路由器基本知识

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1、路由器及相关知识讲稿前言路由器是一种常见的网络设备。网络的复杂性导致了路由器的复杂性：功能复杂，应用复杂，使用复杂。我们公司以前主要业务是在电信网方面，有很多员工对路由器不了解，在工作中遇到相关问题时往往束手无策。本文的目的主要是帮助这些同事尽快熟悉计算机网络。第一章网络互联网络的根本目的非常简单：方便人们交换所获得的信息。但是网络的应用需求非常复杂：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。这些都导致了网络的多样化，现在比较常见的局域网有以太网、令牌环和FDDI，

2、广域网有DDN、X.25、帧中继、ATM等，这些网络分别从不同方面满足用户需求。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。实现网络互联的技术有两种：协议转换和隧道技术。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nternet就是利用TCP/IP作为互联协议的实例。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。而现在非常时髦的VPN（VirtualPrivateN

3、etwork，虚拟私有网）则是隧道技术的代表。第二章路由器的基本结构和工作原理路由器实质上是一种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2-1TCP/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。图2-2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IEEE

4、802.3。路由器和接入服务器之间为专线，而链路层协议为PPP（PointtoPointProtocol，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

5、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。在相互联结的网络中IP地址应该是唯一的，即一个IP地址不能同时被多个网络设备使用。但是TCP/IP允许一台网络设备占用多个IP地址，这种设备称为“多穴主机”。路由器就是一种多穴主机，它的每个端口都有一个IP地址，甚至于一个端口可以有多个IP地址。IP地址长度为四个字节。如图2-4所示，TC

6、P/IP将IP地址划为A、B、C三个基本类（实际上还有D类和E类，这两类很少用到）：如图所示IP地址分为网络部分和主机部分，分别相当于电话号码中的局号和用户线路号。我们平时使用点分十进制的形式来表示IP地址，如我的IP地址是129.102.1.56，129.102是指北研所局域网，是个B类网，而1.56则是我的主机号。RFC不推荐把零作为IP地址的某个字节，如129.102.1.0。TCP/IP还允许使用掩码来将IP地址非标准地（意指与三种基本类不同）划分为网络部分和主机部分。如果用二进制表示掩码，则IP地址中与掩码中的“1”相对应的比特属于网络部分，与“0”相对应

7、的部分属于主机部分。掩码的习惯表示法也是点分十进制。若使用基本划分方法，则A类网的掩码是255.0.0.0，B类网的掩码是255.255.0.0，C类网的掩码是255.255.255.0。仍然以129.102.1.56（10000001.1100110.00000001.00111000）为例，如果不使用掩码（实际是使用基本掩码255.255.0.0），则其网络部分为129.102，主机部分是1.56。如果使用掩码255.252.0.0（11111111.11111100.00000000.00000000），则其网络部分为129.100，主机部分为2.1.56