路由器工作原理.ppt

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1、路由器工作原理V1.0数据用服部学习目标熟悉路由器的工作原理了解路由器的性能指标和关键技术掌握IP报文在路由器中的转发学习内容第一章路由器基本原理第二章路由器体系结构第三章路由器性能指标和关键技术第四章IP报文在路由器中的转发学习内容第一章路由器基本原理什么是路由器路由器是一种用于网络互连的专用设备，在网络建设中具有不可代替的作用，路由器工作在OSI参考模型的第三层（网络层），它的主要作用是为收到的报文寻找正确的路径，并把它们转发出去。路由器的三大功能存储功能存储接口进来的数据报文，如MAC帧、SDH帧、语音压缩报文等。处理功能对数据报文进行处理，如IP头校验、I

2、P选项处理、转发寻址、TTL处理、上层协议处理等。转发功能处理完成的数据报文从接口转发出去，数据报文分段、链路层地址映射、物理地址映射等。路由器的常见实现方式传统计算机结构方式所有数据报文的处理由单CPU系统完成；优点实现简单灵活，成本低；缺点转发性能差，可靠性要求不高；ZXR10GAR，ZXR1018&28&38采用这种方式。并行处理器结构方式每个线卡上都有独立的NP和CPU进行数据报文处理；优点转发性能高，可靠性高；缺点成本高，实现复杂；ZXR10GER/T64/T128/T600/T1200采用这种方式。ASIC处理结构方式每个线卡上都有独立的ASIC芯片和

3、CPU进行数据报文处理；优点转发功能由硬件完成，转发性能极高，可靠性高；缺点成本极高，灵活性不够，实现很复杂；目前自研的路由器还没有采用这种方式。路由器工作原理路由器A路由器BIP寻径IP寻径IP数据包逻辑网IP层加帧头去帧头帧传输和直接寻径数据链路层物理层路由器中分组数据报文的处理路径路由器提供了两种不同的报文处理路径：数据路径：处理目的地址不是本路由器而需要转发的报文，因此数据路径是整个路由器的关键路径，它的实现好坏直接影响着路由器的整体性能。控制路径：处理目的地址是本路由器的高层协议报文，特别是各种路由协议报文。虽然控制路径不是路由器的关键路径，但是它负责完

4、成路由信息的交互，从而保证了数据路径上的报文沿着最优的路径转发。学习内容第二章路由器体系结构路由器体系结构的发展历史——上路由器体系结构的发展历史——下中高端路由器通用硬件体系结构中高端路由器通用软件体系结构ZXR10高端路由器硬件体系结构转发引擎和路由引擎分开路由计算和网络管理物理分离采用网络处理器技术,辅助FPGA实现快速路由表查找和转发采用高速空分交换技术,无阻塞交换采用固定分级的路由表查找技术NPC－1交换网络OAMProcessorRoutingProcessorNPC－NNPC－2NPC－1NPC－2NPC－NUPC协议处理模块控制总线ZXR10中端路

5、由器硬件体系结构接口模块7主处理器板SMP网络处理器板SNP控制处理模块交换模块网络处理模块2接口模块4接口模块3网络处理模块4接口模块6接口模块5网络处理模块3电源模块控制总线处理器总线接口模块1接口模块8接口模块2网络处理模块1ZXR10中高端路由器软件体系结构分布式的软件构架；是一个技术门槛转发流程功能框图接口入处理上行流分类上行QOS处理拥塞管理队列调度下行QOS处理队列调度多播复制组包处理微信元微信元数据包数据包交换网IPv4单播IPv4多播MPLSIPv6查表转发切片处理接口出处理下行流分类QOS增强处理IPv4单播IPv4多播MPLSIPv6下行转发

6、封装拥塞管理网络处理器NP/转发ASIC完成业务的转发处理完成流分类和增强的QoS处理（标记）重定向在转发之前处理流量管理（TM）ASIC高性能QoS（调度）报文转发路径示意图ZXR10低端路由器硬件体系结构模块化体系结构：接口板主处理器底板主处理器子板接口板接口板接口板PCI总线+H-MVIP接口板接口板接口板接口板PCI总线orIXBUS总线+H-MVIP物理口EthernetConsoleAuxZXR10低端路由器软件体系结构AUXConsoleUSBUSBGEGEFEFEDSPModule接口模块智能交换网络+Power+PoE(802.3af)RISCP

7、acketEngineHardwareSecurityEngineEthernetSwitchingEngineQosEngineApplicationEngineVoiceEngine接口模块接口模块接口模块接口模块接口模块接口模块接口模块ProtocolUnitOAMUnitApplicationUnitZXR1018/28/38系列路由器安全模块以太交换模块接口学习内容第三章路由器性能指标和关键技术几个重要的路由器性能指标（1）背板容量背板能力是路由器的内部实现。背板能力能够体现在路由器吞吐量上：背板能力通常大于依据吞吐量和测试包长所计算的值。但是背板能力只

8、能在设计中