路由器工作原理和技术要点

路 由 器 程的 工 作 流
路由器的功能

异种网络的互联
可用完全不同的数据分组和介质访问方法互联各种子
网。只接收源站或其他路由器的信息，而不关心各子 网所用的硬件设备（但要求运行与网络层协议相一致 的软件）。
网络地址判断、最佳路由选择和数据处理(加密/优 先级/过滤等） 支持复杂的网络拓扑结构 网络互联和路由选择（中间节点路由器） 分隔子网和隔离广播（边界路由器）
路由器工作图
在此通信过程中，数据包 的协议地址始终不变，而 物理地址在不同子网中有 不同的值。
路由器常用计量标准(Metric)


ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
跳数（hop）——数据包到达目的地所必须经过的路由器数 目 带宽（bandwidth）——链路传输数据流容量的能力 延时（delay）——从源节点发送一个数据包到目的节点所 需时间 负载（load）——网络资源（如路由器、链路等）的繁忙程 度 可靠性（reliability）——指每一链路的可靠性（通常用误码 率来描述） 滴答数（tick）——在数据链路上用IBM PC时钟表示的延时 （1 tick=1/18s，约55ms） 开销（cost）——基于带宽、费用或其他因素的任意值，通 常由网络管理员指定
路由与桥接：性能特点
两者均为网络互联,但
桥接 功能发生在数据链路层，转发的依据是帧
中的信息（MAC地址）。硬件处理，转发速度较 快，无广播抑制功能，价格较低，适合于局域网、 企业网等内部子网间互联。 路由 功能发生在网络层，转发的依据是数据报 中的信息（IP地址）。软件处理，转发速度较慢， 可完全抑制广播，价格较高，适用于大网络和复 杂网络拓扑结构，主要用在外网与内网的隔离处 或在广域网中作中间转发结点。
划分标准和型号仅供参考
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
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
路由选择协议
路由协议（routed protocol） 含有使数据包路由用的寻址和控制信息（故又称为 “路由协议”）。它们根据路由选择协议实现互连 网络之间的路由。常用路由协议有：IP协议， AppleTalk，DECnet和Novell NetWare等。 路由选择协议（routing protocol） 执行某个路由算法实现路由功能。路由算法用于初 始化和定期更新“路由表” （routing table）中的 信息，并进行实际的路径选择。

莆田学院现代教育技术中心 2005 年3月
按性能档次分类

高端路由器
背板交换能力大于40Gbps CISCO12000/7500/7200系列

中端路由器
背板交换能力大于25～40Gbps CISCO4000/3600系列

低端路由器
背板交换能力小于25Gbps CISCO3600系列以下
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。
按功能分类
通用路由器
专用路由器
为实现某种特定功能对路由器接口、硬件等做专
门优化（如拨号、VPN）
线速路由器
以线路速率高速转发数据（高端路由器）
非线速由器
动态路由表： 由路由选择协议自动生成和更新维护
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。
路由器工作原理和技术
本章主要内容
路由器的概念 4.2 路由器的分类 4.3 主要路由协议 4.4 路由器的连接 4.5 路由器的配置 4.6 路由器主要技术
4.1
形形色色的路由器
Cisco 837 ADSL Broadband Router
Cisco 12000 Series Routers
转发时有一定间断和延时（中低端路由器）
4.3 主要路由协议

路由器工作方式 所谓“互连网络”，就是由若干路由器连接起来的 一组网络。路由器的主要作用是将所接收到的信息 包按其附加的地址信息传送给另一个网络。一个路 由器通常连接几个网络，如果通往目标网络有几条 传输路径可行，路由器将根据预先设定的所谓“计 量标准”（metric）选择最佳路径。 路由选择——选择最佳路径 最佳判断——计量标准

Identifying Static and Dynamic Routes 路由器中一张存储了网络拓扑信息内容的表，它包含一组
条目，指定可以到达其他网络的路由器端口的IP地址。

Static Route
Uses a route that a
Dynamic
Route
Uses a route that a
CISCO 3800 SERIES INTEGRATED SERVICES ROUTERS
莆田学院现代教育技术中心 2005 年3月
4.1 路由器的概念
工作在OSI参考模型第三层(网络层)的数据包
转发设备 具有判断网络地址和选择路径的功能 根据收到的数据包中的网络层地址和路由器 内部维护的路由表决定输出端口和下一跳地 址 通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑, 并通过与网络上其他路由器交换路由和链路 信息来维护路由表
network administrator enters into the router manually
静态路由表： 网络管理员人工设置和更新维护
network routing protocol adjusts automatically for topology or traffic changes