路由器、交换机设备及工作原理

路由器、交换机设备工作原理介绍,宁德移动支撑中心2012年5月21日,1.1 路由器的概念及基本构成,用于网络互连的计算机设备 主要工作在OSI模型的物理层、数据链路层和网络层 根据网络层信息进行路由路由转发 提供丰富的接口类型 支持丰富的链路层协议 支持多种路由协议,路由器基础及工作原理介绍,1.2 路由器的作用 路由器做什么？ 连接具有不同介质的链路 连接网络或子网，隔离广播 对数据报文执行寻路和转发 交换和维护路由信息,1.3 路由原理 路由是指导IP报文发送的路径信息,什么是路由？,1.3.1路由表是路由器转发报文的判断依据,当路由器收到一个数据包时，将数据包IP地址提取出来，然后与路由表中路由项包含的目的地址进行比较,1.3.2路由器单跳操作,1.3.3 路由表查找规则1,当路由表中存在多个路由项可以同时匹配目的IP地址时，路由查找进程会选择其中掩码最长的路由项由于转发，此为最长匹配原则。如图 40.0.0.2数据包入站时有2个地址匹配，而却选择了掩码最长的40.0.0.0/24进行转发,1.3.4 路由表查找规则2,如果所匹配的路由项的下一跳地址不在直连链路上，路由器还需要对路由表进行迭代查找，找到最终的下一跳来。,1.3.5 路由表查找规则3,如果路由表中没有路由项能够匹配数据包，则丢弃数据包。但是，如果路由表中有默认路由存在则选择默认路由进行转发。如图30.0.0.2数据包入站，查找路由表并无匹配的地址但存在默认路由0.0.0.0/0，所以选择默认路由转发。,路由的来源路由度量值（Metric）,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的路由。 手工配置的静态路由 无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓扑结构的网络。 路由协议发现的路由 开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓扑结构的网络。,路由度量值表示到达这条路由所指目的地址的代价。 通常影响路由度量值的因素： 线路延迟、带宽、线路使用线路可信度、跳数、最大传输单元 不同路由协议参考的因素不同,路由器度量值只在同一种路由协议内有比较意义，不同路由协议之间的路由度量值没有可比性，也不存在换算关系。,路由优先级,如果到相同目的地址有多个路由来源，则： 以Preferebce（优先级）确定不同类型优先级 Preferebce越小，优先级越高 优先级最高的路由被添加进路由表,在计算路由信息的时候，因为不同路由协议所考虑的因素不同，所以计算出的路径也可能会不同。在这种情况下就取决于路由优先级，具有较高优先级(数值越小表明优先级越高)的路由协议发现的路由将成为最优路由，并加入路由表中。,各类路由默认优先级,交换机设备工作原理,交换机的作用 连接多个以太网物理段，隔离冲突域 对以太网帧进行高速而透明的交换机转发 自行学习和维护MAC地址信息,交换机的特点 主要工作在OSI模型的物理层、数据链路层提供以太网间的透明桥接和交换依据链路层的MAC地址，将以太网数据帧 的端口间进行转发,共享式以太网,共享式以太网中，所有的终端主机都处于同一个冲突域中，局域网中的所有接入终端共享总线的带宽,在交换式以太网中，交换机的每个端口处于独立的冲突域中，终端主机独占端口的带宽,交换机的MAC地址表学习过程 MAC地址表初始化,交换机刚启动时，MAC地址表内无表项,MAC地址表学习过程1,PCA发出数据帧交换机把PCA的帧中的源地址MAC_A与接收到此帧的端口E1/0/1关联起来交换机把PCA的帧从所有其他端口发送出去（除了接收到帧的端口E1/0/1,MAC地址表学习过程2,PCB、PCC、PCD发出数据帧交换机把接收到的帧中的源地址与相应的端口联系起来,交换机对数据帧的转发和过滤 单播帧的转发,PCA发出目的到PCD的单播数据帧 交换机根据帧中的目的地址，从相应的端口E1/0/4发送出去 交换机不在其他端口上转发此单播数据帧,广播、组播和未知单播帧的转发,交换机会把广播、组播和未知单播帧从所有其他发送出去（除了接收到帧的端口）,广播域,路由器或三层交换机的三层接口处于独立的广播域中，终端主机发出的广播帧在三层接口被终止,总结,路由的作用是指导IP报文转发 路由表主要表项有目的地址/掩码、下一跳、出接口等 路由的来源 路由的度量值、优先级共享式以太网中所有终端共享总线带宽，交换式以太网中每个终端处于独立的冲突域 交换机根据接收到的数据帧的源地址进行MAC地址表的学习 交换机根据MAC地址表对数据帧进行转发 路由器或三层交换机的三层接口的属于独立的广播域,