通讯与网络第7周1.ppt

路由器的功能 连接WAN，如X. 25、ISDN、帧中继、ATM、卫星链路、微波、租用或拨号电话线，同步或高速链路等 连接LAN，如Ethernet、Token Ring、FDDI、Fast Ethernet、ATM、Gigabit Ethernet等 数据处理，包括过滤、转发、优先级、复用、加密、压缩等数据处理功能 协议转换，不同网络包括LAN与WAN间网络协议的转换，以及路由协议处理功能 管理功能，包括路由器的配置管理，容错管理（如链路自动备份）、均衡负载性能管理、防火墙安全功能和支持SNMP管理管理等功能。 路由器的结构与技术 路由协议 存储 转发 管理 三层路由协议结构 最低层（子网内部）称作“端系统到中间系统（ES-IS）路由信息交换”协议。 中间层（域内）称作“中间系统到中间系统（IS-IS）路由信息交换”协议。 最高层（域间），不同域的路由器通过更复杂的交互来发现对方，这种交互应携带大量管理、控制消息来表明域间依赖关系。 管理功能 缓冲区管理，提供通信子网的接收和发送缓冲区的管理，以及网络层报文分段和重组所需的缓冲区管理。 计时器管理，为网络层协议进程提供计时服务，包括建立、设置、删除、关闭计时器，超时指示处理。 多任务调度的服务管理，包括建立、唤醒、选择待执行的任务，挂起、删除等。 拥塞控制 路由器拥塞：当路由器连接的子网的速率不同时，会导致路由器缓存区的溢出；或当信息量增长过快超过路由器处理能力时，路由器开始丢失包，我们称之为路由器发生拥塞。 路由器拥塞的出现意味着负荷大于路由器所能处理的程度，因此增加路由器的处理能力或减少负荷都能缓解拥塞。 拥塞控制的基本方法 弃包：当缓存区满时，暂时丢弃新来的包，（重发任务由传输层完成）。其优点是简单，缺点是将导致恶性循环，如果一个路由器没有空闲缓冲区可用，它必须丢掉新到来的包。 输入缓存区限制：有选择地暂时丢弃新来的包。对来自本地网的包的数量加以限制，对远程网的包的数量则不加以限制。 反馈控制源点：拥塞时，向发来数据包的源点发送反馈信息，使其放慢该方向的数据包发送速度，它允许问题出现并设法解决。 路由器内部存储器 路由器内部存储器为路由器不同的功能应用提供不同类型的存储器，一般由以下几个部分组成： A．ROM：存放上电时诊断、启动（boot strap）、基本操作系统软件（子集）； B．Flash：作为可擦除可重编程的ROM，存放操作系统镜像和微码； C．NVRAM：非易失性（Nonvolatile）RAM，存放路由器配置文件（备份配置文件）； D．RAM：当上电后，路由器内部存储器为路由器配置文件提供临时运行存储空间，以及存放路由表（Routing table）、ARP表，作为（独享或共享的）快速交换Cache、包队列和缓存。 路由器的四种交换方式： 处理器交换 快速交换 优化交换 NetFlow交换 处理器交换 当第一个数据包从接口模块进入路由器后，数据包被放入共享内存；路由器快速地读取包的目标网络地址，此时在NetFlow交换高速缓存或快速交换缓存中都找不到这个网络地址的相应条目，数据包头被读入系统内存进行处理；路由器查找路由表找到相应的路由条目，根据这个条目的内容改写包头，并将这路由条目放入快速交换缓存；然后数据包从共享内存移到接口模块进行CRC错误检验计算后送出，这个过程就是处理器交换。 处理器交换过程开销很大，故数据包的处理速度较低。 快速交换 当紧接着的数据包进入路由器后，就无需进行处理器交换，路由器在读取包头内容后直接查找快速交换高速缓存进行匹配，数据包头直接改写后就从接口送出，这就是快速交换的过程。 快速交换过程整个过程很短，因此快速交换的速度非常高。 优化交换 对于IP协议，路由器还建立一个优化高速缓存，数据包进入路由器后存放在共享内存中，通过处理器交换过程产生优化高速缓存的条目，随后的数据包就在优化高速缓冲进行匹配后高速地交换出去，从而进一步提高路由器交换性能。 为什么需要NetFlow交换？ 当IOS的增值服务功能加载后，优化高速缓存中的条目就不能匹配，只能采用快速交换而不能采用优化交换来处理这些数据包，此时路由器的交换性能就达不到最佳值，性能大大下降。 增值服务：包括队列排序、记帐服务、访问权限过滤表、服务质量保证、数据包加密和数据包压缩。 NetFlow交换 NetFlow技术在RSP中创建一个NetFlow交换高速缓存，第一个数据包先进行处理器交换处理，首先在路由表中查找路由条目，接着访问权列表处理、队列排序处理、记帐处理等过程。 上述过程为传统的交换处理过程，速度很慢，但它会在NetFlow高速缓存中产生一个NetFlow条目，除通常的路由内容外，它还包括协议类型、传输层和应用层之间的接口号、界面类型等增值服务所需的有关参数。 随后的数