协议提供支持•路由选择协议消息在路由器之间移动•使路由器之间可以传达路由更新和维护路由选择表•RIP,IGRP,EIGRP,OSPF路由选择协议可路由/被路由协议与路由选择协议有些相似，经常发生混淆。可路由与被路由协议在一个被路由网络中，IP地址和网络掩码都是必须的。网络掩码负责分割32位IP地址中的网络域和主机域。对于可路由协议来说，它必须有为每一个设备分配网络号、主机号的能力。例如IPX（网间分组交换），只要求管理员分配一个网络号，因为此协议把主机的MAC地址作为主机号。IP是被路由协议IP是一个在Internet中使用的无连接、不可靠、尽力传送的系统协议。无连接的意思是不需要专用的电路连接。IP协议无论采用哪一个路由为最佳路由，都是以路由选择协议的决定为基础。不可靠和尽力是指IP协议尽最大努力传送分组但并不保证传送结果。IP定义了IP分组头（包括寻址方法和其他控制信息）的格式。分组在路由器中的传播和交换当一个分组为了到达最终目的地而通过互连网络传播时，帧头和帧尾在每个路由器设备中被剥离和替换。是给路由器的数据吗？在接口上接收帧CRC检查有效吗？从分组移除帧头和帧尾从分组中提取目的地IP地址分组要被路由吗？在路由器上处理分组。发送响应把目的地IP地址和路由选择表进行对比有匹配的吗？路由选择表中有缺省路由吗？丢弃数据转发数据分组至路由选择表项中指定的接口为数据分组封装上一个新的CRC尾为数据分组封装上相应的帧头转发新的数据帧发送应答消息“目的地不可达”丢弃数据结束开始IP分组的剖析高层数据(有效载荷)IP包头版本0481631包头长度服务类型总长度标识标志片偏移生存时间头校验和源IP地址目的IP地址选项（长度可变）填充协议IP路由选择协议使路由器能够创建路由表，以确定到达Internet上主机的最佳路径就像一个分层的组织方案，允许单个的地址结合成组并被视为一个整体单元，直到需要用单个的地址做最后的数据传送。维护路由选择表并确保其他路由器知道网络拓扑中的变化。当分组到达一个端口时，路由器用路由选择表来决定把分组发送到哪里？路由选择路由选择协议路由选择路由器路由选择协议度量标准路由器使用一个或多个路由选择度量标准来决定网络流量发送的最佳路径。路由选择与交换的区别在把数据从数据源发送到目的地的过程中路由选择和交换利用的信息是不同的。路由选择表数据必须从这个接口被发送以到达最终目的地协议类型目的地/下一跳路由选择度量标准出站接口重要信息告诉路由器特定的目的地是直接相连在路由器上还是通过另一个路由器到达，这个位于到达最终目的地途中的路由器叫下一跳不同的路由选择协议使用不同的路由选择度量标准创建路由选择表条目的路由选择协议的类型路由选择表最优化灵活性强壮型与稳定性快速收敛网络是可扩展的占用CPU和存储器开销小应该很快适应各种各样的网络变化在面临非正常或不可预见的情况时还能够运行选取最佳路由的能力收敛缓慢可能导致数据不能被传送可扩展型简单性与低开销设计目标路由选择算法内部与外部路由选择协议内部网关协议外部网关协议单一实体管理下的一个或多个网络的集合基于路由协议运作时与自治域系统的关系而言内部与外部路由选择协议链路状态和距离矢量使用链路状态数据库来计算通过网络的最佳路径采用Djikstra最短路径优先算法OSPF，IS-IS根据传闻进行路由选择采用贝尔曼-福特路由选择算法RIP，IGRP，EIGRP链路状态距离矢量IGP和EGP描述路由器之间的物理关系，而距离矢量和链路状态则是描述在路由器更新方面路由器之间是怎样相互作用的。路由选择协议RIPIGRPEIGRPOSPFIS-ISBGP子网划分子网划分课堂练习学校某系分配到IP网段192.168.1.0,因该系有三个办公室，各办公室分别有13、14、6台电脑，请你为该系设计子网划分方案；绘制网络拓扑示意图；写出路由器中路由表的设置情况。如果因为新教师招聘的原因需要增加电脑，请计算可能的扩展空间。广域网广域网的物理层协议描述了如何为广域网服务提供电子的、机械的、操作上的以及功能上的连接。EIA/TIA-232和EIA/TIA-449V.24V.35G.703EIA-530广域网广域网的数据链路层协议描述了在系统之间的单一链路上，数据帧是如何传送的。为了确保使用恰当的协议，必须在路由器上配置适当的第二层封装。协议的选择需要根据所采用的广域网技术和通信设备确定。广域网封装特征高级数据链路控制HDLCIEEE的标准，点到点专用链路和电路交换连接的缺省封装幀中继FrameRelay精简X.25中实现的一些耗时的处理过程，能处理多个虚电路的业界标准交互型数据链路层协议点到点协议PPPIETF开发，提供同步或异步电路上的路由器到路由器和主机到网络的连接同步数据链路控制(SDLC)协议IBM设计，大多已被HDLC协议所代替串行线路Internet协议（SLIP）曾经很流行的传送IP分组的数据链路层协议平衡型链路访问规程（LAPB）X.25使用，具有广泛的错误检查功能D信道链路访问规程（LAPD）ISDN的D信道上的信令和呼叫建立的协议幀方式链路访问规程（LAPF）类似于LAPD，与幀中继技术一起使用X.25/平衡型链路访问规程ITU-T的标准，帧中继的前辈网关与路由器顾名思义，网关（Gateway）就是一个网络连接到另一个网络的“关口”。网关实质上是一个网络通向其他网络的IP地址。网关的IP地址是具有路由功能的设备的IP地址，具有路由功能的设备有路由器、启用了路由协议的服务器（实质上相当于一台路由器）、代理服务器（也相当于一台路由器）。路由器为什么被称为网关呢？初期的互联网中，在网络之间通过设置专用计算机来传输IP分组信息。此后随着时间的流失，路由功能逐渐由专用设备即路由器而不是计算机来处理。网关的英语原意是“连接两个区域的出入口”。路由器则是用于连接不同网络的设备。网关这种说法并不仅仅指路由器。比如，“VoIP网关”是指通过相互转换声音信号和IP分组信息来连接电话网和IP网络的设备。各种广域网技术路由器的内部部件接口类型三种基本连接类型：局域网接口、广域网接口和管理接口。路由器内部南昌航空大学网络工程系休息一会