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7.1 路由器的组成和功能
7.2 路由表与路由转发
7.1 路由器的组成和功能
路由器是一种具有多个输入/输出端口的专用计算机,其任务是连接不同的网络(可以是异构的)并完成路由转发。在多个逻辑网络(即多个广播域)互连时必须使用路由器。
实现交换结构的三种基本方式是:通过存储器进行交换→通过总线进行交换→通过互连网络进行交换,可实现的路由器转发速率依次提高。
路由器是网络层设备,实现了物理层、数据链路层、网络层的功能。路由器连接的各网络三层协议都可不同。能隔离冲突域和广播域。
交换机(或网桥)是数据链路层设备,实现了物理层、数据链路层的功能。交换机连接的各网段这二层协议都可不同。能隔离冲突域但不能隔离广播域。
集线器(或中继器)是物理层设备,实现了物理层的功能。但中继器连接的各网段物理层必须相同,这是因为中继器不是存储转发设备,它属于直通式设备。既不能隔离冲突域也不能隔离广播域。
通常情况下,一个网段就是一个冲突域,一个局域网就是一个广播域,一个互联网由路由器连接多个局域网或广域网形成。
7.2 路由表与路由转发
路由器主要有两个功能:一个是路由选择,另一个是分组转发。
- 路由选择是指按照复杂的分布式算法,进行基于路由协议的交互,根据从各相邻路由器所得到的关于整个网络或网络某一部分的拓扑变化情况,动态地改变所选择的路由。
- 分组转发就是路由器根据转发表将用户的IP数据报从合适的端口转发出去。
- 存储转发:路由器先接收整个分组,然后对分组进行错误检查,如果出错丢弃该分组;否则存储该正确的分组。最后根据路由选择协议,将正确的分组转发到合适的端口。(二层交换机和路由器都具有存储转发功能,注意中继器和Hub没有)
路由表是根据路由选择算法得出的,而转发表是从路由表得出的。路由表需要对网络拓扑变化的计算最优化,而转发表的结构应当使查找过程最优化。在讨论路由选择的原理时,往往不去区分路由表和转发表,而是笼统地使用路由表一词。
当需要间接交付时,主机为了知道应该交付IP数据报给哪个路由器进行转发,可设置默认(缺省)网关。
408常考的路由表为以下格式:
- 默认路由:默认路由条目中的目的网络0.0.0.0/0,其中0.0.0.0表示任意网络,而网络前缀“/0”(相应的地址掩码为0.0.0.0)是最短的网络前缀。
- 路由表在查找转发表转发IP数据报时,遵循“最长前缀匹配”的原则,因此默认路由条目的匹配优先级最低。
- 路由表总是用软件实现的;转发表可以用软件实现,也可以用特殊的硬件来实现。
- 转发是路由器根据转发表将IP数据报从合适的接口转发出去,转发仅涉及一个路由器。而路由选择涉及很多路由器,路由表是许多路由器协同工作的结果。