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路 由 器 知 识 讲 座 主要内容 网络的体系结构 路由器的基本功能 路由器的工作原理 Cisco路由器产品介绍 路由器的基本配置 路由器连网中的故障分析 一、网络的体系结构 把计算机机网络要实现的整体功能给予结构化和模块化，把整体功能划分为几个相对独立的子功能层次，各功能层次间有机连结在一起，下层支持上层，上层调用下层，即组成了网络整体的分层体系结构。 ISO/OSI七层参考模型 数据链路层 组织成帧和实现介质访问控制，并用校验、确认重发等机制把物理链路提升为无差错的数据链路。 把无特征的二进制位流组织成帧（Frame），在帧头加源目的物理地址，保证以帧为单位可靠地将数据传输到目的地。 数据链路层 分为MAC（介质访问控制）子层和LLC（逻辑链路控制）子层。 MAC主要是组织帧、封帧和解帧，并对网上多个站点实现介质访问控制。 LLC在顶端提供多个服务访问点LSAP，可为多个用户进程提供多条数据链路复用同一物理链路。 网络层 对数据包从源节点，经由中间一些节点到目的节点的路径进行选择（包括建立、维持、拆除等）和分组交换及流量控制技术，实现点到点的数据传输，使传输层摆脱路由选择、交换方式、拥护控制等网络细节，实现端到端的数据传输。 TCP/IP分层结构 应用层（进程） 传输层（TCP和UDP） 网际层（IP） 传输层（TCP和UDP） 网际层（IP） TCP/IP逻辑网络与上下层关系 TCP/IP数据的封装过程 数据传输的过程 路由器正是工作在IP下三层的通信子网上，从而屏蔽了底两层物理网络的差异，实现各种网络的互联。 二、路由器的功能 主要功能 连接多个独立的网络或子网 实现网间最佳寻径和数据报传送 流量管理：包过滤、负载分流、负载均衡、优先 冗余和容错 数据压缩、加密 网络互联 路由器总是有多个LAN和WAN端口，每个端口所联的网段是一个独立的网络或子网号。 网络互联 路由器能对其互联的两个异构形网络的帧格式进行转换。 网络互联 路由器所联网络的广播包被隔离在本网段之内，起到了防火墙作用。根据统计的80/20规律，一个网络应用的80％信息是在同一个LAN中交换的，使80％的信息不会经路由器转到其它网络上，隔离广播风暴，从面提高了整个网络的带宽。 网间寻径和数据传送 寻径的依据是经过每个路由器中的路由表。 路由表指明了从源站点到目的站点的一条路径。 路由协议是生成路由表的方法，分为静态路由协议和动态路由协议。 网间寻径和数据传送 静态路由协议：手工为每台路由器编写一张固定不变的静态路由表； 动态路由协议：为每台路由器配置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。 流量管理 包过滤：过滤某些用户不需要的信息流，减少网络流量，缓解网络阻塞。包括对特定的工作站、某些网络或子网、某些协议。 流量管理 优先权：对特定服务的包给予特别的优先权，使某些对延时敏感的包快速通过。 排队：对某几类服务进行排队通过 解决拥塞问题 输出速度跟不上输入速度，路由器的缓存可能被淹没。 采用源抑制，发现拥塞时，向源主机发送源抑制的ICMP报文，源主机收到报文后，降速发送。 冗余和容错 负载分流（Load Sharing） 负载均衡（Load Balancing） 双路由热备份（Hot-Stand-By） 三、路由器工作原理 路由器的工作原理 路由器的结构和启动过程 路由器的基本配置 路由器的工作原理 路由器工作在OSI模型中下三层，最高层为网络层，通过统一的第三层来屏蔽底两层的不同，从而实现多个独立的异种网互联，并通过路由表实现寻径；由于是一个存储－转发设备，可以实现包的过滤、优先、排队等流量管理。 路由器的工作原理 路由器的工作原理 Cisco路由器的IOS（Internetwork Operating System）是路由器的操作系统,就象计算机的操作系统一样。 路由器内存体系结构 内存 :ROM ROM：相当于PC的BIOS。存放引导程序和IOS的一个最小子集。 为只读存储器，系统掉电，程序不会丢失。 内存 ：Flash Flash：包含压缩的IOS和微代码 是一种可擦写，可编程的ROM，系统掉电，程序不会丢失。 内存 ：NVRAM NVRAM（No-Voliate RAM）：存放路由器的配置文件。 系统掉电，程序不会丢失。 内存 ：RAM 动态内存，系统掉电，内容丢失。 路由器的启动过程 首先运行ROM的程序，进行系统自检和引导，然后读Flash内的IOS，装入DRAM中，并从NVRAM中读入路由器的配置，计算并生成路由表。 路由表生成过程 开机初始化时形成初步路由表 通过与相邻路由器交换路