路由器基礎(chǔ)知識 出處:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載 路由器是一種連接多個網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,它能將不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行“翻譯”,以使它們能夠相互“讀”懂對方的數(shù)據(jù),從而構(gòu)成一個更大的網(wǎng)絡(luò)。
路由器有兩大典型功能,即數(shù)據(jù)通道功能和控制功能。數(shù)據(jù)通道功能包括轉(zhuǎn)發(fā)決定、背板轉(zhuǎn)發(fā)以及輸出鏈路調(diào)度等,一般由特定的硬件來完成;控制功能一般用軟件來實(shí)現(xiàn),包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統(tǒng)配置、系統(tǒng)管理等。
多少年來,路由器的發(fā)展有起有伏。90年代中期,傳統(tǒng)路由器成為制約因特網(wǎng)發(fā)展的瓶頸。
ATM交換機(jī)取而代之,成為IP骨干網(wǎng)的核心,路由器變成了配角。進(jìn)入90年代末期,Internet規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,流量每半年翻一番,ATM網(wǎng)又成為瓶頸,路由器東山再起,Gbps路由交換機(jī)在1997年面世后,人們又開始以Gbps路由交換機(jī)取代ATM交換機(jī),架構(gòu)以路由器為核心的骨干網(wǎng)。
路由器原理及路由協(xié)議 1 網(wǎng)絡(luò)互連 把自己的網(wǎng)絡(luò)同其它的網(wǎng)絡(luò)互連起來,從網(wǎng)絡(luò)中獲取更多的信息和向網(wǎng)絡(luò)發(fā)布自己的消息,是網(wǎng)絡(luò)互連的最主要的動力。網(wǎng)絡(luò)的互連有多種方式,其中使用最多的是網(wǎng)橋互連和路由器互連。
1.1 網(wǎng)橋互連的網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)橋工作在OSI模型中的第二層,即鏈路層。完成數(shù)據(jù)幀(frame)的轉(zhuǎn)發(fā),主要目的是在連接的網(wǎng)絡(luò)間提供透明的通信。
網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)是依據(jù)數(shù)據(jù)幀中的源地址和目的地址來判斷一個幀是否應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)和轉(zhuǎn)發(fā)到哪個端口。幀中的地址稱為“MAC”地址或“硬件”地址,一般就是網(wǎng)卡所帶的地址。
網(wǎng)橋的作用是把兩個或多個網(wǎng)絡(luò)互連起來,提供透明的通信。網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備看不到網(wǎng)橋的存在,設(shè)備之間的通信就如同在一個網(wǎng)上一樣方便。
由于網(wǎng)橋是在數(shù)據(jù)幀上進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的,因此只能連接相同或相似的網(wǎng)絡(luò)(相同或相似結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)幀),如以太網(wǎng)之間、以太網(wǎng)與令牌環(huán)(token ring)之間的互連,對于不同類型的網(wǎng)絡(luò)(數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)不同),如以太網(wǎng)與X.25之間,網(wǎng)橋就無能為力了。 網(wǎng)橋擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模,提高了網(wǎng)絡(luò)的性能,給網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用帶來了方便,在以前的網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)橋的應(yīng)用較為廣泛。
但網(wǎng)橋互連也帶來了不少問題:一個是廣播風(fēng)暴,網(wǎng)橋不阻擋網(wǎng)絡(luò)中廣播消息,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較大時(幾個網(wǎng)橋,多個以太網(wǎng)段),有可能引起廣播風(fēng)暴(broadcasting storm),導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)全被廣播信息充滿,直至完全癱瘓。第二個問題是,當(dāng)與外部網(wǎng)絡(luò)互連時,網(wǎng)橋會把內(nèi)部和外部網(wǎng)絡(luò)合二為一,成為一個網(wǎng),雙方都自動向?qū)Ψ酵耆_放自己的網(wǎng)絡(luò)資源。
這種互連方式在與外部網(wǎng)絡(luò)互連時顯然是難以接受的。問題的主要根源是網(wǎng)橋只是最大限度地把網(wǎng)絡(luò)溝通,而不管傳送的信息是什么。
1.2 路由器互連網(wǎng)絡(luò) 路由器互連與網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議有關(guān),我們討論限于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的情況。 路由器工作在OSI模型中的第三層,即網(wǎng)絡(luò)層。
路由器利用網(wǎng)絡(luò)層定義的“邏輯”上的網(wǎng)絡(luò)地(即IP地址)來區(qū)別不同的網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連和隔離,保持各個網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性。路由器不轉(zhuǎn)發(fā)廣播消息,而把廣播消息限制在各自的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。
發(fā)送到其他網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)茵先被送到路由器,再由路由器轉(zhuǎn)發(fā)出去。 IP路由器只轉(zhuǎn)發(fā)IP分組,把其余的部分擋在網(wǎng)內(nèi)(包括廣播),從而保持各個網(wǎng)絡(luò)具有相對的獨(dú)立性,這樣可以組成具有許多網(wǎng)絡(luò)(子網(wǎng))互連的大型的網(wǎng)絡(luò)。
由于是在網(wǎng)絡(luò)層的互連,路由器可方便地連接不同類型的網(wǎng)絡(luò),只要網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)行的是IP協(xié)議,通過路由器就可互連起來。 網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備用它們的網(wǎng)絡(luò)地址(TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中為IP地址)互相通信。
IP地址是與硬件地址無關(guān)的“邏輯”地址。路由器只根據(jù)IP地址來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。
IP地址的結(jié)構(gòu)有兩部分,一部分定義網(wǎng)絡(luò)號,另一部分定義網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)號。目前,在Internet網(wǎng)絡(luò)中采用子網(wǎng)掩碼來確定IP地址中網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址。
子網(wǎng)掩碼與IP地址一樣也是32bit,并且兩者是一一對應(yīng)的,并規(guī)定,子網(wǎng)掩碼中數(shù)字為“1”所對應(yīng)的IP地址中的部分為網(wǎng)絡(luò)號,為“0”所對應(yīng)的則為主機(jī)號。網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號合起來,才構(gòu)成一個完整的IP地址。
同一個網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)IP地址,其網(wǎng)絡(luò)號必須是相同的,這個網(wǎng)絡(luò)稱為IP子網(wǎng)。 通信只能在具有相同網(wǎng)絡(luò)號的IP地址之間進(jìn)行,要與其它IP子網(wǎng)的主機(jī)進(jìn)行通信,則必須經(jīng)過同一網(wǎng)絡(luò)上的某個路由器或網(wǎng)關(guān)(gateway)出去。
不同網(wǎng)絡(luò)號的IP地址不能直接通信,即使它們接在一起,也不能通信。 路由器有多個端口,用于連接多個IP子網(wǎng)。
每個端口的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號要求與所連接的IP子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號相同。不同的端口為不同的網(wǎng)絡(luò)號,對應(yīng)不同的IP子網(wǎng),這樣才能使各子網(wǎng)中的主機(jī)通過自己子網(wǎng)的IP地址把要求出去的IP分組送到路由器上。
Cisco2620路由器的配置與維護(hù) 對于分布在多個不同場點(diǎn)的企業(yè)分部來說,如何訪問中心場點(diǎn)服務(wù)器、獲取相應(yīng)的信息,是企業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)劃中不可缺少的一部分。
本文以Cisco2620為例,講述了路由器的初始化配置以及遠(yuǎn)程接入的配置方法,探討了如何使用內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的DHCP服務(wù)功能為遠(yuǎn)程撥入的用戶分配地址信息以及路由器常見故障的排除技巧。 (本文假定Cisco2620路由器為提供遠(yuǎn)程接入訪問,已經(jīng)配置了同步串行模塊和異步串行16AM模塊。)
Cisco2620路由器的基本配置 1. 初始安裝 第一次安裝時系統(tǒng)會自動進(jìn)入Dialog Setup,依屏幕提示,分別回答路由器名稱、加密超級登錄密碼、超級登錄密碼、遠(yuǎn)程登錄密碼、動態(tài)路由協(xié)議以及各個接口的配置后,保存配置。在出現(xiàn)路由器名稱后,打入enable命令,鍵入超級登錄密碼,出現(xiàn)路由器名稱(這里假設(shè)路由器名稱為Cisco2620),待出現(xiàn)Cisco2620#提示符后,表示已經(jīng)進(jìn)入特權(quán)模式,此時就可以進(jìn)行路由器的配置了。
2. 配置路由器 鍵入config terminal,出現(xiàn)提示符Cisco2620(config)#,進(jìn)入配置模式。 (1) 設(shè)置密碼 Cisco2620(config)#enable secret 123123:設(shè)置特權(quán)模式密碼為123123 Cisco2620(config)#line console 0: 進(jìn)入Console口配置模式 Cisco2620(config-line)#password 123123:設(shè)置Console口密碼為123123 Cisco2620(config-line)#login:使console口配置生效 Cisco2620(config-line)#line vty 0 5:切換至遠(yuǎn)程登錄口 Cisco2620(config-line)#password 123123:設(shè)置遠(yuǎn)程登錄密碼為123123 Cisco2620(config-line)#login:使配置生效 (2) 設(shè)置快速以太網(wǎng)口 Cisco2620(config)#interface fastFastethernet 0/0:進(jìn)入端口配置模式 Cisco2620(config-if)#ip address 192.168.1.6 255.255.255.0:設(shè)置IP地址及掩碼 Cisco2620(config-if)#no shutdown: 開啟端口 Cisco2620(config-if)#exit:從端口配置模式中退出 (3) 設(shè)置同步串口 Cisco2620(config)#interface serial 0/0:進(jìn)入同步串口設(shè)置 Cisco2620(config-if)#ip unnumbered fastFastethernet 0/0:同步串口使用與快速以太網(wǎng)口相同的IP地址 Cisco2620(config-if)#encapsulation ppp: 把數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議設(shè)為PPP (4) 設(shè)置16口Modem撥號模塊,使用內(nèi)部DHCP服務(wù)為撥入用戶分配地址 Cisco2620(config)#interface Group-Async1 Cisco2620(config-if)# ip unnumbered FastEthernet0/0 Cisco2620(config-if)# encapsulation ppp Cisco2620(config-if)# ip tcp header-compression passive:啟用被動IP包頭壓縮 Cisco2620(config-if)# async mode dedicated:只在異步模式下工作 Cisco2620(config-if)# peer default ip address dhcp:將IP地址請求轉(zhuǎn)發(fā)至DHCP服務(wù)器 Cisco2620(config-if)# ppp authentication chap:將認(rèn)證設(shè)為CHAP Cisco2620(config-if)# group-range 33 48:撥號組包括16個口 Cisco的16AM模塊提供了高密度的模擬電路接入方式,不在辦公大樓的員工可以用Modem撥號聯(lián)入局域網(wǎng)、登錄服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公。
peer default ip address dhcp命令可以使撥入的工作站通過局域網(wǎng)內(nèi)的DHCP服務(wù)器動態(tài)地獲得IP地址,節(jié)約了IP地址資源,同時還接收了在DHCP服務(wù)器上配置的參數(shù),比如DNS服務(wù)器的IP地址,并配合全局模式下配置的指向防火墻的靜態(tài)路由,使工作站同時也可以通過防火墻訪問Internet。 Cisco2620(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.4:設(shè)置到防火墻的靜態(tài)路由 (5) 對16AM模塊物理特性的設(shè)置 Cisco2620(config)#line 33 48: 進(jìn)入Modem 口線模式 Cisco2620(config-line)# session-timeout 30:超時設(shè)為30分鐘 Cisco2620(config-line)# autoselect during-login:自動登錄 Cisco2620(config-line)# autoselect ppp:自動選擇PPP協(xié)議 Cisco2620(config-line)# login local:允許本地口令檢查 Cisco2620(config-line)# modem InOut:允許撥入撥出 Cisco2620(config-line)# transport input all:指定傳輸協(xié)議 Cisco2620(config-line)# stopbits 1:設(shè)置一位停止位 Cisco2620(config-line)# flowcontrol hardware:設(shè)置硬件流控制 (6) 添加撥號用戶的用戶名和密碼 Cisco2620(config)#username shixuegang password abc123:增加用戶名shixuegang,口令為abc123 (7) 啟用rip路由 Cisco2620(config)#router rip:啟用rip路由 Cisco2620(config-rout)#version 2:第二版本 Cisco2620(config-rout)#network xxx.xxx.xxx.xxx:指定要轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡(luò)號 Cisco2620路由器故障判斷和故障排除。
包括介紹路徑選擇、交換、路由算法等方面,希望對您有所幫助。
路由是把信息從源穿過網(wǎng)絡(luò)傳遞到目的的行為,在路上,至少遇到一個中間節(jié)點(diǎn)。路由通常與橋接來對比,在粗心的人看來,它們似乎完成的是同樣的事。
它們的主要區(qū)別在于橋接發(fā)生在OSI參考協(xié)議的第二層(鏈接層),而路由發(fā)生在第三層(網(wǎng)絡(luò)層)。 這一區(qū)別使二者在傳遞信息的過程中使用不同的信息,從而以不同的方式來完成其任務(wù),路由的話題早已在計(jì)算機(jī)界出現(xiàn),但直到八十年代中期才獲得商業(yè)成功,這一時間延遲的主要原因是七十年代的網(wǎng)絡(luò)很簡單,后來大型的網(wǎng)絡(luò)才較為普遍。
路由基礎(chǔ)知識:路由的組成 路由包含兩個基本的動作:確定最佳路徑和通過網(wǎng)絡(luò)傳輸信息。 在路由的過程中,后者也稱為(數(shù)據(jù))交換。
交換相對來說比較簡單,而選擇路徑很復(fù)雜。路由基礎(chǔ)知識:路徑選擇 metric是路由算法用以確定到達(dá)目的地的最佳路徑的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),如路徑長度。
為了幫助選路,路由算法初始化并維護(hù)包含路徑信息的路由表,路徑信息根據(jù)使用的路由算法不同而不同。 路由算法根據(jù)許多信息來填充路由表。
目的/下一跳地址對告知路由器到達(dá)該目的最佳方式是把分組發(fā)送給代表“下一跳”的路由器,當(dāng)路由器收到一個分組,它就檢查其目標(biāo)地址,嘗試將此地址與其“下一跳”相聯(lián)系。 路由表還可以包括其它信息。
路由表比較metric以確定最佳路徑,這些metric根據(jù)所用的路由算法而不同,下面將介紹常見的metric。 路由器彼此通信,通過交換路由信息維護(hù)其路由表,路由更新信息通常包含全部或部分路由表,通過分析來自其它路由器的路由更新信息,該路由器可以建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼?xì)圖。
路由器間發(fā)送的另一個信息例子是鏈接狀態(tài)廣播信息,它通知其它路由器發(fā)送者的鏈接狀態(tài),鏈接信息用于建立完整的拓?fù)鋱D,使路由器可以確定最佳路徑。 路由基礎(chǔ)知識:交換 交換算法相對而言較簡單,對大多數(shù)路由協(xié)議而言是相同的,多數(shù)情況下,某主機(jī)決定向另一個主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù),通過某些方法獲得路由器的地址后,源主機(jī)發(fā)送指向該路由器的物理(MAC)地址的數(shù)據(jù)包,其協(xié)議地址是指向目的主機(jī)的。
路由器查看了數(shù)據(jù)包的目的協(xié)議地址后,確定是否知道如何轉(zhuǎn)發(fā)該包,如果路由器不知道如何轉(zhuǎn)發(fā),通常就將之丟棄。 如果路由器知道如何轉(zhuǎn)發(fā),就把目的物理地址變成下一跳的物理地址并向之發(fā)送。
下一跳可能就是最終的目的主機(jī),如果不是,通常為另一個路由器,它將執(zhí)行同樣的步驟。當(dāng)分組在網(wǎng)絡(luò)中流動時,它的物理地址在改變,但其協(xié)議地址始終不變。
上面描述了源系統(tǒng)與目的系統(tǒng)間的交換,ISO定義了用于描述此過程的分層的術(shù)語。 在該術(shù)語中,沒有轉(zhuǎn)發(fā)分組能力的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備稱為端系統(tǒng)(ES--end system),有此能力的稱為中介系統(tǒng)(IS--intermediate system)。
解釋路由器的概念,首先得知道什么是路由。
所謂“路由”,是指把數(shù)據(jù)從一個地方傳送到另一個地方的行為和動作,而路由器,正是執(zhí)行這種行為動作的機(jī)器,它的英文名稱為Router,是一種連接多個網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,它能將不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行“翻譯”,以使它們能夠相互“讀懂”對方的數(shù)據(jù),從而構(gòu)成一個更大的網(wǎng)絡(luò)。 簡單的講,路由器主要有以下幾種功能: 第一,網(wǎng)絡(luò)互連,路由器支持各種局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)接口,主要用于互連局域網(wǎng)和廣域網(wǎng),實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)互相通信; 第二,數(shù)據(jù)處理,提供包括分組過濾、分組轉(zhuǎn)發(fā)、優(yōu)先級、復(fù)用、加密、壓縮和防火墻等功能; 第三,網(wǎng)絡(luò)管理,路由器提供包括配置管理、性能管理、容錯管理和流量控制等功能。
為了完成“路由”的工作,在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)--路由表(Routing Table),供路由選擇時使用。路由表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內(nèi)容。
路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的,也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改,可以由路由器自動調(diào)整,也可以由主機(jī)控制。在路由器中涉及到兩個有關(guān)地址的名字概念,那就是:靜態(tài)路由表和動態(tài)路由表。
由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路由表稱之為靜態(tài)(static)路由表,一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定的,它不會隨未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。動態(tài)(Dynamic)路由表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行情況而自動調(diào)整的路由表。
路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議(Routing Protocol)提供的功能,自動學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況,在需要時自動計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?為了簡單地說明路由器的工作原理,現(xiàn)在我們假設(shè)有這樣一個簡單的網(wǎng)絡(luò)。
如圖所示,A、B、C、D四個網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接在一起。 現(xiàn)在我們來看一下在如圖所示網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下路由器又是如何發(fā)揮其路由、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)作用的。
現(xiàn)假設(shè)網(wǎng)絡(luò)A中一個用戶A1要向C網(wǎng)絡(luò)中的C3用戶發(fā)送一個請求信號時,信號傳遞的步驟如下: 第1步:用戶A1將目的用戶C3的地址C3,連同數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)幀的形式通過集線器或交換機(jī)以廣播的形式發(fā)送給同一網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn),當(dāng)路由器A5端口偵聽到這個地址后,分析得知所發(fā)目的節(jié)點(diǎn)不是本網(wǎng)段的,需要路由轉(zhuǎn)發(fā),就把數(shù)據(jù)幀接收下來。 第2步:路由器A5端口接收到用戶A1的數(shù)據(jù)幀后,先從報(bào)頭中取出目的用戶C3的IP地址,并根據(jù)路由表計(jì)算出發(fā)往用戶C3的最佳路徑。
因?yàn)閺姆治龅弥紺3的網(wǎng)絡(luò)ID號與路由器的C5網(wǎng)絡(luò)ID號相同,所以由路由器的A5端口直接發(fā)向路由器的C5端口應(yīng)是信號傳遞的最佳途經(jīng)。 第3步:路由器的C5端口再次取出目的用戶C3的IP地址,找出C3的IP地址中的主機(jī)ID號,如果在網(wǎng)絡(luò)中有交換機(jī)則可先發(fā)給交換機(jī),由交換機(jī)根據(jù)MAC地址表找出具體的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置;如果沒有交換機(jī)設(shè)備則根據(jù)其IP地址中的主機(jī)ID直接把數(shù)據(jù)幀發(fā)送給用戶C3,這樣一個完整的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)過程也完成了。
從上面可以看出,不管網(wǎng)絡(luò)有多么復(fù)雜,路由器其實(shí)所作的工作就是這么幾步,所以整個路由器的工作原理基本都差不多。當(dāng)然在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中還遠(yuǎn)比上圖所示的要復(fù)雜許多,實(shí)際的步驟也不會像上述那么簡單,但總的過程是這樣的。
增加路由器涉及的基本協(xié)議 路由器英文名稱為Router,是一種用于連接多個網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這些網(wǎng)絡(luò)可以是幾個使用不同協(xié)議和體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)(比如互聯(lián)網(wǎng)與局域網(wǎng)),可以是幾個不同網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)(比如大型互聯(lián)網(wǎng)中不同部門的網(wǎng)絡(luò)),當(dāng)數(shù)據(jù)信息從一個部門網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅硗庖粋€部門網(wǎng)絡(luò)時,可以用路由器完成。
現(xiàn)在,家庭局域網(wǎng)也越來越多地采用路由器寬帶共享的方式上網(wǎng)。 路由器在連接不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段時,可以對這些網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行“翻譯”,然后“翻譯”成雙方都能“讀”懂的數(shù)據(jù),這樣就可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)段間的互聯(lián)互通。
同時,它還具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇路徑的功能以及過濾和分隔網(wǎng)絡(luò)信息流的功能。目前,路由器已成為各種骨干網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部之間、骨干網(wǎng)之間以及骨干網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)之間連接的樞紐。
NAT:全稱Network Address Translation(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換),路由器通過NAT功能可以將局域網(wǎng)內(nèi)部的IP地址轉(zhuǎn)換為合法的IP地址并進(jìn)行Internet的訪問。比如,局域網(wǎng)內(nèi)部有個IP地址為192.168.0.1的計(jì)算機(jī),當(dāng)然通過該IP地址可以和內(nèi)網(wǎng)其他的計(jì)算機(jī)通信;但是如果該計(jì)算機(jī)要訪問外部Internet網(wǎng)絡(luò),那么就需要通過NAT功能將192.168.0.1轉(zhuǎn)換為合法的廣域網(wǎng)IP地址,比如210.113.25.100。
DHCP:全稱Dynamic Host Configuration Protocol(動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議),通過DHCP功能,路由器可以為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)動態(tài)指定IP地址,而不需要每個用戶去設(shè)置靜態(tài)IP地址,并將TCP/IP配置參數(shù)分發(fā)給局域網(wǎng)內(nèi)合法的網(wǎng)絡(luò)客戶端。 DDNS:全稱Dynamic Domain Name Server(動態(tài)域名解析系統(tǒng)),通常稱為“動態(tài)DNS”,因?yàn)閷τ谄胀ǖ膶拵暇W(wǎng)使用的都是ISP(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商)提供的動態(tài)IP地址。
如果在局域網(wǎng)內(nèi)建立了某個服務(wù)器需要Internet用戶進(jìn)行訪問,那么,可以通過路由器的DDNS功能將動態(tài)IP地址解析為一個固定的域名,比如中數(shù)據(jù)的傳送則是廣播型的?這是光纖通道的帶寬利用率比以太網(wǎng)高數(shù)倍的主要理由?也正是由于光纖通道在同一個 Fabric中的數(shù)據(jù)傳送是裝置對裝置的,光纖通道規(guī)定了一套嚴(yán)整的系統(tǒng)構(gòu)成管理體系?在這套系統(tǒng)構(gòu)成管理體系中包括光纖通道交換機(jī)在內(nèi)的裝置的接入及遷出是用廣播的形式向與該接入遷出裝置有通訊關(guān)系的裝置廣播的? 在一個Fabric中光纖通道交換機(jī)越多則形成的SAN路由協(xié)議網(wǎng)絡(luò)越大?裝置的接入以及遷出的機(jī)會也就越多?從而造成更多相應(yīng)的接入遷出的廣播信息?雖然這種廣播信息照比以太網(wǎng)中的數(shù)據(jù)廣播風(fēng)暴而言是微不足道的,但是對于存儲網(wǎng)絡(luò)所要求的高可用性水平以及網(wǎng)絡(luò)管理來說卻是不可忽視的? 在各種容災(zāi)系統(tǒng)中本地和異地的SAN路由協(xié)議一旦連接起來就形成了一個大的Fabric?而連接本地和異地的SAN路由協(xié)議的長距離裸光纖或者 IP連接往往是這個大Fabric中最薄弱的環(huán)節(jié)?在本地和異地的SAN同屬一個Fabric的前提下,它們之間的長距離連接如果發(fā)生連接不穩(wěn)定的話就會發(fā)生波及SAN全體的Fabric重組(Fabric reconfiguration)?這是造成容災(zāi)系統(tǒng)不穩(wěn)定的一個重要原因? 容災(zāi)系統(tǒng)正處在一個從傳統(tǒng)的兩點(diǎn)間的容災(zāi)向多數(shù)據(jù)中心相互容災(zāi)以及把容災(zāi)作為一種服務(wù)向多客戶提供的歷史發(fā)展階段上?光纖通道的傳統(tǒng)的孤立的 Fabric構(gòu)造已經(jīng)不能適應(yīng)多點(diǎn)容災(zāi)以及把容災(zāi)作為一項(xiàng)服務(wù)向社會推出這樣的要求?今天的世界上已經(jīng)有數(shù)以十萬計(jì)的SAN孤島?用戶往往需要把這些 SAN孤島給整合起來?如果這種整合是整合成一個Fabric的話,客戶就要面臨調(diào)整光纖通道交換機(jī)參數(shù),改寫某些服務(wù)器上的系統(tǒng)構(gòu)成文件等等的繁雜操作?在許多情況下客戶甚至沒辦法安排足夠的計(jì)劃性宕機(jī)時間來完成這樣的系統(tǒng)整合?。
路由信息協(xié)議的特點(diǎn)如下: 1 開放式協(xié)議,廣泛應(yīng)用,穩(wěn)定? 2 適用于小型網(wǎng)絡(luò),很容易配置? 3 有適用于Novell和AppleTalk軟件的類似于路由信息協(xié)議的距離向量路由信息協(xié)議? 4 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP) 5 IP路由信息協(xié)議更新每30秒通過廣播發(fā)送一次(所有RIPv2路由器多播地址是224。
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9)? 6 UDP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)端口520? 7 可管理距離為120? 8 單一衡量標(biāo)準(zhǔn)是計(jì)算跳數(shù)(極限是15,計(jì)數(shù)到無窮大) 9 計(jì)時器幫助調(diào)節(jié)性能? 更新計(jì)時器--路由更新的頻率?每30秒鐘IP路由信息協(xié)議發(fā)送一次完整的路由表,依據(jù)水平分裂情況而定?(IPX路由信息協(xié)議每隔60秒發(fā)送一次路由表),非法計(jì)時器--在路由更新中沒有刷新的內(nèi)容?路由信息協(xié)議等待180秒,然后把一個路由標(biāo)記為非法并且立即讓這個路由處于抑制計(jì)時狀態(tài),保持計(jì)時和觸發(fā)更新--在思科幻境中以穩(wěn)定的路由提供幫助?抑制計(jì)時可確保正常的更新信息不適當(dāng)?shù)匾鹇酚裳h(huán)?路由器在特定的時間段內(nèi)不對非優(yōu)越的信息作出反應(yīng),路由信息協(xié)議的抑制計(jì)時時間是180秒?刷新計(jì)時器--路由信息協(xié)議在把路由確實(shí)從路由表中刪除之前,還要額外等待240秒。
算法設(shè)計(jì)者的特定目標(biāo)影響了該路由協(xié)議的操作;其次,存在著多種路由算法,每種算法對網(wǎng)絡(luò)和路由器資源的影響都不同;最后,路由算法使用多種metric,影響到最佳路徑的計(jì)算。
下面的章節(jié)分析了這些路由算法的特性。路由基礎(chǔ)算法設(shè)計(jì)目標(biāo)路由基礎(chǔ)算法通常具有下列設(shè)計(jì)目標(biāo)的一個或多個:優(yōu)化、簡單、低耗、健壯、穩(wěn)定、快速聚合、靈活性優(yōu)化指路由基礎(chǔ)算法選擇最佳路徑的能力,根據(jù)metric的值和權(quán)值來計(jì)算。
例如有一種路由算法可能使用跳數(shù)和延遲,但可能延遲的權(quán)值要大些。當(dāng)然,路由協(xié)議必須嚴(yán)格定義計(jì)算metric的算法。
路由基礎(chǔ)知識路由算法路由基礎(chǔ)算法也可以設(shè)計(jì)得盡量簡單。換句話說,路由協(xié)議必須高效地提供其功能,盡量減少軟件和應(yīng)用的開銷。
當(dāng)實(shí)現(xiàn)路由算法的軟件必須運(yùn)行在物理資源有限的計(jì)算機(jī)上時高效尤其重要。 路由基礎(chǔ)算法必須健壯,即在出現(xiàn)不正?;虿豢深A(yù)見事件的情況下必須仍能正常處理,例如硬件故障、高負(fù)載和不正確的實(shí)現(xiàn)。
因?yàn)槁酚善魑挥诰W(wǎng)絡(luò)的連接點(diǎn),當(dāng)它們失效時會產(chǎn)生重大的問題。最好的路由算法通常是那些經(jīng)過了時間考驗(yàn),證實(shí)在各種網(wǎng)絡(luò)條件下都很穩(wěn)定的算法。
此外,路由基礎(chǔ)算法必須能快速聚合,聚合是所有路由器對最佳路徑達(dá)成一致的過程。
路由器基礎(chǔ)之VPN VPN(Virtual Private Network-虛擬專用網(wǎng))解決方案是路由器具有的重要功能之一。
其解決方案大致如下: 1。訪問控制 一般分為PAP(口令認(rèn)證協(xié)議)和CHAP(高級口令認(rèn)證協(xié)議)兩種協(xié)議。
PAP要求登錄者向目標(biāo)路由器提供用戶名和口令,與其訪問列表(Access List)中的信息相符才允許其登錄。 它雖然提供了一定的安全保障,但用戶登錄信息在網(wǎng)上無加密傳遞,易被人竊取。
CHAP便應(yīng)運(yùn)而生,它把一隨機(jī)初始值與用戶原始登錄信息(用戶名和口令)經(jīng)Hash算法翻譯后形成新的登錄信息。這樣在網(wǎng)上傳遞的用戶登錄信息對黑客來說是不透明的,且由于隨機(jī)初始值每次不同,用戶每次的最終登錄信息也會不同,即使某一次用戶登錄信息被竊取,黑客也不能重復(fù)使用。
需要注意的是,由于各廠商采取各自不同的Hash算法,所以CHAP無互操作性可言。要建立VPN需要VPN兩端放置相同品牌路由器。
2。數(shù)據(jù)加密 在加密過程中加密位數(shù)是一個很重要的參數(shù),它直接關(guān)系到解密的難易程度,其中Intel 9000系列路由器表現(xiàn)最為優(yōu)異,為一百多位加密。
3。NAT(Network Address Translation-網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換協(xié)議) 如同用戶登錄信息一樣,IP和MAC地址在網(wǎng)上無加密傳遞也很不安全。
NAT可把合法IP地址和MAC地址翻譯成非法IP地址和MAC地址在網(wǎng)上傳遞,到達(dá)目標(biāo)路由器后反翻譯成合法IP與MAC地址,這一過程有點(diǎn)像CHAP,翻譯算法廠商各自有不同標(biāo)準(zhǔn),不能實(shí)現(xiàn)互操作。 路由器基礎(chǔ)之QoS QoS(Quality of Service-服務(wù)質(zhì)量)本來是ATM(Asynchronous Transmit Mode)中的專用術(shù)語,在IP上原來是不談QoS的,但利用IP傳VOD等多媒體信息的應(yīng)用越來越多,IP作為一個打包的協(xié)議顯得有點(diǎn)力不從心:延遲長且不為定值,丟包造成信號不連續(xù)且失真大。
為解決這些問題,廠商提供了若干解決方案:第一種方案是基于不同對象的優(yōu)先級,某些設(shè)備(多為多媒體應(yīng)用)發(fā)送的數(shù)據(jù)包可以后到先傳。第二種方案基于協(xié)議的優(yōu)先級,用戶可定義哪種協(xié)議優(yōu)先級高,可后到先傳,Intel和Cisco都支持。
第三種方案是做鏈路整合MLPPP(Multi Link Point to Point Protocol),Cisco支持可通過將連接兩點(diǎn)的多條線路做帶寬匯聚,從而提高帶寬。 第四種方案是做資源預(yù)留RSVP(Resource Reservation Protocol),它將一部分帶寬固定的分給多媒體信號,其它協(xié)議無論如何擁擠,也不得占用這部分帶寬。
這幾種解決方案都能有效的提高傳輸質(zhì)量。 路由器基礎(chǔ)之RIP、OSPF和BGP協(xié)議 互聯(lián)網(wǎng)上現(xiàn)在大量運(yùn)行的路由協(xié)議有RIP(Routing Information Protocol-路由信息協(xié)議)、OSPF(Open Shortest Path First--開放式最短路優(yōu)先)和BGP(Border Gateway Protocol—邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議)。
RIP、OSPF是內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議,適用于單個ISP的統(tǒng)一路由協(xié)議的運(yùn)行,由一個ISP運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)稱為一個自治系統(tǒng)。BGP是自治系統(tǒng)間的路由協(xié)議,是一種外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。
RIP是推出時間最長的路由協(xié)議,也是最簡單的路由協(xié)議。它主要傳遞路由信息(路由表)來廣播路由。
每隔30秒,廣播一次路由表,維護(hù)相鄰路由器的關(guān)系,同時根據(jù)收到的路由表計(jì)算自己的路由表。RIP運(yùn)行簡單,適用于小型網(wǎng)絡(luò),互聯(lián)網(wǎng)上還在部分使用著RIP。
OSPF協(xié)議是“開放式最短路優(yōu)先”的縮寫?!伴_放”是針對當(dāng)時某些廠家的“私有”路由協(xié)議而言,而正是因?yàn)閰f(xié)議開放性,才使得OSPF具有強(qiáng)大的生命力和廣泛的用途。
它通過傳遞鏈路狀態(tài)(連接信息)來得到網(wǎng)絡(luò)信息,維護(hù)一張網(wǎng)絡(luò)有向拓?fù)鋱D,利用最小生成樹算法得到路由表。OSPF是一種相對復(fù)雜的路由協(xié)議。
總的來說,OSPF、RIP都是自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由協(xié)議,適合于單一的ISP(自治系統(tǒng))使用。一般說來,整個互聯(lián)網(wǎng)并不適合跑單一的路由協(xié)議,因?yàn)楦鱅SP有自己的利益,不愿意提供自身網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)的路由信息。
為了保證各ISP利益,標(biāo)準(zhǔn)化組織制定了ISP間的路由協(xié)議BGP。 BGP處理各ISP之間的路由傳遞。
其特點(diǎn)是有豐富的路由策略,這是RIP、OSPF等協(xié)議無法做到的,因?yàn)樗鼈冃枰值男畔⒂?jì)算路由表。BGP通過ISP邊界的路由器加上一定的策略,選擇過濾路由,把RIP、OSPF、BGP等的路由發(fā)送到對方。
全局范圍的、廣泛的互聯(lián)網(wǎng)是BGP處理多個ISP間的路由的實(shí)例。BGP的出現(xiàn),引起了互聯(lián)網(wǎng)的重大變革,它把多個ISP有機(jī)的連接起來,真正成為全球范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)。
帶來的副作用是互聯(lián)網(wǎng)的路由爆炸,現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的路由大概是60000條,這還是經(jīng)過“聚合”后的數(shù)字。 配置BGP需要對用戶需求、網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和BGP協(xié)議非常了解,還需要非常小心,BGP運(yùn)行在相對核心的地位,一旦出錯,其造成的損失可能會很大! 路由器基礎(chǔ)之IPv6技術(shù) 迅速發(fā)展中的互聯(lián)網(wǎng)將不再是僅僅連接計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò),它將發(fā)展成能同電話網(wǎng)、有線電視網(wǎng)類似的信息通信基礎(chǔ)設(shè)施。
因此,正在使用的IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)已經(jīng)難以勝任,人們迫切希望下一代 IP即IPv6的出現(xiàn)。 IPv6是IP的一種版本,在互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議TCP/IP中,是OSI模型第3層(網(wǎng)絡(luò)層)的傳輸協(xié)議。
它同目前廣泛使用的、1974年便提出的IPv4相比,地址由32位擴(kuò)充到128位。 從理論上說,地址的數(shù)量由原先的4。
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