思科网络学院教程——路由和数据报的转发
4.4IP数据报的发送和转发过程
4.4IP数据报的发送和转发过程
IP数据报的转发和发送包括两个部分
主机发送数据报
路由器转发ip数据报
下⾯我们就来举例说明发送和转发过程。
数据报的交付⽅式分为直接交付和间接交付两种
那么源主机是如何知道⽬的主机是否与⾃⼰在同⼀个⽹络中呢？
假设主机C要给主机F发送数据报，主机C将⾃⼰的IP地址与⼦⽹掩码相与，就可以得到主机C所在⽹络的⽹络地址，既然主机C要给F发送IP 数据报。
那主机C肯定知道F的IP地址。
主机c将主机F的IP地址与⾃⼰的⼦⽹掩码相与。
就可得到⽬的⽹络地址。
该地址与⾃⼰的⽹络地址不相符，于是主机C就知道了F和⾃⼰不在同⼀个⽹络。
主机C要把数据报交给路由器，让路由器来帮忙转发。
那么主机从C⼜是如何知道该把数据报交给哪个路由器来转发呢？
实际上，⽤户为了让本⽹络中的主机，能和其它⽹络中的主机进⾏通信，就必须给其指定本⽹络中的⼀个路由器，由该路由器帮忙进⾏转发，所指定的路由器，也被称为默认⽹关（就是⼀个保安），对于本例，我们可以将路由器接⼝0的IP地址指定该该接⼝直连的各个主机作为默认⽹关。
这样，当本⽹络中的主机要和其它主机进⾏通信时，会将IP数据报传输给默认⽹关。
由默认⽹关帮主机将IP数据报转发出去。
那么路由器收到IP数据报之后⼜是如何转发的呢？
检查IP数据报⾸部是否出错：若出错，丢弃并告诉源主机，没错就转发。
根据IP数据报的⽬的地址在路由表中找匹配的记录，找到就转发给下⼀个该转发的，找不到就丢弃该IP数据报并告诉主机你这个我转发不了。
继续下⼀条：
注意路由器不会转发⼴播：
练习题：
总结：。
路由器转发原理
路由器转发原理
路由器转发原理是指路由器根据IP数据报的源IP地址和目的IP地址，从路由表中寻找最佳的路径，通过转发器设备将数据报按照此路径传送出去，这个过程也叫路由转发。
实现：
1. 路由器计算机识别网络传输数据报，并且使用指定的IP地址路由表根据传输数据报的源IP地址和目的IP地址，通过算术运算寻找最佳的路径传输。
2. 根据最优的路径，从传输数据报中提取出目的IP地址信息或源IP地址信息，将数据按照此路径转发至目的IP计算机。
3. 在源IP计算机向目的IP计算机传输数据报之前，源IP计算机发出一条ARP （地址解析协议）请求，源IP计算机将得到通过路由器和目的IP计算机网段上的响应，如果响应可以匹配，则证明连接有效，路由器就可以转发数据报了。
4. 如果响应不可以匹配，路由器将持续转发该请求，直到得到有效的响应，才
能完成路由转发。
packet tracer经典案例之路由交换综合篇
packet tracer经典案例之路由交换综合篇在本案例中，我们将使用Cisco Packet Tracer模拟一个具有多个网络设备的网络架构。
我们的目标是设置和配置路由器和交换机，以实现网络中不同子网之间的通信。
以下是案例中所涉及的网络设备：1. 一个集线器（Hub）：用于将多个计算机连接到网络。
它是一个多口转发器，将信息从一个端口广播到其他所有端口。
2. 两个交换机（Switch）：用于将连接到其端口的计算机相互连接起来，并在端口之间转发数据。
交换机具有更高的性能和更大的带宽。
3. 两个路由器（Router）：用于连接不同子网，并将数据包转发到目标子网。
下面是案例中所涉及的网络拓扑：+-+ +-+ +-+PC1 ++ Sw1 ++ R1+-+ +-+ +-++-+ +-+ +-+PC2 ++ Sw2 ++ R2+-+ +-+ +-+请按照以下步骤设置和配置网络设备：1. 使用布线工具将计算机（PC1和PC2）分别连接到交换机（Sw1和Sw2）。
2. 使用布线工具将交换机（Sw1和Sw2）连接到路由器（R1和R2）。
3. 配置PC1的IP地址为192.168.1.2/24，默认网关为192.168.1.1。
4. 配置PC2的IP地址为192.168.2.2/24，默认网关为192.168.2.1。
5. 进入交换机（Sw1和Sw2）的命令行界面，并为交换机配置IP地址。
在Sw1上，为VLAN 1接口配置IP地址192.168.1.1/24，在Sw2上，为VLAN 1接口配置IP地址192.168.2.1/24。
6. 进入路由器（R1和R2）的命令行界面，并为路由器配置IP地址。
在R1上，为GigabitEthernet 0/0接口配置IP地址192.168.1.254/24，在R2上，为GigabitEthernet 0/0接口配置IP地址192.168.2.254/24。
7. 在路由器（R1和R2）上配置静态路由，使得R1能够访问R2上的子网，并使R2能够访问R1上的子网。
思科网络网络学院教程
第一章：OSI参考模型与路由选择一、开放系统互连（OSI）应用层（第7层）：处理应用层的网络进程表示层（第6层）：数据表示会话层（第5层）：主机间通信传输层（第4层）：端到端连接段网络层（第3层）：地址和最佳路径分组数据链路层（第2层）：介质访问帧物理层（第1层）二进制传输比特1．对等层通信：协议数据单元（PDU）：每一层协议与对等层交换的信息。
2．数据封装：二、物理层：1．以太网（Ethernet）：指所有使用带冲突检测载波监听多路访问（CSMA/CD）的局域网。
以太网和IEEE 802.3：同轴电缆和双绞10Mbit/s100Mbit/s以太网：快速以太网双绞线100Mbit/s1000Mbit/s以太网：吉比特以太网2．以太网/802.3物理连接：10Base2：细缆185m10Base5：粗缆500m10BaseT：双绞线100m三、数据链路层：MAC地址用16进制表示，两种格式0000.0c12.3456和00-00-0c-12-34-56四、网络层：IP协议：寻找一条把数据报移到目的地的路径。
因特网控制消息协议（ICMP）：提供控制和发送消息的能力。
地址解析协议（ARP）：根据已知IP地址决定数据链路层地址。
反向地址解析协议（RARP）：在数据链路层地址已知时，决定网络层地址。
1．IP寻址与子网：IP地址分成网络号、子网号和主机，即每个地址包括网络地址、可选的子网地址和主机地址。
网络地址和子网地址一起用于路由选择，主机地址用于表示网络或子网中独立的主机。
子网掩码用于从IP地址中提取网络和子网信息。
2．路径选择：指通信穿过网云所应该采取的传输路径。
使路由器能评估到目的地的可用路径，并建立对分组的优先处理方式。
3．路径通信：网络地址包含路径部分和主机部分。
路径部分指明在网络云内被路由器使用的路径；主机部分指明网络上的特定端口或设备。
4．ICMP：是通过IP数据报传送的，它用来发送错误和控制消息。
路由器转发原理
路由器转发原理
路由器转发原理主要分为以下几个步骤：
1. 接收数据包：路由器通过网络接口接收数据包，每个数据包都包含源IP地址和目标IP地址等必要的信息。
2. 查找最佳路径：路由器根据目标IP地址来查找最佳的转发
路径。
它通过查找路由表来确定下一跳路由器或目标网络。
3. 计算转发路径：路由器使用路由协议（如OSPF、BGP等）
来计算转发路径的开销。
这些开销可能包括距离、带宽、负载等因素。
4. 转发数据包：一旦计算出最佳路径，路由器将数据包发送到相应的输出端口，以便将数据包转发给下一跳路由器或目标网络。
5. 更新路由表：路由器在转发数据包之后，可能会收到其他路由器发送的路由更新信息。
路由器将根据这些更新信息来更新自己的路由表，以便更好地选择下一跳路由器。
6. ARP转发：如果目标IP地址在本地网络中，路由器会先通
过ARP（地址解析协议）来查找目标MAC地址，然后将数据包转发给相应的主机。
7. NAT转发：在一些情况下，路由器还可能执行网络地址转
换（NAT）功能，将内部私有IP地址转换为外部公共IP地址，
以便实现局域网与公共网络之间的通信。
通过以上步骤，路由器能够准确地将数据包转发到目标网络或目标主机，实现网络通信的功能。
路由转发原理
路由转发原理路由转发是计算机网络中的一个重要概念，它指的是通过网关设备将来自源地址的数据包转发到目的地址的过程。
在本文中，我将详细介绍路由转发的原理、方法以及其在网络通信中的作用。
一、路由转发的定义与作用路由转发是指根据网络层（网络互连层）协议，通过对数据包的目的地址进行解析并选择合适的路径，将数据包从源地址传递到目的地址的过程。
其主要作用包括：1. 实现网络互连：不同的网络之间通过路由转发可以进行可靠的数据传输，实现网络间的互连。
2. 路由选择：通过路由转发可以选择最佳的数据传输路径，提高网络的传输效率。
3. 数据过滤与安全：路由转发可以根据设定的规则对数据进行过滤、筛选和安全检查，保障网络通信的安全性。
二、路由转发的原理路由转发的原理可以简单描述为以下几个步骤：1. 路由表查找：路由设备通过查找其路由表，根据数据包的目的地址找到与之匹配的路由信息。
2. 下一跳选择：路由设备通过比较不同路由的距离、成本等信息，选择下一跳的路由器或者网关。
3. 数据包封装：根据路由表选择的下一跳，将数据包封装为符合目标路由设备的传输格式。
4. 数据包转发：将封装后的数据包通过物理链路传输至下一跳的路由设备。
5. 目的地址解析：下一跳的路由设备接收数据包后，根据该设备的路由表再次查找并解析数据包的目的地址。
6. 重复上述步骤：下一跳的路由设备继续执行上述步骤，直至数据包到达目的地址。
三、路由转发的方法在计算机网络中，存在不同的路由转发方法，常见的包括：1. 静态路由：网络管理员手动设置路由表中的路由信息，主要用于小型网络环境。
2. 动态路由：通过路由协议动态学习和更新路由表，能够适应网络环境的变化，提高网络的自适应能力。
3. 默认路由：当路由表中找不到与目的地址完全匹配的路由信息时，将数据包发送到默认路由器，由其负责进一步转发。
四、路由转发的优化为了提高网络的传输效率和性能，人们提出了一些路由转发的优化方法，如下：1. 路由聚合：将多个细粒度的路由信息合并成为一个更为紧凑的聚合路由，减少路由表规模，提高数据包转发的效率。
二层转发与三层转发原理
二层转发与三层转发原理近年来，网络技术得到了迅猛的发展与普及，网络通信已经成为了人类生活的必需品。
其中，三层交换技术与二层交换技术是网络通信不可或缺的组成部分。
本文将会深入解析这两种技术的原理与应用。
一、二层转发原理二层转发技术是以 MAC 地址为关键识别单元，完成在局域网内的报文转发。
它是指通过网络交换机直接在物理层面（MAC 地址层面）实现数据包的转发，所以又称为 MAC 地址交换技术。
在进行二层转发时，交换机会从目的 MAC 地址中学习网络拓扑结构，且维护一个学习表，其中存放着每一个源 MAC 地址对应的物理端口。
当数据包发出后，交换机会查询学习表以确定目的 MAC 地址所在的端口，之后在该端口广播整个局域网内的数据包，所有其他设备都会接受到，但仅有目标设备会读取数据包，并通过 MAC 地址确认该数据包是否是自己需要的。
若该设备接收到的数据包中，目标 MAC 地址并非自身，就会直接丢在废纸篓里，并不会向上层传递，因此，如果我们希望让数据包顺利依托网络层次向目标设备传输，就需要进行三层转发。
二、三层转发原理三层交换是以 IP 地址为关键识别单元，完成在子网内和网间的报文转发。
因此也称为 IP 地址交换技术。
在进行三层转发时，交换机会在目标数据包的目的地址中解析出物理 MAC 地址和逻辑地址，并将逻辑地址与路由表相比较来决定下一个网络设备的位置，然后在物理 MAC 地址上找寻它下一个目的地址所对应的物理 MAC 地址，之后转播到相对应的端口。
交换机的路由表中会包含广域网地址（WAN）和局域网地址（LAN），因此它可以在不同子网和区域之间进行转发和路由选择。
需要注意的是，在三层交换中，不是所有的数据包都能够转发出去，因为交换机中的路由表只是一个基于软件的表，不能和路由器那样去探测和发现网络，不能实现完整的拓扑测绘和寻找最佳路由，只能选择转发。
三、二层与三层交换技术的差异1.差异性识别交换机在进行二层转发时，识别的是物理层面上的 MAC 地址信息，而在进行三层转发时，交换机会通过解析 IP 地址识别出目的设备。
CiscoPacketTracer路由器配置专题知识课件
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第4章
（5）测试网络连通性
用PING命令检验彼此间旳连通性。
C:\>ping 172.16.3.22 C:\>ping 172.16.1.11
从PC1 ping PC2 不通 从PC2 ping PC1 不通
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第4章
（6）配置路由器 2
Router>enable Router#configure terminal Router(config)#hostname ryl2 ryl2#(config)#interface f0/0 ryl2 (config-if)#ip address 172.16.3.2 255.255.255.0 ryl2 (config-if)#no shutdown ryl2 (config)#interface Serial0/0/0 ryl2 (config-if)#ip address 172.16.2.2 255.255.255.0 ryl2 (config-if)#no shutdown ryl2 (config-if)# exit
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第4章
三、 配置动态路由（配置RIP协议）（P299）
1、RIP（路由选择信息协议） RIP是一种基于距离矢量旳路由选择信息协议。 路由器搜集全部可能到达目旳地旳不同途径， 而且保存有关到达每个目旳地旳至少站点数旳途径 信息，除到达目旳地旳最佳途径外，任何其他信息 均预予丢弃。 路由器把所搜集旳路由信息用RIP协议告知相邻 旳路由器。这么，正确旳路由信息逐渐扩散到了全 网。 RIP从一种有类路由选择协议（RIP-1）改善到 了无类路由选择协议（RIP-2）。
网络转发流程
网络转发流程网络转发流程通常包括三个重要的步骤：路由查找、数据包处理和数据包转发。
下面将详细介绍网络转发的流程：一、路由查找：1.目的地址解析：当一个数据包到达路由器时，首先需要进行目的地址解析。
路由器会根据数据包的目的地址和路由表来判断数据包应该继续传输到哪个接口。
2.查找路由表：路由器通过查找路由表来确定数据包的下一跳路径。
路由表中包含了一系列的路由记录，每条路由记录包含了目的网段、下一跳地址和出口接口等信息。
路由器会根据目的地址在路由表中查找对应的路由记录。
3.路由选择：当路由器查找到目的地址对应的路由记录后，会根据一定的算法来选择最佳的下一跳路径。
常见的路由选择算法包括最短路径优先算法、距离矢量算法和链路状态算法等。
二、数据包处理：1.数据包封装：在确定了数据包的下一跳路径后，路由器会对数据包进行封装。
封装过程包括添加数据包头部和尾部信息等操作，以便能够正确传输数据包。
2.数据包处理：路由器可能还需要对数据包进行一些处理操作，比如进行NAT转换、ACL 过滤等。
这些操作能够对数据包进行一定的处理，以确保数据包可以正确传输到目的地。
三、数据包转发：1.转发数据包：当数据包完成封装和处理后，路由器会根据路由查找的结果将数据包转发到下一个路由器。
这个过程就是数据包的转发，路由器会把数据包发送到下一个路由器，直到数据包到达目的地。
2.更新路由表：在完成数据包转发后，路由器可能还需要更新路由表。
当路由器发现有数据包无法到达目的地时，会回馈路由信息，以便将不可达的路由记录从路由表中移除。
综上所述，网络转发是一种在网络中传输数据包的重要过程，它通过路由器的路由查找、数据包处理和数据包转发等步骤来实现数据包的传输。
网络转发流程的顺利进行可以确保网络中的数据可以快速、准确地传输到目的地，从而提高网络的性能和效率。
路由和数据包转发介绍
路由
指明数据包从源主机到目标主机所经过的路径。
数据包转发
指路由器或交换机根据路由表将接收到的数据包从一个接口转发到另一个接口 的过程。
数据包转发的过程
1. 接收数据包
路由器或交换机从某个接口接收到数据包。
2. 查找路由表
路由器或交换机根据数据包的地址信息在路 由表中查找对应的下一跳地址。
3. 转发数据包
根据路由表中的下一跳地址，将数据包从相 应的接口转发出去。
4. 更新路由表
根据数据包的传输情况，路由器或交换机不 断更新路由表，以确保路由的准确性。
数据包转发的策略
2. 间接转发
当目标主机与源主机不在同一个局域网内 时，数据包需要通过多个路由器或交换机
进行转发，最终到达目标主机。
A 1. 直接转发
当目标主机与源主机在同一个局域 网内时，数据包直接从源主机发送
到目标主机。
B
C
D
4. QoS转发
根据数据包的优先级、时延和带宽等质量 要求进行转发，以满足不同应用的需求。
3. 多路径转发
路由器或交换机可以选择多条路径同时进 行数据包的转发，以提高网络的可靠性和 传输效率。
03
路由协议
RIP协议
01
为了确保路由器的正确配置和管 理，用户应参考厂商提供的官方 文档和支持服务，以便获取详细 的配置指南和技术支持。
05
数据包转发的优化与安全
数据包转发的优化策略
负载均衡
通过将流量分散到多个路径或路由器上，以平衡网络负载，提高数据 包转发的效率。
流量整形
控制数据包的发送速率，以减少网络拥塞和延迟。
QoS（Quality of Servi…
路由器的管理工具与命令
思科网络学院第二期第四章
1下列哪两项是路由器的功能？（选择两项。
）正确响应您的响应确定发送数据包的最佳路径。
连接多个IP 网络。
扩大广播域。
通过使用第 2 层地址控制数据流。
管理VLAN 数据库。
此试题参考以下领域的内容：Routing and Switching Essentials∙ 4.1.1 路由器的功能2为了将数据包发送到远程目的地，必须对主机上的哪三条信息进行配置？（正确响应您的响应IP 地址DNS 服务器地址默认网关hostnameDHCP 服务器地址子网掩码主机可以使用其IP 地址和子网掩码来确定目的主机位于相同网络还是远程网络。
如果位于远程网络，主机需将数据包发送到远程目标。
DNS 服务器将名称转换为IP 地址，并且DHCP 服务器用于将IP 寻址信息自动器都不必配置为基本远程连接。
此试题参考以下领域的内容：Routing and Switching Essentials∙ 4.1.2 连接设备3请参见图示。
如图所示，网络管理员已配置了 R1。
当管理员检查串行接口的状态时，接口显示为管理性关闭。
要打开 R1 的串行接口，必须在其中额外输入什么命令？正确响应您的 响应end no shutdownipv6 enableclockrate 128000 默认情况下所有路由器接口关闭。
要打开接口，管理员必须在接口模式发出 no shutdown 命令。
此试题参考以下领域的内容：Routing and Switching Essentials∙ 4.1.3 路由器上的基本设置4哪一项功能可以将路由器与第2 层交换机区别开来？正确响应您的响应路由器支持多种类型的接口。
交换机通常支持以太网接口。
交换机使用信息表确定如何处理数据流量。
路由器不是这样。
交换机将数据包从一个物理接口转发到另一个物理接口。
路由器不是这样。
路由器可以配置IP 地址。
交换机不能。
路由器支持多种接口连接WAN，例如串行接口、DSL 和无线接口。
CCNA2-1 路由与数据包转发
第一章路由与数据包转发本章将为您介绍路由器、它在网络中扮演的角色、它的主要硬件和软件组件，以及路由过程本身。
一、路由器内部构造1、硬件组成：CPU、存储器、接口2、软件组成：IOS（Internetwork Operating System）：Cisco IOS 会管理路由器的硬件和软件资源，包括存储器分配、进程、安全性和文件系统。
Cisco IOS 属于多任务操作系统，集成了路由、交换、网际网络及电信等功能。
3、路由器启动过程：show version 命令有助于检验和排查某些路由器基本硬件组件和软件组件故障。
show version 命令会显示路由器当前所运行的Cisco IOS 软件的版本信息、bootstrap 程序版本信息以及硬件配置信息（包括系统存储器大小）。
二、路由器功能路由器的主要用途是连接多个网络，将数据包传送到本地和远程目的网络，其方法是：确定发送数据包的最佳路径、将数据包转发到目的地。
路由器使用路由表来确定转发数据包的最佳路径。
当路由器收到数据包时，它会检查其目的IP 地址，并在路由表中搜索最匹配的网络地址。
路由表还包含用于转发数据包的接口。
一旦找到匹配条目，路由器就会将IP 数据包封装到传出接口或送出接口的数据链路帧中。
路由器使用静态路由和动态路由协议来获知远程网络和构建路由表。
1、路由数据转发过程简述：R1 在相应接口接收编码后的比特流。
比特流经过解码后上传到第 2 层，在此由R1 将帧解封。
路由器会检查数据链路帧的目的地址，确定其是否与接收接口（包括广播地址或组播地址）匹配。
如果与帧的数据部分匹配，则IP 数据包将上传到第 3 层，在此由R1 做出路由决定。
然后R1 将数据包重新封装到新的第 2 层数据链路帧中，并将它作为编码后的比特流从出站端口转发出去。
R2 收到比特流，然后重复上一过程。
R2 帧解封，再将帧的数据部分（IP 数据包）传递给第 3 层，在此R2 做出路由决定。
路由器转发IP数据报的基本过程
路由器转发IP数据报的基本过程路由器是一种网络设备，它在互联网中起到了至关重要的作用。
作为数据包转发的关键设备，路由器能够将IP数据报从源地址传送到目的地址，实现网络间的数据通信。
本文将详细介绍路由器转发IP 数据报的基本过程。
一、数据包的产生在网络中，数据包是信息传输的基本单位。
当一个主机想要发送数据时，首先将数据划分为一个个较小的数据包。
每个数据包包含了源地址、目的地址和数据内容等信息。
二、路由表的建立路由器通过路由表来判断数据包的下一跳。
路由表是一种记录了网络中各个IP地址和对应的下一跳的数据结构。
在路由器中，管理员通常手动配置路由表，也可以通过路由协议自动更新路由表。
三、数据包的到达当一个数据包到达路由器时，路由器首先会检查数据包的目的地址。
路由器会在路由表中查找与目的地址匹配的路由条目。
如果找到匹配的路由条目，那么路由器就知道了数据包的下一跳。
四、选择最佳路径在路由表中可能存在多个匹配的路由条目，路由器需要根据某种路由选择算法来选择最佳路径。
常见的路由选择算法有距离矢量路由算法和链路状态路由算法。
五、数据包的转发当路由器确定了数据包的下一跳后，就需要进行数据包的转发。
路由器会将数据包发送到与下一跳相连的接口，然后通过该接口将数据包发送出去。
数据包在传输过程中，会经过一系列的中间路由器，最终到达目的地址。
六、数据包的接收当数据包到达目的地址所在的路由器时，路由器会将数据包传递给目的主机。
目的主机会对数据包进行处理，提取出有用的信息，并进行相应的操作。
七、数据包的返回在网络通信中，不仅有数据包的发送，也有数据包的返回。
当目的主机需要向源主机返回数据时，数据包会按照相同的过程进行反向传输，直到到达源地址。
总结：路由器转发IP数据报的过程可以概括为数据包的产生、路由表的建立、数据包的到达、选择最佳路径、数据包的转发、数据包的接收和数据包的返回。
通过这些过程，路由器能够实现网络间的数据通信，保障了互联网的正常运行。
路由器转发原理
路由器转发原理路由器是一种网络设备，用于在不同的子网之间转发数据包。
它是构建互联网的重要组成部分，起到连接多个网络和实现数据传输的关键作用。
路由器转发原理是指路由器如何根据网络层的路由选择算法来决定数据包传输的路径和方式。
本文将从三个方面来介绍路由器转发原理，包括路由表、转发表和路由选择算法。
一、路由表路由表是路由器内部的一张表格，记录了路由器所连接的各个网络及其对应的下一跳。
当路由器接收到一个数据包时，会根据数据包的目标地址，在路由表中查找最匹配的网络，并确定下一跳地址。
路由表中的每一项包括目标网络地址、子网掩码、下一跳地址和出接口。
通过查找路由表，路由器能够将数据包发送到正确的目标网络。
二、转发表转发表是路由器内部用于转发数据包的表格，记录了从输入端口到输出端口的转发规则。
当路由器接收到一个数据包后，会根据转发表中的规则来决定将数据包发送到哪个接口。
转发表中的每一项包括目标网络地址、子网掩码和出接口。
通过匹配目标地址和子网掩码，路由器可以确定数据包的下一跳和输出端口。
三、路由选择算法路由选择算法是路由器根据不同的策略来选择最佳路径的方法。
常见的路由选择算法有距离向量算法和链路状态算法。
距离向量算法是每个路由器根据自己所知道的距离信息，向相邻路由器发送自己的距离向量，并通过比较不同路径的距离来选择最佳路径。
链路状态算法是每个路由器通过广播链路状态信息，然后根据收到的链路状态信息计算最短路径树，并选择最短路径作为转发路径。
路由器的转发原理是基于路由表、转发表和路由选择算法的。
当路由器接收到一个数据包时，首先会查找路由表，确定数据包的目标网络和下一跳地址。
然后根据转发表，将数据包发送到正确的输出端口。
最后，根据路由选择算法来选择最佳的路径，确保数据包能够按照最快捷的方式传输到目标网络。
总结：路由器是通过路由表、转发表和路由选择算法来实现数据包的转发。
路由器根据路由表中的信息，确定数据包的下一跳地址和输出端口，并通过转发表将数据包发送到正确的接口。
路由器的报文转发原理
路由器的报文转发原理
路由器是网络中重要的网关，由于它可以转发分组，能够帮助主机寻找和连接网络，
使路由器的一些技术特别重要。
路由器报文转发是其中一项关键技术。
路由器报文转发是指当一个网络报文到达时，路由器根据其内的路由表，以及该节点
的测量距离和速率，将报文从一个网络接口转发到另一个网络接口，以实现网络的拓扑表。
具体来讲，路由器报文转发包括以下几个步骤：
1. 路由器接收到网络报文后，首先根据其IP地址解析包，确定其目的地址和源地址；
2. 然后根据路由表，确定其下一跳路由器目的地；
3. 接着根据链路状态表，确定路由器接口对应主机的特性，以及下一跳路由器的特性；
4. 接着路由器会使用网络协议（常用的有TCP/UDP、ICMP等）和主机及路由器硬件
加以组装，然后将报文重新封装；
5. 最后把报文通过接口发送到指定的下一跳节点，同时修改TTL，以便当TTL值为负时可以发回报文。
路由器报文转发有助于提高网络性能，使主机能够实现有效网络互连，利用其路由表，根据最短路径和最佳路径，可以有效地将网络报文转发到指定的目的地，增加系统的速度
和可靠性。
二层转发与三层转发原理
二层转发与三层转发原理
二层转发是基于MAC地址的转发，它只在局域网内转发数据。
在二层转发时，数据包会被交换机看到，然后交换机基于MAC地址选择正确的端口将数据包转发到目标设备。
这个过程中，交换机不会关心IP地址。
三层转发是基于IP地址的转发，它在网络中进行转发。
在三层转发时，数据包会被路由器看到，然后路由器基于IP地址选择正确的路径将数据包转发到目标设备。
这个过程中，路由器会检查目标IP地址的子网掩码，以决定数据包应该被发送到哪个接口，以便在不同网络之间进行通信。
此外，路由器还需要使用路由协议来学习目标网络的可达性信息。
总的来说，二层转发基于MAC地址，只在局域网中进行转发；而三层转发基于IP地址，允许数据包在整个网络中进行转发，包括在不同的网络之间进行转发。
交换机和路由器的数据包转发流程简述
交换机和路由器的数据包转发流程简述当交换机收到一个数据包时；交换机会将这个数据包包头的目的MAC信息提取出来，与自身的MAC地址表比较；情况一：如果找到对应项，则按MAC表进行转发；情况二：如果没找到对应项，则在除了接收到数据包以外的所有端口进行转发（广播）；解释：MAC地址表是MAC地址与端口对应的关系表；即某个MAC地址连接在某个端口；问题：当情况二发生时，需要在其他所有端口进行广播（这样做其实很不好），这个广播会到什么地方结束呢？答：——路由器。
为什么到路由器就会结束了呢？当路由器接收到一个数据包时，工作过程如下：首先提取数据包头的目的MAC信息，与自身MAC表比较：情况一：如果找到对应项，则按MAC表进行转发(与交换机一样)；情况二（亮点来了）：如果没找到则提取数据包头的目的IP信息，则与自身的路由表进行比较（又分两种情况）情况二。
1找到了对应的路由表，则按着路由表转发（与查到MAC表很像啊）。
情况二。
2没找到对应路由表，则按着缺省路由转发（发现了吗自始自终没有出现过广播）解释：路由表和MAC的区别在于，路由表存放的是目的IP下一步要去的地方的IP。
广播在路由器能够结束，原因就是路由器会在查找不到对应MAC 表时，根据目的IP进行路由。
路由过程的两种情况都不存在广播。
文章转载自:/liuaibing/article/details/7263106网络设备之间通信经过以下几个步骤：1.发送端的数据向外发送一个数据包；2.系统判断这个数据包的目标地址是否在同一个网段；3.若与发送机属于同一网段，系统直接将数据包封装成帧，通过二层设备发送到本网段内的目标地址；4.若不在同一网段，系统将数据包转发到网关，重新封装；5.网关查看数据包送达的目标ip地址；6.系统根据目标ip地址查找路由表，决定转发端口；7.重新封装转发到下一个路由器；8.网关发现目标地址属于本网段，查找MAC表（ip与mac对应关系），封装成帧发送到目标机器网卡；9.目标主机验证后传送给上层应用。
在路由器上实现UDP包转发
现象：在客户端上运行expedition客户端，启动速度较慢。
原因：在广播找加密狗，广播信息通过路由器，到达加密狗服务器上。
结论：UDP信息通过Csico路由器的Forward之后，还是UDP信息，不是TCP。
现象：Expedition客户端能正常启动运行。在服务器端上启动的Snifferpro上能发
实验二在三层交换机上实现UDP包转发
实验名称
在三层交换机上实现UDP包的转发。
实验目的
1测试Expedition加密狗的广播信息是否能通过三层交换机划分的VLAN，从而实现Expedition软件跨VLAN的访问。
2跟踪Expedition数据包的转发过程。
实验器材
硬件：
路由器Cisco 3550一台
PC机二台
加密狗一只
网线及控制线若干
软件：
Cisco IOS Version 12.1(5)T10
Expedition program
Sentinel super pro net driver and service
Sniffer pro
实验地点
上海旗盈科技(Cisco实验基地)实验室
实验步骤
1SwitchA划分VLAN；
1在Server上启动SniLvxn；
3在Server上启动Superproserver服务；
4在Client上启动Sniffer pro；
5在Client上启动Expedition客户端；
6分析结果；
非正常情况下，在路由器上不转发Server上的UDP6001
7VLAN4接到Client上，IP地址192.168.3.1 255.255.255.0；
路由表与转发表：
路由表与转发表：路由表与转发表：路由表是根据路由选择算法得出的，⽽转发表是从路由表得出的；转发表的结构应当使查找过程最优化，路由表则需要对⽹络拓扑变化的计算最优化路由表总是由软件实现的，⽽转发表可由硬件实现BGP(路径向量选择协议)：寻找⼀条能够到达⽬的⽹络且⽐较好的路由，使⽤TCPRIP与OSPF：相同点：都是因特⽹的标准协议，都要和其他路由器交换信息，且收敛过程快不同点：RIP（距离向量协议）使⽤UDP，OSPF（链路状态协议）使⽤IP；交换对象：相邻路由器、本⾃治系统所有路由器；交换内容：到达⽬的⽹络及距离、相邻路由器的链路状态；交换时间：定时、链路状态发⽣变化时；RIP⽹络规模较⼩，OSPF⽹络规模较⼤；OSPF没有坏消息传得慢IP数据报基本单位长度：⾸4，总1，偏8（⽚偏移只考虑数据部分）4位⾸部长度，16位总长度，32位源地址、32位⽬的地址在不同⽹络中传送时，MAC帧⾸部中的源地址和⽬的地址要发⽣变化，但是⽹桥在转发帧时，不改变帧的源地址0，DF，MFIPv4向IPv6的过渡：双协议栈、隧道技术专⽤地址：10.0.0.0~10.255.255.255172.16.0.0~172.31.255.255192.168.0.0~192.168.255.255划分⼦⽹原因：IP地址空间的利⽤率有时很低；给每⼀个物理⽹络分配⼀个⽹络号会使路由表变得太⼤⽽使⽹络性能变坏；两级IP地址不够灵活ARP⼴播请求分组，单播响应分组RIP 协议的优缺点：优点：实现简单、开销较⼩缺点：RIP限制了⽹络的规模，它能使⽤的最⼤距离为 15（16 表⽰不可达）；路由器之间交换的完整路由信息开销太⼤；当⽹络出现故障时，要经过⽐较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器（好消息传播得快，⽽坏消息传播得慢）。
RIP特点：RIP允许⼀个通路最多只能包含15个路由器，只适⽤于⼩型互连⽹；RIP不能在两个⽹络之间同时使⽤多条路由；RIP 选择⼀个具有最少路由器的路由（即最短路由)，哪怕还存在另⼀条⾼速(低时延)但路由器较多的路由。
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被用来连接局域网 拥有二层mac地址 可被分配三层IP地址 通常由 RJ-45接口组成
2. 广域网接口 用于连接外部网络. 依靠广域网技术, 可应用二层地址. 使用三层地址
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14
1.1.6 路由器和网络层
IP routing protocols. 常见的路由协议:
-RIP -IGRP -EIGRP -OSPF
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1.3.5 路由表原理
路由表的原则
-3 条法则: 1. 每台路由器根据其自身路由表中的信息独立作出决策.
2. 一台路由器的路由表中包含某些信息并不表示其它路由 器也包含相同的信息
38
1.4.3 等价负载均衡
等价 metric 是同样的目的地有多条等价路径 等价负载均衡解决这个问题. 路由器通过多个出口发送 数据包
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1.4.4 确定路径
包转发包括两个功能:
–找出最佳路径 –送到外出接口
通过以下三个方法之一确定结果:
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1.4.1数据包字段与数据帧字段
MAC 子层帧格式 MAC 帧字段包括:
-报头 -起始定界符 -目的 MAC 地址
-源 MAC地址
-类型/长度 -数据和填充体
-帧校验序列
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Show ip route 用于查看路由表
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现实中的路由表
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1.3.2直连网络
添加一个直连网络到路由表
直连路由出现在路由表的条件
1. 接口应该 up up. 2. IP 地址通过接口分配.
思科路由器所应用的操作系统被称为 Internetwork Operating System (IOS).
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路由器启动的主要步骤
检测路由器硬件
1.1.4 路由器启动步骤
Power-On Self Test (POST) 执行引导装入程序 定位加载 Cisco IOS 软件 -定位 IOS -加载 IOS
路由器和网络层
路由器借助目的IP地址转发数据包
路由表决定数据包的路径. 确定最佳路径 包被封装成帧 帧通过媒介以比特流的形式排列
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1.1.6路由器和网络层
Routers Operate at Layers
路由器接收一串编码比特流 比特流被解码后传至二层 路由器解压缩数据帧
5
1.1.1路由器是计算机
路由器检查数据报的目的IP地址，有助于确定最佳路径添加到路由 表中
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1.1.2 路由器的 CPU 和存储器
路由器的组成及功能
CPU – 执行操作系统的指令 随机访问存储器 (RAM) – RAM中内容断电丢失
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现实中的路由
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1.3.3 静态路由
路由表中的静态路由
-包含: 网络地址和子网掩码 以及路由下一跳IP地址或出接口 -在路由表中用S标出
-在静态或动态路由被使用之前，路由表中必须包含与远程网络相 关的直连路由
接口的类型及编号
NVRAM的容量 flash的容量配置寄存器的值思科网络技术学院理事会.
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1.1.4路由器启动步骤
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1.1.5 路由器接口
路由器管理接口：
–Console 口 –Auxiliary 口
Show running-config – 显示当前随机访问存储器中的配置 Show startup-config – 显示NVRAM中的配置文件 Show IP route – 现实路由表 Show interfaces – 显示所有接口的配置信息 Show IP int brief -显示接口的简要信息
3
1.1 路由器内部构造
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4
1.1.1路由器是计算机
路由器的基本组件
-CPU –RAM
–ROM
–操作系统
路由器是网络组成的中心
-路由器通常用于两种连接:
-WAN 连接 (连接到ISP) -LAN 连接
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路由和数据报的转发
Routing Protocols and Concepts – Chapter 1
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1
目标
了解路由器是带操作系统的计算机，而且还有专为路由 器处理而设计的硬件 尝试配置设备及应用地址.
了解路由表结构.
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1.3 建立路由表
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1.3.1 路由表介绍
路由表存储在 RAM 中，包含以下信息:
直连网络 – 一个设备连接到另一个路由器接口时会出现 远程网络连接 – 这个网络并非直接连接到某一台路由器
保留数据包传至第三层
-在这层检测目的IP地址决定路由路径 数据包被压缩封装送至出口
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1.2 CLI 的配置和编址
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1.2.1 执行最基本的编址方案
在设计新网络或规划现有网络时，请将网络记录下来。至少要绘制一 幅指示物理连接的拓扑图，以及一张列出以下信息的地址表：
执行基本的编址方案
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1.2.2基本的路由器配置
检验基本的路由配置
-使用 show running-config 命令 -存储路由器基本配置 copy running-config startup-config
-其他检验路由器的命令:
•运行操作系统:
•运行配置文件:
•IP 路由表: •ARP 缓存: •数据包缓存区:
只读存储器 (ROM) – 保存开机自检软件. ，存储路由器的启动引导程序
•bootstrap 指令
•基本的自检软件 •迷你版 IOS.
非易失 RAM (NVRAM) – 存储启动配置. 这包括IP地址，路由协议，主机名 闪存– 运行操作系统 (Cisco IOS) Interfaces – 拥有多种物理接口用于连接网络.接口类型举例:
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1.4.1 数据包字段与数据帧字段
IP数据包字段提供关于数据包发送和接受主机的信息 对于学习CCNA的同学要掌握以下几个部分:
-目的IP地址
-源IP 地址
-版本号和生存周期 -IP 包头长度
-优先级和服务类型
-数据包长度
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1.4.2 最佳路径和度量值
Metric是一个数值，用以确定到达目的地的最佳路径 Metrics 可以是一个简单的变量也可以是有多个变量符合而成 路由协议有两种Metric : -跳数 -带宽
•Metric（度量）越小路由越优先
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路由器物理接口使得路由器接受或发送数据包 每个接口连接到一个独立的网络
路由器外部由各种插孔和插座组成
接口类型:
-以太网
-快速以太网
-串口 -DSL -ISDN
-Cable
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1.1.5路由器接口
两组主要的路由器接口
了解路由器如何决定路径和数据报的交换
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索引
1.1 路由器内部构造 1.2 CLI 配置和编址 1.3 建立路由表 1.4 路径的确定与交换功能 1.5 路由器配置实验
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7
1.1.2路由器的 CPU 和存储器
路由器组件
路由器软件 Internetwork Operating System
（IOS）
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8
1.1.3 Internetwork Operating System Internetwork Operating System
3. 有关两个网络之间路径的路由信息并不能提供反向路径 （即返回路径）的路由信息.
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1.3.5路由表原理
1:
？ ？ ？
2:
3: ？
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1.4 路径的确定和交换功能
网络的详细信息 包括源信息, 网络地址和子网掩码, 下一条路由的IP 地址
建立路由表的三种途径:
直连路由 –直接连到路由器上的网络 静态路由 –管理员手工构建路由表 动态路由 –路由器之间动态学习到的路由表
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1.3.2 直连网络
-当数据包到达路由器将做以下处理: 剥离二层帧头.
根据目的IP地址选出最佳路由.
将数据包重新封装成帧. 将帧转发出去. 一个数据包从一台网络设备到另一台 -源和目的IP地址在过程中不会改变 -包在路由器之间传输其源和目的2层地址地址将随之变化 next.（二层 地址不一定总是MAC地址）
-Directly Connected Network
直接通过本路由器接口转发数据包到主机
-Remote Network