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路由器

作者: 来源: 日期:2018-9-26 10:35:45 人气:3 加入收藏 评论:0 标签:

路由器(Router),是连接因特网中各局域网、广域网的设备,它会根据信道的情况自动选择和设定路由,以最佳路径,按前后顺序发送信号。 路由器是互联网络的枢纽,"交通警察"。目前路由器已经广泛应用于各行各业,各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。路由和交换机之间的主要区别就是交换机发生在OSI参考模型第二层(数据链路层),而路由发生在第三层,即网络层。这一区别决定了路由和交换机在移动信息的过程中需使用不同的控制信息,所以说两者实现各自功能的方式是不同的。

路由器(Router)又称网关设备(Gateway)是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,可通过路由器的路由功能来完成。因此,路由器具有判断网络地址和选择IP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。


原理

传输介质

路由器分本地路由器和远程路由器,本地路由器是用来连接网络传输介质的,如光纤、同轴电缆、双绞线;远程路由器是用来连接远程传输介质,并要求相应的设备,如电话线要配调制解调器,无线要通过无线接收机、发射机。

路由器是互联网的主要结点设备。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择(routing),这也是路由器名称的由来(router,转发者)。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 的国际互联网络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,其发展历程和方向,成为整个Internet研究的一个缩影。在当前我国网络基础建设和信息建设方兴未艾之际,探讨路由器在互连网络中的作用、地位及其发展方向,对于国内的网络技术研究、网络建设,以及明确网络市场上对于路由器和网络互连的各种似是而非的概念,都有重要的意义。

出现了交换路由器产品,从本质上来说它不是什么新技术,而是为了提高通信能力,把交换机的原理组合到路由器中,使数据传输能力更快、更好。

结构

电源接口(POWER):接口连接电源。usb

复位键(RESET):此按键可以还原路由器的出厂设置。

猫(MODEM)或者是交换机与路由器连接口(WAN):此接口用一条网线与家用宽带调制解调器(或者与交换机)进行连接。

电脑与路由器连接口(LAN1~4):此接口用一条网线把电脑与路由器进行连接。

需注意的是:WAN口与LAN口一定不能接反。

家用无线路由器和有线路由器的IP地址根据品牌不同,主要有192.168.1.1和192.168.0.1两种。

IP地址与登录名称与密码一般标注在路由器的底部。

登录 无线路由器网 有的出厂默认登录账户:admin登录密码:admin

有的无线路由器的出厂默认登录账户是:admin 登录密码是空的。

启动过程

路由器里也有软件在运行,典型的例如H3C公司的Comware和思科公司的IOS,可以等同的认为它就是路由器的操作系统,像PC上使用的Windows系统一样。路由器的操作系统完成路由表的生成和维护。

同样的,作为路由器来讲,也有一个类似于我们PC系统中BIOS一样作用的部分,叫做MiniIOS。MiniIOS可以使我们在路由器的FLASH中不存在IOS时,先引导起来,进入恢复模式,来使用TFTP或X-MODEM等方式去给FLASH中导入IOS文件。所以,路由器的启动过程应该是这样的:

1、路由器在加电后首先会进行POST。Power On Self Test (上电自检,对硬件进行检测的过程)。

2、POST完成后,首先读取ROM里的BootStrap程序进行初步引导。

3、初步引导完成后,尝试定位并读取完整的IOS镜像文件。在这里,路由器将会首先在FLASH中查找IOS文件,如果找到了IOS文件的话,那么读取IOS文件,引导路由器。

4、如果在FLASH中没有找到IOS文件的话,那么路由器将会进入BOOT模式,在BOOT模式下可以使用TFTP上的IOS文件。或者使用TFTP/X-MODEM来给路由器的FLASH中传一个IOS文件(一般我们把这个过程叫做灌IOS)。传输完毕后重新启动路由器,路由器就可以正常启动到CLI模式。

5、当路由器初始化完成IOS文件后,就会开始在NVRAM中查找STARTUP-CONFIG文件,STARTUP-CONFIG叫做启动配置文件。该文件里保存了我们对路由器所做的所有的配置和修改。当路由器找到了这个文件后,路由器就会加载该文件里的所有配置,并且根据配置来学习、生成、维护路由表,并将所有的配置加载到RAM(路由器的内存)里后,进入用户模式,最终完成启动过程。

6、如果在NVRAM里没有STARTUP-CONFIG文件,则路由器会进入询问配置模式,也就是俗称的问答配置模式,在该模式下所有关于路由器的配置都可以以问答的形式进行配置。不过一般情况下我们基本上是不用这样的模式的。我们一般都会进入CLI [1]  (Comman Line Interface)命令行模式后对路由器进行配置。

工作原理示例

(1)工作站A将工作站B的地址12.0.0.5连同数据信息以数据包的形式发送给路由器1。

(2)路由器1收到工作站A的数据包后,先从包头中取出地址12.0.0.5,并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路径:R1->R2->R5->B;并将数据包发往路由器2。

(3)路由器2重复路由器1的工作,并将数据包转发给路由器5。

(4)路由器5同样取出目的地址,发现12.0.0.5就在该路由器所连接的网段上,于是将该数据包直接交给工作站B。

(5)工作站B收到工作站A的数据包,一次通信过程宣告结束。


作用功能

连通不同的网络

从过滤网络流量的角度来看,路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层,从物理上划分网段的交换机不同,路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如,一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段,只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包,路由器都会重新计算其校验值,并写入新的物理地址。因此,使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是,对于那些结构复杂的网络,使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。总体上说,在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。

信息传输

有的路由器仅支持单一协议,但大部分路由器可以支持多种协议的传输,即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则,要在一个路由器中完成多种协议的算法,势必会降低路由器的性能。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。

静态路由表: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。

动态路由表: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。

路由器是一种多端口设备,它可以连接不同传输速率并运行于各种环境的局域网和广域网,也可以采用不同的协议。路由器属于O S I

模型的第三层--网络层。指导从一个网段到另一个网段的数据传输,也能指导从一种网络向另一种网络的数据传输。

第一,网络互连:路由器支持各种局域网和广域网接口,主要用于互连局域网和广域网,实现不同网络互相通信;

第二,数据处理:提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能;

第三,网络管理:路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。

所谓“路由”,是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作,而路由器,正是执行这种行为动作的机器,它的英文名称为Router,是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读懂”对方的数据,从而构成一个更大的网络。

为了完成“路由”的工作,在路由器中保存着各种传输路径的相关数据--路由表(Routing Table),供路由选择时使用。路由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。路由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。在路由器中涉及到两个有关地址的名字概念,那就是:静态路由表和动态路由表。由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态(static)路由表,一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的,它不会随未来网络结构的改变而改变。动态(Dynamic)路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。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。

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