计算机网络与通信第6周课件.ppt

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1、路由器的功能连接WAN，如X.25、ISDN、帧中继、ATM、卫星链路、微波、租用或拨号电话线，同步或高速链路等连接LAN，如Ethernet、TokenRing、FDDI、FastEthernet、ATM、GigabitEthernet等数据处理，包括过滤、转发、优先级、复用、加密、压缩等数据处理功能协议转换，不同网络包括LAN与WAN间网络协议的转换，以及路由协议处理功能管理功能，包括路由器的配置管理，容错管理（如链路自动备份）、均衡负载性能管理、防火墙安全功能和支持SNMP管理管理等功能。路由器的结构与技术路

2、由协议存储转发管理三层路由协议结构最低层（子网内部）称作“端系统到中间系统（ES-IS）路由信息交换”协议。中间层（域内）称作“中间系统到中间系统（IS-IS）路由信息交换”协议。最高层（域间），不同域的路由器通过更复杂的交互来发现对方，这种交互应携带大量管理、控制消息来表明域间依赖关系。管理功能缓冲区管理，提供通信子网的接收和发送缓冲区的管理，以及网络层报文分段和重组所需的缓冲区管理。计时器管理，为网络层协议进程提供计时服务，包括建立、设置、删除、关闭计时器，超时指示处理。多任务调度的服务管理，包括建立、唤醒、选

3、择待执行的任务，挂起、删除等。拥塞控制路由器拥塞：当路由器连接的子网的速率不同时，会导致路由器缓存区的溢出；或当信息量增长过快超过路由器处理能力时，路由器开始丢失包，我们称之为路由器发生拥塞。路由器拥塞的出现意味着负荷大于路由器所能处理的程度，因此增加路由器的处理能力或减少负荷都能缓解拥塞。拥塞控制的基本方法弃包：当缓存区满时，暂时丢弃新来的包，（重发任务由传输层完成）。其优点是简单，缺点是将导致恶性循环，如果一个路由器没有空闲缓冲区可用，它必须丢掉新到来的包。输入缓存区限制：有选择地暂时丢弃新来的包。对来自本地网

4、的包的数量加以限制，对远程网的包的数量则不加以限制。反馈控制源点：拥塞时，向发来数据包的源点发送反馈信息，使其放慢该方向的数据包发送速度，它允许问题出现并设法解决。路由器内部存储器路由器内部存储器为路由器不同的功能应用提供不同类型的存储器，一般由以下几个部分组成：A．ROM：存放上电时诊断、启动（bootstrap）、基本操作系统软件（子集）；B．Flash：作为可擦除可重编程的ROM，存放操作系统镜像和微码；C．NVRAM：非易失性（Nonvolatile）RAM，存放路由器配置文件（备份配置文件）；D．RAM：

5、当上电后，路由器内部存储器为路由器配置文件提供临时运行存储空间，以及存放路由表（Routingtable）、ARP表，作为（独享或共享的）快速交换Cache、包队列和缓存。路由器的四种交换方式：处理器交换快速交换优化交换NetFlow交换处理器交换当第一个数据包从接口模块进入路由器后，数据包被放入共享内存；路由器快速地读取包的目标网络地址，此时在NetFlow交换高速缓存或快速交换缓存中都找不到这个网络地址的相应条目，数据包头被读入系统内存进行处理；路由器查找路由表找到相应的路由条目，根据这个条目的内容改写包头，并

6、将这路由条目放入快速交换缓存；然后数据包从共享内存移到接口模块进行CRC错误检验计算后送出，这个过程就是处理器交换。处理器交换过程开销很大，故数据包的处理速度较低。快速交换当紧接着的数据包进入路由器后，就无需进行处理器交换，路由器在读取包头内容后直接查找快速交换高速缓存进行匹配，数据包头直接改写后就从接口送出，这就是快速交换的过程。快速交换过程整个过程很短，因此快速交换的速度非常高。优化交换对于IP协议，路由器还建立一个优化高速缓存，数据包进入路由器后存放在共享内存中，通过处理器交换过程产生优化高速缓存的条目，随后

7、的数据包就在优化高速缓冲进行匹配后高速地交换出去，从而进一步提高路由器交换性能。为什么需要NetFlow交换？当IOS的增值服务功能加载后，优化高速缓存中的条目就不能匹配，只能采用快速交换而不能采用优化交换来处理这些数据包，此时路由器的交换性能就达不到最佳值，性能大大下降。增值服务：包括队列排序、记帐服务、访问权限过滤表、服务质量保证、数据包加密和数据包压缩。NetFlow交换NetFlow技术在RSP中创建一个NetFlow交换高速缓存，第一个数据包先进行处理器交换处理，首先在路由表中查找路由条目，接着访问权列表

8、处理、队列排序处理、记帐处理等过程。上述过程为传统的交换处理过程，速度很慢，但它会在NetFlow高速缓存中产生一个NetFlow条目，除通常的路由内容外，它还包括协议类型、传输层和应用层之间的接口号、界面类型等增值服务所需的有关参数。随后的数据包只要在路由内容、增值服务项目等能与NetFlow缓存内容相匹配的，就直接进行NetFlow交换，而不匹配的则进行