第4章路由器工作原理和技术

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按性能档次分类

高端路由器
背板交换能力强，一般上百Gbps以上 CISCO12000/7500/7200系列

中端路由器
背板交换能力较强
CISCO4000/3600系列

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4.6 路由表及静态路由表
1、路由器实现路由功能的基本条件

首先路由器要对接口选择正确的链路层的封装 然后给路由器接口设臵逻辑地址 建立路由表
2、路由表：什么是路由表
记录能够到达网络的路由信息 •可达网络号 •转发的端口或下一跳地址
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5、路由表：静态路由的特点

静态路由的优点
工作稳定
路由器没有计算开销 无带宽占用 安全性能好

既不发送路由信息，也不接收路由信息

静态路由的缺点
配臵和维护工作量大 不能自动适应网络的变化：在网络发生问题或拓扑结
构发生变化时候
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4、静态路由和动态路由



静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的 路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静 态路由发生冲突时，以静态路由为准。 动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网 络。各种动态路由协议会不同程度地占用网络带 宽和CPU资源。 静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围， 因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。 当一个数据报在路由器中进行寻径时，路由器首 先查找静态路由，如果查到则根据相应的静态路 由转发分组；否则再查找动态路由。
4.0.0.0 S0
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7、静态路由配置
3.3.3.1/8
e0 S0 1.1.1.1/8 e0 RTA RTB S0 2.2.2.1/8 2.2.2.2/8
3.3.3.2/8
e0 S0 RTC 4.4.4.1/8 e0 RTD 4.4.4.2/8 S0 5.5.5.1/8
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IP路由方法 路由方法： 具体路由方法 下一跳方法 网络号方法 目标主机路由 默认路由

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具体路由&下一跳
Host A Host B Network
Network
目标节点 Host B
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下一跳
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网络号路由&目标主机路由
S A B C D
N1
R1
N2
S的路由表 目标节点 A B C D 下一跳 R1 R1 R1 R1 目标主机路由
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目标节点 N2
下一跳 R1
网络号路由
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低端路由器
背板交换能力一般
CISCO3600系列以下
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按结构分类

模块化路由器（下图）
通常为中高端路由器
非模块化路由器（右图）
通常为低端路由器
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按网络位置分类

核心层（骨干级）路由器
位于网络中心，要求高速可靠（热备份/双电源/双数据
R1
具体路径
Network
目标节点 Host B 目标节点 Host B 目标节点 Host B
R2
下一跳 R1 下一跳 R2 下一跳 ---
A路由表
R1，R2，Host B 具体路径 R2，Host B 具体路径 Host B
R1路由表
目标节点 Host B 目标节点
R2路由表
Host B
具体路由

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4.4 路由器的工作原理


路由器的核心作用是实现网络互连，路由器的主要工作就 是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳传输路径，并 将该数据包有效地传送到目的站点。选择最佳路径的策略 即路由算法是路由器工作的关键。所以路由器中保存着各 种传输路径的相关数据到路由表，每个路由器中都存有一 个路由表，通过路由算法，为每个路由器生成一个路由表。 路由表为路由器存储了到达网络上任一目的地所需要的一 切必要的信息。路由器根据路由表和数据包中的目的地址， 决定数据包转发的下一个节点。 路由表信息：目的网络或主机地址、掩码、网关(IP)、接 口(IP或物理接口名称)、跳数或度量值、标志
通路等），用于实现企业级网络的互联。

分发层（企业级）路由器
中大型企业和因特网服务供应商（ISP）或分级系统中
的中级系统

访问层（接入级）路由器
位于网络边缘，应用最广泛，主要用于中小企业和大
型企业分支机构中。目前最常用的接入路由器是宽带 路由器。
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LAN
LAN
LAN LAN


静态路由的基本配臵参数 命令名：config-ip route 可达网段号 转发方向 D-Link路由器命令格式： config-ip route destination-network-address submask {nexthope-address | interface} [distance] [permanent ]
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路由器的作用
路由器的核心作用是实现网络互连 分组数据转发 路由（寻径）：路由表建立、刷新、查找 子网间的速率适配 隔离网络，防止网络风暴，制定访问规则 （防火墙），实现网络的逻辑划分。 路由器所连的网络必定属于不同的冲突域和广播 域 异种网络互连
路由表和交换机交换表比较

比较：
交换机也用查表的方法决定转发路径，但该表
是“端口-MAC地址”表，存放的是端口与目的 MAC地址之间的关系，要用帧中的MAC地址查 表； 而路由器中的路由表是“端口-网络地址”表， 存放的是端口与目的网络地址之间的关系，故 要从分组中提取IP地址，并解析出其中的网络 地址部分来查表。
成本、线路可靠性等表示。（大多数情况下用步跳数来表示）
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直连路由
1.0.0.0 S1 路由器A 路由表 1.0.0.0 2.0.0.0 S1 S0 0 0 路由器A 2.0.0.0 S0 S0 路由器B 路由表 2.0.0.0 3.0.0.0 S0 S1 0 0 路由器B S1 S1 S0 路由器C 路由表 3.0.0.0 S1 0 0 3.0.0.0 路由器C 4.0.0.0
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3、路由表：路由表中路由信息的来源

直连路由
直接连接的可达网段
静态路由
手工配臵的可达网段
动态路由
动态路由协议生成的可达网段
为每台路由器配臵一个动态路由寻径协议，让
该路由协议自动形成和刷新路由表。动态路由 协议有：RIP、RIPⅡ、IGRP 、EIGRP、OSPF、 IS－IS、BGP、EGP等。
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路由的基本概念：路由的工作过程

转发数据包： 拆掉收到的第二层的帧头 不改变第三层的包头，根据包头信息转发数据包 根据目标网络的数据链路层类型重新封装第二层的帧
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4.5 路由器典型性能指标
1. 全双工线速转发能力 重要性能指标。是指以最小帧长(64B)和最小包间隔在路 由器端口上的双向传输。 2. 设备吞吐量 重要性能指标。单位：转发包数量每秒。设备吞吐量通常 小于等于路由器所有端口吞吐量之和。 3. 端口吞吐量 单位：包/秒，端口包转发能力 4. 路由表能力 指路由表内所容纳路由表项数量的极限。核心路由器的重 要指标。与内存、CPU和路由协议计算能力有关。 5. 转发表能力 路由器对数据包的转发主要依据路由表，取决于专用资源， 例如网络处理器芯片等。

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4.2 路由器的分类

形形色色的路由器
Cisco 837 ADSL Broadband Router
Cisco 12000 Series Routers
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CISCO 3800 SERIES INTEGRATED SERVICES ROUTERS
第4章 路由器工作原理和技术
网络系统集成技术 Networks System Integrating
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2010年7月第3版
第四章 路由器工作原理和技术
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本章主要内容




4.1 路由器的概念 4.2 路由器的分类 4.3 路由器的功能 4.4 路由器工作原理 4.5 路由器性能指标 4.6 路由表及静态路由表 4.7 动态路由协议及动态路由 4.8 Windows环境下常用路由操作命令 4.9 路由器接口的连接 4.10 路由器的配置 4.11 路由汇聚 4.12 路由器产品及技术参数