讲师：兰青青手 机： 13388198433

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局域网组建与维护局域网组建与维护(( 高级路由与交换技术高级路由与交换技术 ))

路由器的概念

路由器基本工作原理

路由器的分类与发展

路由器的参数指标

课程内容课程内容

在十字路口…… 快闪开，我要迟到了！

去九寨沟怎么走啊？

呵呵，开老爷车出去溜达溜

达

浪漫之旅开始了～

路由器的基本概念路由器是 IP互联网络的主要枢纽节点设备、“交通警

察”

网络上传输的 IP数据包就是“行人、车辆”

192.168.1.0/24

172.140.1.0/24

100.100.1.0/24

211.112.1.0/24

Router

路由器的功能• 实现远程网络的互联（ DDN 、 LAN 、 ATM… ）；• 数据在各种链路协议间的转换（ HDLC 、 PPP 、 F

R ），隔离网络广播；• 流量管理（ QOS ）；• 互联网络的“邮递员”－数据包路由（静态路由、动

态路由…）；

路由器在 TCP/IP体系中的地位

物理层数据链路层

网络层传输层

实体 A 实体 B

应用层

Packets 分组

Router

物理层数据链路层

网络层传输层

应用层

物理层数据链路层

网络层

路由器的概念

路由器基本工作原理

路由器的分类与发展

路由器的参数指标

课程内容课程内容

路由器工作的基础－路由

路由（ Routing）是指导 IP报文发送的路径信息。

我想去 192.168.1.1

请走 R2方向

R1

R2

R3

R4

请走 R4方向

从以太口方向出去就到了。

192.168.0.1/24

192.168.1.1/24

路由器转发数据的关键－路由表

1.1.1.1/24

1.1.0.1/24

1.1.2.1/24

1.1.3.1/24

• 路由表（ routing table ，也称路径表）

• 路由表条目的基本规则： 如果有数据包要往 XXX 地址（网段）去， 将它转发给下一个路由器（地址 XXX ）。 或者从本路由器的 XXX 接口直接发出去。

1.1.4.0 255.255.255.0 1.1.1.2

1.1.5.1 255.255.255.255 1.1.3.2

0.0.0.0 0.0.0.0 1.1.2.1……

1.1.2.0 255.255.255.0 F0

1.1.1.2/24

1.1.4.1/24

保证路由表的准确性

我想去 192.168.1.1

R1

R2

R3

R4

192.168.0.1/24

192.168.1.1/24

我不知道，去找 R2吧。

我觉得 R3知道怎么走……

别烦我～ R1才是你该去找

的 !

路由的来源• 链路层协议发现的直连路由

开销小，配置简单，无需人工维护。只能发现本接口所属网段路由。

• 链路层协议发现的直连路由开销小，配置简单，无需人工维护。只能发现本接口所属网段路由。

• 手工配置静态路由无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网络。

• 手工配置静态路由无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网络。

• 动态路由协议发现的动态路由开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。

• 动态路由协议发现的动态路由开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。

静态路由的特点

• 静态路由：是网络管理员在路由器中设置的固定的路由表，除非人为干预，否则不会发生变化，一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。

• 静态路由的优点：简单、高效、可靠，优先级最高；• 静态路由的缺点：配置繁琐，而且无法适应网络环境的变化，

配置繁琐。

• 静态路由：是网络管理员在路由器中设置的固定的路由表，除非人为干预，否则不会发生变化，一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。

• 静态路由的优点：简单、高效、可靠，优先级最高；• 静态路由的缺点：配置繁琐，而且无法适应网络环境的变化，

配置繁琐。

一切按章程办～

Router A Router B

动态路由的特点

• 动态路由：网络中的路由器之间运行动态路由协议，相互通信、传递路由信息，利用收到的路由信息更新路由表。一般适用于大型、拓扑经常变动的网络中。

• 动态路由的优点：配置简单，并能实时地适应网络结构的变化。如果发生了网络变化，就会引起网络中所有路由器重新计算路由。

• 动态路由的缺点：各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和 CPU 资源。

• 动态路由：网络中的路由器之间运行动态路由协议，相互通信、传递路由信息，利用收到的路由信息更新路由表。一般适用于大型、拓扑经常变动的网络中。

• 动态路由的优点：配置简单，并能实时地适应网络结构的变化。如果发生了网络变化，就会引起网络中所有路由器重新计算路由。

• 动态路由的缺点：各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和 CPU 资源。

Router A Router B

兄弟，咱们来交流下吧～

好啊，多个朋友多条路～

路由转发的基本原理

• 匹配主机路由

• IP packet

• 不可达，丢弃

• 匹配网段路由

• 匹配缺省网关

• 最长掩码匹配规则

• 最长掩码匹配规则

我要到迈普公司。

迈普公司走左边这条路。

迈普在高新区，走这边。

我不清楚，你去找这个人吧

抱歉，我不知道。

• 封装并发送数据帧

• 链路层寻址

• 数据包分段（ MTU 值）

• IPSec 隧道加密处理－－可选

• 地址转换（ NAT ）处理－－可选

• 生存时间 TTL 处理

• 转发验证（ ACL ）－－可选

• IP 包本地提交与转发寻径

• IP 包头完整性验证及选项处理

路由器简要工作流程• 接收帧，去掉帧头分解出 IP 数据包

路由器的概念

路由器基本工作原理

路由器的分类与发展

路由器的参数指标

课程内容课程内容

路由器的分类（ 1）

• 按路由器功能的实现方式分类： 按路由器功能的实现方式可分为软件路由器和硬件路由器 。

• 按路由器功能的实现方式分类： 按路由器功能的实现方式可分为软件路由器和硬件路由器 。

路由器的分类（ 2）

• 按功能是否模块化分类： 按功能是否模块化分类可分为模块化结构的路由器和固定配置路由器。

• 按功能是否模块化分类： 按功能是否模块化分类可分为模块化结构的路由器和固定配置路由器。

路由器的分类（ 3）

• 按适用的网络环境分类： 按适用的网络环境可分为电信级路由器、企业级路由器和家用路由器。

• 按适用的网络环境分类： 按适用的网络环境可分为电信级路由器、企业级路由器和家用路由器。

高性能，高可靠性

多业务支持，高扩展性

宽带环境专用，经济性

电信级的要求电信级设备，首先就得整机箱式的，一水儿的模块化设计，就一个槽位上扣板还得一个拼一个，每个板子都取一个很牛逼的名字，还得是英文简称，不行也得搞成拼音字母，就是设计人员不是十天半月还分不清楚这些板子的名字和扣接位置。板子全都是竖插板，机框上下都得加风扇，涡轮式的，上面抽风，下面吹风，也只有竖插的才能满足机房送风要求，满足散热要求。当然能有液氢液氮冷却的那自然就更拉风了，一看就是倍专业的那种。

接口板啥都有，种类一样不少，国内国外的，开放私有的，现在过时的，将来流行的，一个不少。总之啊， POS 、 Ethernet 、 ATM啥都有，速率还特齐全， T1E1 到 40GPOS 一样不少。用户有啥需求都给整个大板子，你还别闲板子大，说不定还得加个加速卡才能处理的过来。……

你得问像这样设计制造的产品目录价低不了吧，那你的先问问像这样设计的设备，那可靠性怎样？应该能够满足五个九的要求吧？五个九？那是从小数点后面三位开始计算的！我告诉你吧，目标价格一开始就是比业界其他的高几个数量级，不管是短名单还是战略合作伙伴，都一个价，还没有折扣。你得理解运营商的心理，能掏的起钱建个网络的，不在乎多掏点钱买个好设备。

我们的口号是，不求最好，只求最贵；不求最好，只求最可靠！

路由器的分类（ 4）

• 按所处网络级别分类 在各种级别的网络环境中每台路由器都担负着特定的职责功能，按这些功能可将路由器分为骨干层（核心级）路由器，分发层（汇聚级）路由器和访问层（接入级）路由器。

• 按所处网络级别分类 在各种级别的网络环境中每台路由器都担负着特定的职责功能，按这些功能可将路由器分为骨干层（核心级）路由器，分发层（汇聚级）路由器和访问层（接入级）路由器。

核心路由器

汇聚路由器

接入路由器

路由器的发展第一代单总线单 CPU 结构路由器第一代单总线单 CPU 结构路由器

第二代单总线主从 CPU 结构路由器第二代单总线主从 CPU 结构路由器

第三代单总线对称式多 CPU 结构路由器

第三代单总线对称式多 CPU 结构路由器

第四代多总线多 CPU 结构路由器第四代多总线多 CPU 结构路由器

第五代共享内存式结构路由器第五代共享内存式结构路由器

第六代交叉开关体系结构路由器第六代交叉开关体系结构路由器

路由器的概念

路由器基本工作原理

路由器的分类与发展

路由器的参数指标

课程内容课程内容

路由器的硬件参数范例

产品配置产品型号 配置口 多功能插槽 专用插槽 10/100M以太口

MP2818-24-ACMP2818-24-DC48

1 8 0 2FE＋ 24FE

性能参数处理器 高速 RISC处理器闪存 64Mbytes

内存 64M/128M/256Mbytes可选包转发率 MP2804/MP2806： 130-160Kpps

MP2816/MP2818： 180-200Kpps

路由器硬件参数说明• 接口种类： 路由器可以支持的接口类型。• 接口种类： 路由器可以支持的接口类型。

• 接口密度： 路由器对每种接口支持

的最大数量。

• 接口密度： 路由器对每种接口支持

的最大数量。

• CPU ： 路由器的心脏，很大程度上决定了路由器性能。

• CPU ： 路由器的心脏，很大程度上决定了路由器性能。

• 内存： 分为 FLASH 、 RAM等，

存储路由器信息和程序。

• 内存： 分为 FLASH 、 RAM等，

存储路由器信息和程序。

路由器性能参数说明

• 吞吐量（包转发率）： 路由设备最重要的性能指标，用单位时间内转发 IP 数据包的数量来衡量（ PPS ）

• 包转发率的以太口双向测试计算公式： 包转发率＝方向 1 带宽 /【（ 8× （ 64＋ 8＋ 12 ）】＋方向 2 带宽 /【（ 8× （ 64＋ 8＋ 12 ）】

Router

路由器支持的协议标准范例

标准和协议

链路协议 PPP、 SLIP、 SDLC、 FR、 LLC2、 ISDN、 X.25、 HDLC、 LAPB、 Ethernet_II、 Ethernet_SNAP、 802.1Q

网络协议TCP/IP、 ICMP、 UDP、 FTP、 TFTP、 SNMP、 TELNET、 RLOGIN、 DHCP、 HTTP、 DNS、 ARP、 DLSw、 DDR

路由协议 静态路由、 RIPv1、 RIPv2、 OSPF、 BGP、 NDSP、 IRMP、 SNSP、 IGMP、 DVMRP、 PIM-SM/DM

网络安全 PPP加密、 L2TP、 GRE、策略路由、 AAA、 IPSec、 IKE、 PKI、 CA、MPLS L2/L3VPN、 SSH、 SNMP V3

IP电话 H.323协议族、 H.225、 H.245、 RTP/RTCP、 RTP压缩、T.38/T.30、 G.711A律、 G.729、 G.723.1(6.3K)

QoS FIFO、 PQ、 CQ、 FQ、WFQ、 CBWFQ、 LLQ、 CAR、 SPD、WRED、流量整形

All In One路由器

交换机

IP电话

传输设备

无线设备

IP 路由安全控制 QOS

数据加密 业务支持

以路由器为主组建的 IP网络

核心交换机 A 核心交换机 B

汇聚路由器 备份路由器

网点路由器 网点路由器

运营商 A 运营商 B

服务器

PC PC

网管系统