路由器在互连网中的运用

发布时间:2024-05-15 16:23 发布:上海旅游网

问题描述:

问题解答:

路由器、交换机、集线器概念及主要区别

集线器可以看成是一种多端口的中继器,是共享带宽式的,其带宽由它的端口平均分配,如总带宽为10Mb/s的集线器,连接4台工作站同时上网时,每台工作站平均带宽仅为10/4=2.5Mb/s。交换机又叫交换式集线器:可以想象成一台多端口的桥接器,每一端口都有其专用的带宽,如10Mb/s的交换式集线器,每个端口都有10Mb/s的带宽。交换机和集线器都遵循IEEE802.3或IEEE802.3u,其介质存取方式均为CSMA/CD。它们之间的区别为:

集线器为共享方式,既同一网段的机器共享固有的带宽,传输通过碰撞检测进行,同一网段计算机越多,传输碰撞也越多,传输速率会变慢;交换机每个端口为固定带宽,有独特的传输方式,传输速率不受计算机增加影响,其独特的NWAY、全双工功能增加了交换机的使用范围和传输速度。

现在交换机和集线器普遍采用了自适应(Auto-sense 或 Auto-Negotiation)技术。可以自动适应100M和10M速率。这类交换机和集线器按照以下顺序适应工作速率:100M 全双工,100M半双工,10M全双工10M半双工。Auto-Negotiation在IEEE 802.3u 中已有规定。其好处是在不需用户参与设定的情况下,自动以最高速率连接。

另外集线器上一般都有Collision灯。由于以太网络采用了CSMA/CD协议。在传输过程中可能发生冲突,此时,Collision要闪烁。如果Collision闪烁过分频繁,说明网络负载已经很重了,需要对网络进行调整或者升级。

路由器是网络中进行网间连接的关键设备。作为不同网络之间互相连接的枢纽,路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互连网络 Internet 的主体脉络,也可以说,路由器构成了 Internet 的骨架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一,它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此,在园区网、地区网、乃至整个 Internet 研究领域中,路由器技术始终处于核心地位 。路由器之所以在互连网络中处于关键地位,是因为它处于网络层,一方面能够跨越不同的物理网络类型(DDN、FDDI、以太网等等),另一方面在逻辑上将整个互连网络分割成逻辑上独立的网络单位,使网络具有一定的逻辑结构。

路由器的基本功能是把数据(IP 报文)传送到正确的网络,具体包括:IP 数据报的转发,包括数据报的寻径和传送;子网隔离,抑制广播风暴;维护路由表,并与其它路由器交换路由信息,这是 IP 报文转发的基础;IP 数据报的差错处理及简单的拥塞控制;实现对 IP 数据报的过滤和记帐等功能。(GSF)
参考资料:http://www.zhishisky.com/bao0124/193350.shtml

路由器(Router)是一种典型的网络层设备,对经过的分组进行处理,同时它还要运行路由协议,生成路由表,对每一个分组进行寻路,并转发到相应的输出端口。
路由器用于连接多个逻辑上分开的网络,所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时,可通过路由器来完成。因此,路由器具有判断网络地址和选择路径的功能,它能在多网络互联环境中,建立灵活的连接,可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网,路由器只接受源站或其他路由器的信息,属网络层的一种互联设备。它不关心各子网使用的硬件设备,但要求运行与网络层协议相一致的软件。

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。

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最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点。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。为了完成这项工作,在路由器中保存着各种传输路径的相关数据――路径表(Routing Table),供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的,也可以由系统动态修改,可以由路由器自动调整,也可以由主机控制。

1、静态路径表

由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态(Static)路径表,一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的,当网络结构的改变时需管理员手工改动相应的表项。

2、动态路径表

动态(Dynamic)路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。路由器根据路由选择协议(Routing Protocol)提供的功能,自动学习和记忆网络运行情况,在需要时自动计算数据传输的最佳路径。
二、路由器的功能

1、协议转换:能对网络层及其以下各层的协议进行转换。

2、路由选择:当分组从互联的网络到达路由器时,路由器能根据分组的目的地址按某种路由策略,选择最佳路由,将分组转发出去,并能随网络拓扑的变化,自动调整路由表。

3、能支持多种协议的路由选择:路由器与协议有关,不同的路由器有不同的路由器协议,支持不同的网络层协议。如果互联的局域网采用了两种不同的协议,例如,一种是TCP/IP协议,另一种是SPX/IPX协议(即Netware的传输层/网络层协议),由于这两种协议有许多不同之处,分布在互联网中的TCP/IP(或SPX/IPX)主机上,只能通过TCP/IP(或SPX/IPX)路由器与其他互联网中的TCP/IP(或SPX/IPX)主机通信,但不能与同一局域网中的SPX/IPX(或TCP/IP)主机通信。多协议路由器能支持多种协议,如IP,IPX及X.25协议,能为不同类型的协议建立和维护不同的路由表。这样不仅能连接同一类型的网络,还能用它连接不同类型的网络。

4、流量控制:路由器不仅具有缓冲区,而且还能控制收发双方数据流量,使两者更加匹配。

5、分段和组装:当多个网络通过路由器互联时,各网络传输的数据分组的大小可能不相同,这就需要路由器对分组进行分段或组装。即路由器能将接收的大分组分段并封装成小分组后转发,或将接收的小分组组装成大分组后转发。如果路由器没有分段组装功能,那么整个互联网就只能按照所允许的某个最短分组进行传输,大大降低了其他网络的效能。

6、网络管理:路由器是连接多种网络的汇集点,网间分组都要通过它,在这里对网络中的分组、设备进行监视和管理是比较方便的。因此,高档路由器都配置了网络管理功能,以便提高网络的运行效率、可靠性和可维护行。

三、路由器的工作流程
传统上路由器工作于网络7层协议的第三层,其主要任务是接收来自一个网络接口的分组,根据其中所含的目的地址,决定转发到哪一个下一个目的地址(可能是路由器也可能就是目的主机),并决定从哪个网络接口转发出去。这是路由器的最基本功能――分组转发功能。为了维护和使用路由器,路由器还需要有配置或者说控制功能。

根据TCP/IP协议,路由器的分组转发具体过程是:

1、网络接口接收分组。这一步负责网络物理层处理,即把经编码调制后的数据信号还原为数据。不同的物理网络介质决定了不同的网络接口,如对应于10Base-T以太网,路由器有10Base-T以太网接口,对应于SDH,路由器有SDH接口。

2、根据网络物理接口,路由器调用相应的链路层(网络7层协议中的第二层)功能模块以解释处理此分组的链路层协议报头。这一步处理比较简单,主要是对数据完整性的验证,如CRC校验、帧长度检查。近年来,IP over something的趋势非常明显,IP(处于网络层――网络7层协议中的第三层)跳过链路层而被直接加载在物理层之上。

3、在链路层完成对数据帧的完整性验证后,路由器开始处理此数据帧的IP层。这一过程是路由器功能的核心。根据数据帧中IP包头的目的IP地址,路由器在路由表中查找下一跳(NextHop)的IP地址,IP分组头的TTL(TimetoLive)域开始减数,并计算新的校验和(checksum)。如果接收数据帧的网络接口类型与转发数据帧的网络接口类型不同,则IP分组还可能因为最大帧长度的规定而分段或重组。

4、根据在路由表中所查到的下一跳IP地址,IP数据包送往相应的输出链路层,被封装上相应的链路层帧头,最后经输出网络物理接口发送出去。

路由器就是一个网络关口。如果需要访问外网就需要用他。
如果在网络地址相同的网络内相互访问。就不需要路由器了。举个例子,就象在一个城内,城内各家之间串门,不用经过城门。而要到其他城内去,则需要经过城门出去。才能到另外一个城内。在这里城门就相当于路由器。不知道这样的回答满意不。

热点新闻