1、第1页，共21页。物理层网络层传输层层应用层中继器、HUB网桥、交换机（二层）路由器、三层交换机网关数据链路层OSI七层对应层互连设备第2页，共21页。什么情况下使用路由器？第3页，共21页。是什么把网络相互连接起来？是什么把网络相互连接起来？是路由器。路由器是互联网络的枢纽、是路由器。路由器是互联网络的枢纽、“交通警交通警察察”。目前应用于各行各业，各种不同档次的产品已经成为实现各种骨干网内部互。目前应用于各行各业，各种不同档次的产品已经成为实现各种骨干网内部互联互通业务的主力军联互通业务的主力军。路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网路由器是一种连接多个网络或网段的网
2、络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行段之间的数据信息进行“翻译翻译”，以使它们能够相互，以使它们能够相互“读读”懂对方的数据懂对方的数据，从而构成一个更大的网络。路由器工作在网络层，比中继器、网桥、交，从而构成一个更大的网络。路由器工作在网络层，比中继器、网桥、交换机更复杂。换机更复杂。一般说来，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成，它一般说来，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成，它是网络中网间连接的关键设备。是网络中网间连接的关键设备。第4页，共21页。路由器是互联网的主要节点设备。路由器构成了路由器是互联网的主要节点设备。路由器构成了 Internet的骨架
3、的骨架，它的处，它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一。理速度是网络通信的主要瓶颈之一。路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。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到目的站点最佳传输路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到目的站点最佳传输路径，并将该数据有效地传送。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关径，并将该数据有效地传送。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。这项工作是因在路由器中保存着各种传输路径的相关数据键所在。这项工作是因在路由器
4、中保存着各种传输路径的相关数据路径表（路径表（RoutingTable）供路由选择。）供路由选择。第5页，共21页。路由器互连与路由器互连与网络协议有关，它网络协议有关，它利用网络层定义的利用网络层定义的“逻辑地址逻辑地址”来区来区分不同的网络，实分不同的网络，实现网络的互连和隔现网络的互连和隔离。离。主机发送数据目标和主机在一个网络主机广播ARP请求，得到MAC地址主机向目标地址发送数据主机将数据转发本机默认网关路由器根据目的IP查询路由表是否有到达目的地址的下一跳出口与目标网络直接相连向主机报告差错报文第6页，共21页。路由器实际上就是一台计算机路由器实际上就是一台计算机路径选择的计算机。
5、路径选择的计算机。路由器具有四个要素：输入端口、输出端口、交换开关和路由器具有四个要素：输入端口、输出端口、交换开关和路由处理器。路由处理器。输入端口是物理链路和输入包的进口处。输入端口是物理链路和输入包的进口处。输出端口在包被发送到输出链路之前对包存贮，可以实现复杂的调输出端口在包被发送到输出链路之前对包存贮，可以实现复杂的调度算法以支持优先级等要求。度算法以支持优先级等要求。交换开关可以使用多种不同的技术来实现。迄今为止使用最多的交换开关可以使用多种不同的技术来实现。迄今为止使用最多的交换开关技术是总线交换开关技术是总线、交叉开关和共享存贮器。、交叉开关和共享存贮器。路由处理器计算转发表实
6、现路由协议，并运行对路由器进行配路由处理器计算转发表实现路由协议，并运行对路由器进行配置和管理的软件。同时置和管理的软件。同时，它还处理那些目的地址不在线卡，它还处理那些目的地址不在线卡转发表中的包。转发表中的包。第7页，共21页。1接入路由器接入路由器接入路由器连接家庭或接入路由器连接家庭或ISP内的小型企业客户。内的小型企业客户。2企业级路由器企业级路由器企业或校园级路由器连接许多终端系统，其主要目标是以尽量便宜企业或校园级路由器连接许多终端系统，其主要目标是以尽量便宜的方法实现尽可能多的端点互连，并且进一步要求支持不同的服的方法实现尽可能多的端点互连，并且进一步要求支持不同的服务质量。务
7、质量。3骨干级路由器骨干级路由器骨干级路由器实现企业级网络的互联。对它的要求是速度和可靠骨干级路由器实现企业级网络的互联。对它的要求是速度和可靠性，而代价则处于次要地位。性，而代价则处于次要地位。4.核心路由器核心路由器第8页，共21页。路由器的基本功能是把数据（？）传送到正确的网路由器的基本功能是把数据（？）传送到正确的网络。包括：络。包括：1IP数据报的转发，包括数据报的路径选择和传送。数据报的转发，包括数据报的路径选择和传送。2子网的隔离，抑制广播风暴。子网的隔离，抑制广播风暴。3维护路由表，并与其他路由器交换路由信息。这维护路由表，并与其他路由器交换路由信息。这是是IP报文转发的基础。
8、报文转发的基础。4IP数据报的差错处理及简单的拥挤控制。数据报的差错处理及简单的拥挤控制。5实现对实现对IP数据报的过滤和记帐。数据报的过滤和记帐。第9页，共21页。每台路由器都保存着一张路由表（也叫每台路由器都保存着一张路由表（也叫IP选路表），该表存储选路表），该表存储着有关可能的目的地址及怎样到达目的地址的信息，在着有关可能的目的地址及怎样到达目的地址的信息，在传送传送IP数据报时就查询该数据报时就查询该IP路由表，决定把数据报发往何处。路由表，决定把数据报发往何处。如：如：第10页，共21页。认识路由表通过命令窗口输入：route print 第11页，共21页。认识路由表第12页，共
9、21页。认识路由表第13页，共21页。认识路由表第14页，共21页。IP路由表包含下面这些列信息：路由表包含下面这些列信息：目标目标目标是目标主机、子网地址、网络地址或默认路由。目标是目标主机、子网地址、网络地址或默认路由。网关网关网关是数据包需要发送到的下一个路由器的网关是数据包需要发送到的下一个路由器的IP地址。地址。接口接口接口表明用于接通下一个路由器的接口表明用于接通下一个路由器的LAN或请求拨号接口。或请求拨号接口。跃点数跃点数跃点数表明使用路由到达目标的相对成本。常用指标跃点数表明使用路由到达目标的相对成本。常用指标为跃点，或到达目标位置所通过的路由器数目。为跃点，或到达目标位置所
10、通过的路由器数目。协议协议协议显示获知路由的方式。如果协议显示获知路由的方式。如果“协议协议”栏列出栏列出RIP、OSPF或任何非或任何非“本地本地”的内容，则表明路由器正在接收路由。的内容，则表明路由器正在接收路由。第15页，共21页。静态路由表静态路由表静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息。当网络的静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息。当网络的拓扑结构或链路的状态发生变化时，网络管理员需要手工去修拓扑结构或链路的状态发生变化时，网络管理员需要手工去修改路由表中相关的静态路由信息。改路由表中相关的静态路由信息。动态路由表动态路由表动态动态路由路由是由是由路由路由器每隔一段时间自动
11、生成器每隔一段时间自动生成路由路由表，由不同表，由不同的协议可以实现，比如的协议可以实现，比如OSPF，RIP等。等。第16页，共21页。第17页，共21页。第18页，共21页。RIP、OSPF和和BGP协议协议互联网上现在大量运行的路由协议有互联网上现在大量运行的路由协议有RIP（RoutingInformationProtocol-路由信息协议）、路由信息协议）、OSPF（OpenShortestPathFirst-开放式最短路优先）开放式最短路优先）和和BGP（BorderGatewayProtocol边界网关边界网关协议）。协议）。RIP、OSPF是内部网关协议，适用于是内部网关协议，
12、适用于单个单个ISP的统一路由协议的运行，由一个的统一路由协议的运行，由一个ISP运营运营的网络称为一个自治系统。的网络称为一个自治系统。BGP是自治系统间的路由是自治系统间的路由协议，是一种外部网关协议。协议，是一种外部网关协议。第19页，共21页。RIP是推出时间最长的路由协议，也是最简单的路由协议。它主要传递路由信息是推出时间最长的路由协议，也是最简单的路由协议。它主要传递路由信息（路由表）来广播路由。每隔（路由表）来广播路由。每隔30秒，广播一次路由表，维护相邻路由器的关系，秒，广播一次路由表，维护相邻路由器的关系，同时根据收到的路由表计算自己的路由表。同时根据收到的路由表计算自己的路
13、由表。RIP运行简单，适用于小型网络。运行简单，适用于小型网络。OSPF协议是协议是“开放式最短路优先开放式最短路优先”的缩写。它通过传递链路状态（连接信息）来得的缩写。它通过传递链路状态（连接信息）来得到网络信息，维护一张网络有向拓扑图，利用最小生成树算法得到路由表。到网络信息，维护一张网络有向拓扑图，利用最小生成树算法得到路由表。OSPF是是一种相对复杂的路由协议。一种相对复杂的路由协议。BGP处理各处理各ISP之间的路由传递。其特点是有丰富的路由策略，这是之间的路由传递。其特点是有丰富的路由策略，这是RIP、OSPF等协等协议无法做到的，因为它们需要全局的信息计算路由表。议无法做到的，因为它们需要全局的信息计算路由表。BGP通过通过ISP边界的边界的路由器加上一定的策略，选择过滤路由，把路由器加上一定的策略，选择过滤路由，把RIP、OSPF、BGP等的路由发送到对等的路由发送到对方方。BGP运行在相对核心的地位，一旦出错，其造成的损失可能会很大！运行在相对核心的地位，一旦出错，其造成的损失可能会很大！第20页，共21页。IP数据报传输与处理过程数据报传输与处理过程第21页，共21页。
