路由器的作用与体系结构分析!

路由器的一个作用是连通不同的网络,另一个作用是选择信息传送的线路 。选择通畅快捷的近路,能大大提高通信速度,减轻网络系统通信负荷,节约网络系统资源,提高网络系统畅通率,从而让网络系统发挥出更大的效益来 。

从过滤网络流量的角度来看,路由器的作用与交换机和网桥非常相似 。但是与工作在网络物理层,从物理上划分网段的交换机不同,路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分 。例如,一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段,只有指向非凡IP地址的网络流量才可以通过路由器 。对于每一个接收到的数据包,路由器都会重新计算其校验值,并写入新的物理地址 。因此,使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢 。但是,对于那些结构复杂的网络,使用路由器可以提高网络的整体效率 。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播 。从总体上说,在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多 。

一般说来,异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成 。

路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点 。由此可见,选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的要害所在 。为了完成;这项工作,在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路径表(Routing Table),供路由选择;时使用 。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容 。路径表可以是由系统治理员固定设置好的,也可以由系统动态修改,可以由路由器自动调整,也可以由主机控制 。

1.静态路径表

由系统治理员事先设置好固定的路径表称之为静态(static)路径表,一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的,它不会随未来网络结构的改变而改变 。

2.动态路径表

动态(Dynamic)路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表 。路由器根据路由选择协议(Routing Protocol)提供的功能,自动学习和记忆网络运行情况,在需要时自动计算数据传输的最佳路径 。

路由器的体系结构

从体系结构上看,路由器可以分为第一代单总线单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和基于机群系统的路由器等多类 。

路由器的构成

路由器具有四个要素:输入端口、输出端口、交换开关和路由处理器 。

输入端口是物理链路和输入包的进口处 。端口通常由线卡提供,一块线卡一般支持4、8或16个端口,一个输入端口具有许多功能 。第一个功能是进行数据链路层的封装和解封装 。第二个功能是在转发表中查找输入包目的地址从而决定目的端口(称为路由查找),路由查找可以使用一般的硬件来实现,或者通过在每块线卡上嵌入一个微处理器来完成 。第三,为了提供QoS(服务质量),端口要对收到的包分成几个预定义的服务级别 。第四,端口可能需要运行诸如SLIP(串行线网际协议)和PPP(点对点协议)这样的数据链路级协议或者诸如PPTP(点对点隧道协议)这样的网络级协议 。一旦路由查找完成,必须用交换开关将包送到其输出端口 。假如路由器是输入端加队列的,则有几个输入端共享同一个交换开关 。这样输入端口的最后一项功能是参加对公共资源(如交换开关)的仲裁协议 。

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