路由器内部构造
路由器是计算机
路由器的基本组件
- CPU
- RAM
- ROM
- 操作系统
路由器时网络组成的中心
l路由器通常用于两种链接
- WAN链接(链接到ISP)
- LAN链接
路由器通过检查数据包的目的IP地址,有助于确定最佳路径并且添加到路由表中:
路由器的CPU和存储器
路由器的组成及功能
CPU – 执行操作系统的指令
随机访问存储器 (RAM) – RAM 中内容断电丢失
运行操作系统 :
运行配置文件 :
IP 路由表 :
ARP 缓存 :
数据包缓存区 :
只读存储器 (ROM) – 保存开机自检软件 . ,存储路由器的启动引导程序
bootstrap 指令
基本的自检软件
迷你版 IOS.
非易失 RAM(NVRAM) – 存储启动配置 . 这包括 IP 地址,路由协议,主机名
闪存
–
运行操作系统
(
CiscoIOS
)
Interfaces
–
拥有多种物理接口用于连接网络
.
接口类型举例
:
路由组件
Internetwork Operating System
思科路由器所应用的操作系统被称为 Internetwork Operating System ( IOS )
路由器的启动的主要步骤
检测路由器硬件
Power-OnSelf Test (POST)
执行引导装入程序
定位加载 Cisco IOS 软件
-定位 IOS
-加载 IOS
定位加载启动配置文件或进入配置模式
-启动程序搜寻配置文件
验证路由器启动过程:
-show version命令用于查看路由器在启动过程中的信息。信息包括:
平台的 model number
镜像名称 和 IOS 版本
只读存储器中的引导程序版本
镜像文件名及存储路径
接口的类型及编号
NVRAM 的容量
flash 的容量
配置寄存器的值
路由器接口
路由器管理接口:
Console 口
Auxiliary 口
路由器物理接口使得路由器接受或发送数据包
每个接口连接到一个独立的网络
路由器外部由各种插孔和插座组成
接口类型 :
-以太网
-快速以太网
-串口
-DSL
-ISDN
-Cable
两组主要的路由器接口
局域网接口 :
被用来连接局域网
拥有二层 mac 地址
可被分配三层 IP 地址
通常由 RJ-45 接口组成
广域网接口
用于连接外部网络 .
依靠广域网技术 , 可应用二层地址 .
使用三层地址
路由器层和网络层
路由器和网络层
路由器借助目的IP地址转发数据包
路由表决定数据包的路径.
确定最佳路径
包被封装成帧
帧通过媒介以比特流的形式排列
RoutersOperate at Layers
路由器接收一串编码比特流
比特流被解码后传至二层
路由器解压缩数据帧
保留数据包传至第三层
-在这层检测目的IP地址决定路由路径
数据包被压缩封装送至出口
路由协议
静态路由
静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预,否则静态路由不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变做出反应,一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。
静态路由的有点是简单、高效、可靠。在所有的路由中,静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时,以静态路由为准。
动态路由
动态路由是网络中的路由器之间相互通信,传递路由信息,利用收到的路由信息更新路由表的过程。它能试试地适应网络结构的变化。如果路由更新信息表明发生了网络变化,路由选择软件就会重新计算路由,并发出新的路由更新信息。这些信息通过各个网络,引起个路由器重新启动其路由算法,并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然,各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。
RIP路由协议
RIP协议最初是为了Xerox网络系统的Xerox parc通用协议二设计的,是Internet中常用的路由协议。RIP采用举例向量算法,即路由器根据举例选择路由,所以也称为距离向量协议。路由器收集所有可到达目的地的不同路径,并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息,除到达目的地的最佳路径外,任何其他信息均予以丢弃。同时路由器也吧所收集到的路由信息用RIP协议通知相邻的其他路由器,这样,正确的路由信息逐渐扩散到了全网。
RIP执行非常广泛,它简单、可靠,便于配置。但是RIP只适用于小型同构网络,因为它允许的最大站点数为15,任何超过15个站点的目的地均被标记为不可达。而且RIP每隔30s一次的路由信息广播也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。
OSPF路由协议
20世纪80年代中期,RIP已不能适应大规模易购网络的互联,OSPF随之产生。它是IETF的内部网关协议工作组为IP网络而开发的一种路由协议。
OSPF是一种基于链路状态的路由协议,需要每个路由器向其同意管理域的所有其他路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息】所有的量度和其他一些变量。
利用OSPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息。并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径。而基于距离向量的路由协议仅向其邻接路由器发送有关路由更新信息。
与RIP不同,OSPF将一个自治域再划分为区,相应地有两种类型的路由选择方式:
当源和目的地在同一区时,采用区内路由选择;
当源和目的地不再同一区时,则采用区间路由选择。
这就大大减少了网络开销,并增加了网络的稳定性。当一个区内的路由器出了故障时并不影响自治域内其他区路由器的正常工作,这也给网络的管理、维护带来方便。
BGP和BGP-4
BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议,用于多个自治域之间。它既不是基于纯粹的链路状态算法,也不是基于纯粹的举例向量算法。它的主要功能是与其他自治域的BGP交换网络可达信息。各个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括网络号/自治域路径的成对信息。自治域路径包括到达某个特定网络须经过的自治域串,这些更新信息通过TCP传送出去,以保证传输的可靠性。
为了满足Internet日益扩大的需求。BGP还在不断地发展。在最新的BGP-4中,还可以将相似路由合并为一条路由。
路由表项的优先问题
在一个路由器中,可同时配置静态路由和一种或多种动态路由。他们各自维护的路由表都提供给转发程序,但这些路由表的表项间可能会发生冲突。这种冲突可通过配置各路由表的优先级来解决。通常静态路由具有默认的最高优先级,当其他路由表表项与矛盾时,均按静态路由转发。
路由表的配置过程
配置线缆链接
超级终端设置