路由器基本知识.doc
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路由器基本知识 路由器是一种常见的网络设备,功能复杂,应用复杂,使用复杂。本文的目的主要是帮助读者尽快熟悉计算机网络,了解路由器的基本知识。 网络互联是网络的根本目的,即方便人们交换所获得的信息。然而,网络的应用需求非常复杂,如有的用户希望高带宽,但并不要求很长的传输距离;有的用户要求很长的距离,但对带宽要求很低;有的对网络的可靠性要求较高,而另外一些则要求较低,等等。这导致了网络的多样化,包括局域网、广域网等。这些网络的物理介质和协议都不相同,彼此之间不能直接相互通信。将它们相互连接,使不同网络上的用户之间可以交换信息的技术就称为网络互联技术。 路由器就是一种利用协议转换技术将异种网进行互联的设备。TCP/IP 和Novell的IPX是两种常见的协议转换技术。 Novell的IPX曾经红火一时,但现在网络互联中占统治地位的是TCP/IP,风靡世界的Internet就是利用TCP/IP作为互联协议的实例。 路由器的基本结构和工作原理是将网络进行互联的专用计算机,路由器在TCP/IP中又称为IP网关。本章拟以TCP/IP技术为例介绍路由器。大家都知道OSI的七层模型,如图2-1所示,TCP/IP模型只有四层,比OSI的七层模型要简单一些:图2-1 TCP/IP层次模型路由器的软件结构就是以TCP/IP协议栈为核心的,图2-2是一个简单的路由器软件结构。 路由器的协议转换发生在IP层。如图2-3所示,路由器试图互联局域网和Internet。局域网是以太网,运行IEEE802.2 和IEEE802.3。路由器和接入服务器之间为专线,而链路层协议为PPP(Point to Point Protocol,点对点协议)。以太网上的主机以及Internet上的接入服务器的网络层协议都是IP。主机将IP包封装在以太网帧中发向路由器;路由器的以太网口收到主机发来的以太网帧后处理帧头并上交路由器的IP层;IP查看报文头后将IP包交给广域网口的PPP;PPP将IP包封装在PPP帧中并通过专线发往接入服务器。 上述互联原理具有普遍性:某种网络设备要在第n层上互联异种网N1和N2,那么N1和N2在第n层及以上的协议(若有)必须相同。这实际上也是N1和N2能够互联的充要条件。 问题是主机如何知道把要去Internet的报文交给正确的路由器(假设以太网上有多台主/路由器),而路由器又是如何知道将主机报文发给哪个接入服务器(假设路由器有多个广域网口,且每个广域网口都和一个接入服务器相连)的呢?答案是依靠寻址和路由机制。IP地址被用来标识一台工作在IP层的网络设备。 寻址机制是指在网络中,每个设备都具有唯一的IP地址,以便其他设备能够找到它。路由机制是指路由器根据目的IP地址来确定报文的下一跳,知道将报文发给哪个设备。路由机制包括静态路由和动态路由两种。静态路由是手动配置的,而动态路由是通过路由协议来自动学习和更新的。 在路由器中,还有一个非常重要的概念,即 Default Gateway。Default Gateway是指路由器的IP地址,该地址作为路由器的唯一标识符。主机将所有无法解析的报文发送到Default Gateway,以便路由器将其转发到正确的目的地。 路由器是一种复杂的网络设备,其基本结构和工作原理是基于TCP/IP协议栈的。路由器的协议转换发生在IP层,通过寻址和路由机制来确定报文的下一跳。了解路由器的基本知识对于计算机网络的学习和应用都是非常重要的。
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