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路 由 器 知 识 讲 座

路 由 器 知 识 讲 座. 河北省数据通信局技术支援中心石家庄冀龙计算机网络有限公司技术一部 李宏杰. 主要内容. 网络的体系结构 路由器的基本功能 路由器的工作原理 Cisco 路由器产品介绍 路由器的基本配置 路由器连网中的故障分析. 一、网络的体系结构. 把计算机机网络要实现的整体功能给予结构化和模块化，把整体功能划分为几个相对独立的子功能层次，各功能层次间有机连结在一起，下层支持上层，上层调用下层，即组成了网络整体的分层体系结构。. ISO/OSI 七层参考模型. 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层. 应用层 表示层

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  1. 路 由 器 知 识 讲 座 河北省数据通信局技术支援中心石家庄冀龙计算机网络有限公司技术一部李宏杰

  2. 主要内容 • 网络的体系结构 • 路由器的基本功能 • 路由器的工作原理 • Cisco路由器产品介绍 • 路由器的基本配置 • 路由器连网中的故障分析 KingNet

  3. 一、网络的体系结构 • 把计算机机网络要实现的整体功能给予结构化和模块化，把整体功能划分为几个相对独立的子功能层次，各功能层次间有机连结在一起，下层支持上层，上层调用下层，即组成了网络整体的分层体系结构。 KingNet

  4. ISO/OSI七层参考模型 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 通信介质 KingNet

  5. 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 资源子网 通信子网 KingNet

  6. 物理层 • 建立、维护和拆除物理链路的机械、电气和功能的特征，把实体连接起来，在物理介质上传输无特征的比特流 • 网卡、RS－232C、V24、X.21、V35 都属于物理层范围 KingNet

  7. 数据链路层 • 组织成帧和实现介质访问控制，并用校验、确认重发等机制把物理链路提升为无差错的数据链路。 • 把无特征的二进制位流组织成帧（Frame），在帧头加源目的物理地址，保证以帧为单位可靠地将数据传输到目的地。 KingNet

  8. 数据链路层 • 分为MAC（介质访问控制）子层和LLC（逻辑链路控制）子层。 • MAC主要是组织帧、封帧和解帧，并对网上多个站点实现介质访问控制。 • LLC在顶端提供多个服务访问点LSAP，可为多个用户进程提供多条数据链路复用同一物理链路。 KingNet

  9. 网络层 • 对数据包从源节点，经由中间一些节点到目的节点的路径进行选择（包括建立、维持、拆除等）和分组交换及流量控制技术，实现点到点的数据传输，使传输层摆脱路由选择、交换方式、拥护控制等网络细节，实现端到端的数据传输。 KingNet

  10. TCP/IP分层结构 应用层（进程） 传输层（TCP和UDP） 网际层（IP） 逻辑网络 数据链路层 物理层 物理层 KingNet

  11. TCP/IP和 OSI对应 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 传输层（TCP和UDP） 网际层（IP） 应用层 数据链路层 物理层 物理层 KingNet

  12. TCP/IP逻辑网络与上下层关系 B机 A机 应用层 应用层 TCP层 一个统一的逻辑网络 IP层 通信子网 Ethernet ARCnet ···· TokenRing KingNet

  13. TCP/IP数据的封装过程 传输层 TCP/UDP报文 IP报头 IP数据 IP数据包 网络层 链路层 帧头 物理帧数据 物理帧 IP报头：源、目的 IP地址，是逻辑地址 帧头：源、目的物理地址，是真实地址 KingNet

  14. 数据传输的过程 路由器B 路由器A 逻辑网 IP层 IP数据报 IP寻径 IP寻径 去帧头 数据链路层 加帧头 物理层 帧传输和直接寻径 KingNet

  15. 路由器正是工作在IP下三层的通信子网上，从而屏蔽了底两层物理网络的差异，实现各种网络的互联。路由器正是工作在IP下三层的通信子网上，从而屏蔽了底两层物理网络的差异，实现各种网络的互联。 KingNet

  16. 二、路由器的功能 Router 路由器 路 由 KingNet

  17. 主要功能 • 连接多个独立的网络或子网 • 实现网间最佳寻径和数据报传送 • 流量管理：包过滤、负载分流、负载均衡、优先 • 冗余和容错 • 数据压缩、加密 KingNet

  18. 网络互联 • 路由器总是有多个LAN和WAN端口，每个端口所联的网段是一个独立的网络或子网号。 192.11.4.0 WAN 192.11.1.0 192.11.5.0 掩码：255.255.255.0 192.11.2.0 192.11.3.0 KingNet

  19. 网络互联 • 路由器能对其互联的两个异构形网络的帧格式进行转换。 Ethernet TokenRing F.R routerB routerA 主机B 主机A KingNet

  20. 网络互联 • 路由器所联网络的广播包被隔离在本网段之内，起到了防火墙作用。根据统计的80/20规律，一个网络应用的80％信息是在同一个LAN中交换的，使80％的信息不会经路由器转到其它网络上，隔离广播风暴，从面提高了整个网络的带宽。 KingNet

  21. 网间寻径和数据传送 • 寻径的依据是经过每个路由器中的路由表。 • 路由表指明了从源站点到目的站点的一条路径。 • 路由协议是生成路由表的方法，分为静态路由协议和动态路由协议。 KingNet

  22. 网间寻径和数据传送 • 静态路由协议：手工为每台路由器编写一张固定不变的静态路由表； • 动态路由协议：为每台路由器配置一个动态路由寻径协议，让该路由协议自动形成和刷新路由表。动态路由协议有：RIP、RIPⅡ、IGRP 、EIGRP、OSPF、IS－IS、BGP、EGP等。 KingNet

  23. 流量管理 • 包过滤：过滤某些用户不需要的信息流，减少网络流量，缓解网络阻塞。包括对特定的工作站、某些网络或子网、某些协议。 KingNet

  24. 流量管理 • 优先权：对特定服务的包给予特别的优先权，使某些对延时敏感的包快速通过。 • 排队：对某几类服务进行排队通过 KingNet

  25. 解决拥塞问题 • 输出速度跟不上输入速度，路由器的缓存可能被淹没。 • 采用源抑制，发现拥塞时，向源主机发送源抑制的ICMP报文，源主机收到报文后，降速发送。 KingNet

  26. 冗余和容错 • 负载分流（Load Sharing） • 负载均衡（Load Balancing） • 双路由热备份（Hot-Stand-By） KingNet

  27. 三、路由器工作原理 • 路由器的工作原理 • 路由器的结构和启动过程 • 路由器的基本配置 KingNet

  28. 路由器的工作原理 • 路由器工作在OSI模型中下三层，最高层为网络层，通过统一的第三层来屏蔽底两层的不同，从而实现多个独立的异种网互联，并通过路由表实现寻径；由于是一个存储－转发设备，可以实现包的过滤、优先、排队等流量管理。 KingNet

  29. 路由器的工作原理 路由器B 路由器A 逻辑网 IP层 IP数据报 IP寻径 IP寻径 去帧头 数据链路层 加帧头 物理层 帧传输和直接寻径 KingNet

  30. 路由器的工作原理 • Cisco路由器的IOS（Internetwork Operating System）是路由器的操作系统,就象计算机的操作系统一样。 KingNet

  31. 路由器内存体系结构 RAM NVRAM Flash ROM Console Auxiliar Interfaces KingNet

  32. 内存 :ROM • ROM：相当于PC的BIOS。存放引导程序和IOS的一个最小子集。 • 为只读存储器，系统掉电，程序不会丢失。 KingNet

  33. 内存 ：Flash • Flash：包含压缩的IOS和微代码 • 是一种可擦写，可编程的ROM，系统掉电，程序不会丢失。 KingNet

  34. 内存 ：NVRAM • NVRAM（No-Voliate RAM）：存放路由器的配置文件。 • 系统掉电，程序不会丢失。 KingNet

  35. 内存 ：RAM • 动态内存，系统掉电，内容丢失。 RAM Command Executive Internetwork Operating System Active Configuration File Program Table Buffer KingNet

  36. 路由器的启动过程 • 首先运行ROM的程序，进行系统自检和引导，然后读Flash内的IOS，装入DRAM中，并从NVRAM中读入路由器的配置，计算并生成路由表。 KingNet

  37. 路由表生成过程 • 开机初始化时形成初步路由表 • 通过与相邻路由器交换路由信息刷新完善路由表 KingNet

  38. 四、Cisco简介 • 世界上占领先地位的网间网互联技术和产品服务供应商。 • 1984年成立于加州Menlo Park。 • 取名于San Francisco KingNet

  39. 全球重要的网络厂商 • 交换机份额：35％ • 路由器份额：60％ • Internet骨干网路由器：80％ KingNet

  40. 产品系列 • 全系列产品满足不同用户的要求 Cisco12000 Cisco7500 Cisco7200 As5800 As5200/5300 Cisco4000 Cisco3600 Cisco2600 Cisco2500 Cisco1600 KingNet

  41. 路由器产品系列 • 部门级：1600、2500 • 多媒体：2600、3600 • 企业级：4000、7200 • 骨干级：7500 • 电信运营级：12000 • 访问服务：5200、5300、5800 KingNet

  42. Cisco的 IOS • 版本 • 应用 KingNet

  43. 五、路由器基本配置 • 三种工作模式 • 各端口地址 • 连入WAN包封装 • 路由协议 KingNet

  44. 三种工作模式 • 用户模式 Router > • 特权模式 Router>enable Password: Router# KingNet

  45. 三种工作模式 • 全局模式 Router#config term Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)# KingNet

  46. 帮助 HELP！！！ • 在任何模式、任何情况下均可键入 “ ？”来得到帮助。 • Router > ？ • Router# ？ • Router(config)# ? KingNet

  47. 配置局域口 • Router(config)# int e0 • Router(config-if)# • Router(config-if)# ip address 200.61.17.253 255.255.255.0 • Router(config-if)#no shutdown • Router(config-if)# exit KingNet

  48. 配置广域口并封装协议 • Router(config)# int s0 • Router(config-if)#ip address 200.61.16.252 255.255.255.0 • Router(config-if)# encap frame-relay • Router(config-if)#frame-relay lmi-type ansi • Router(config-if)#fr map ip 200.61.16.251 104 bro KingNet

  49. 路由协议配置 • Router(config)# router igrp 100 • Router(config-router)# • Router(config-router)#network 200.61.16.0 • Router(config-router)#exit KingNet

  50. 查看路由器状态 • Router#show int s0 • Router#show ip route • Router#show run KingNet

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