《第3章路由器应用.pptVIP

计算机网络工程 王晓燕 第3章 路由器原理与实验 网络技术的复杂性导致全球出现了各种各样的网络。为了实现异种网络之间的互联，就必须使用路由器。路由技术在20世纪70年代出现，但当时网络结构相对简单，规模较小，异种网络互联需求不是很大。随着Internet的发展，路由技术在网络技术中逐渐成为关键部分，路由器也随即成为最重要的网络设备。 路由器主要完成路由，即路径选择功能。当路由器某一端口接收到一个数据包时，它以一定的策略（路由协议）将其向目的方向转发，以保证数据包在结构复杂的网络中最终到达目的地。同时它可以完成一些网络管理功能（如防火墙、包过滤、NAT等） 3.1 路由器的功能和特性 路由器的英文名称是Router，在网络拓扑结构中用图标 表示。 路由器是一个用来把多个网络连接起来的设备，它工作在OSI模型的第三层，即网络层。在Internet环境下，第三层使用的是IP协议。有些协议是不可路由的。可路由的协议包括TCP/IP、IPX/SPX和AppleTalk。而NetBEUI和SNA协议不能路由，所以采用这些协议的网络不能使用路由器。 3.1.1 路由器的功能 1. 协议转换： 路由器作为三层的网络设备，对接收来的数据进行下三层的解封装，然后根据出口协议栈对接收的数据进行再封装，最后发送到出口网络中，从而实现了不同协议、不同体系结构网络之间的互联互通。 3.1.1 路由器的功能 2. 寻址： 路由器中的寻址动作与主机中的类似，区别在于路由器不止一个出口，所以不能通过简单配置一条默认网关解决所有数据分组的转发，必须根据目的网络的不同选择对应的出口路径。 3.1.1 路由器的功能 3. 分组转发： 路由器的主要功能就是分组转发，在路由协议的支持下，路由器根据分组的目的地址将数据包从最合适的端口转发出去，从而实现远程的互连互通。 3.1.2路由器接口 (1) 局域网接口：包括以太网口、令牌环网口和光纤分布式数据接口(FDDI，Fiber Distributed Data Interface)等，用于连接局域网。以太网口的数据传输速率通常为10 Mb/s或10/100 Mb/s自适应，千兆光纤接入网络中使用的核心路由器，其Ethernet接口的速率为1 Gb/s。许多路由器的以太网的接口个数通常为1～2个。 (2) 广域网接口：在同步串行连接时，要求使用时钟设备来提供收发之间传输的精确时钟；而异步连接时，使用起始位来保证数据被目的接口完整准确地接收。 (3) 同/异步串口：使用不同的接口标准，在不同的工作方式下，具有不同的数据传输速率。在同步模式下，如果使用V.35接口标准，路由器可作为DTE(Data Termination Equipment)设备，最大速率为4.096 Mb/s；在异步模式下，如果使用V.24接口，其最大速率为114.2 kb/s。 (4) ISDN的BRI口与CE1/PRI口：BRI(2B+D)数据传输速率为2×64 kb/s+16 kb/s，CE1/PRI口可配置成支持ISDN PRI(30B+D)或分时隙E1，其最大数据传输速率为2.048 Mb/s。 (5) 备份口或辅助口(AUX口)：通过MODEM连接广域网，用做专线连接的备份或实现对路由器的远程管理。在异步模式下，其最大数据传输速率为114.2 kb/s。 (6) 配置口：使用Console线缆通过该接口对路由器进行本地配置，或使用MODEM，通过电话线对路由器进行远程配置。工作在异步模式下，数据传输速率为9600 b/s。 3.1.3 操作系统 路由器是一种专用的计算机，正如计算机必须有操作系统才能使用一样，路由器也必须有操作系统，例如Cisco公司的路由器(和交换机)专用的操作系统为Inter-network Operating System，简称IOS。 Cisco IOS软件运行于80%以上的Internet骨干网络路由器中。它提供全面的网络服务，实现丰富的网络功能，具体包括： (1) 连接多种网络。通过IOS，Cisco路由器可以连接IP、IPX、IBM和AppleTalk等网络。 (2) 提供安全服务。Cisco IOS安全服务为Internet、Intranet及远程访问网络提供安全解决方案，进而提供端到端的网络安全。 (3) 提供多种内嵌功能。Cisco IOS技术提供了多媒体、安全性、网络管理、拨号和Internet应用等许多内嵌功能