網路裝置配置與管理————9、路由器

FLy_鵬程萬里發表於2018-05-15
路由器

路由器內部構造

路由器是計算機

路由器的基本元件

  • CPU
  • RAM
  • ROM
  • 作業系統

路由器時網路組成的中心

l路由器通常用於兩種連結

  • WAN連結（連結到ISP）
  • LAN連結

路由器通過檢查資料包的目的IP地址，有助於確定最佳路徑並且新增到路由表中：


路由器的CPU和儲存器

路由器的組成及功能
CPU – 執行作業系統的指令
隨機訪問儲存器 (RAM) – RAM中內容斷電丟失
    •執行作業系統:
    •執行配置檔案:
    •IP 路由表:
    •ARP 快取:
    •資料包快取區:
只讀儲存器 (ROM) – 儲存開機自檢軟體. ，儲存路由器的啟動載入程式
    •bootstrap 指令
    •基本的自檢軟體
    •迷你版 IOS.
非易失 RAM(NVRAM) – 儲存啟動配置.  這包括IP地址，路由協議，主機名
快閃記憶體– 執行作業系統 (CiscoIOS)
Interfaces – 擁有多種物理介面用於連線網路.介面型別舉例:

路由元件


Internetwork  Operating System

思科路由器所應用的作業系統被稱為 Internetwork Operating System (IOS)

路由器的啟動的主要步驟

檢測路由器硬體

         Power-OnSelf Test (POST)
        執行引導裝入程式
定位載入 Cisco IOS 軟體

       -定位 IOS
       -載入 IOS
定位載入啟動配置檔案或進入配置模式

      -啟動程式搜尋配置檔案 


驗證路由器啟動過程:

-show version命令用於檢視路由器在啟動過程中的資訊。資訊包括:

平臺的 model number
映象名稱 和IOS 版本
只讀儲存器中的載入程式版本
映象檔名及儲存路徑
介面的型別及編號
NVRAM的容量
flash的容量
配置暫存器的值

路由器介面

路由器管理介面：
        –Console口
        –Auxiliary口
路由器物理介面使得路由器接受或傳送資料包
每個介面連線到一個獨立的網路
路由器外部由各種插孔和插座組成
介面型別:

        -乙太網
        -快速乙太網
        -串列埠
        -DSL
        -ISDN
        -Cable 


兩組主要的路由器介面
1.區域網介面:
        被用來連線區域網
        擁有二層mac地址
        可被分配三層IP地址
        通常由 RJ-45介面組成

2.廣域網介面
        用於連線外部網路.
        依靠廣域網技術, 可應用二層地址.
        使用三層地址 

路由器層和網路層

路由器和網路層

    路由器藉助目的IP地址轉發資料包
        路由表決定資料包的路徑.
        確定最佳路徑
        包被封裝成幀
        幀通過媒介以位元流的形式排列

RoutersOperate at Layers
    路由器接收一串編碼位元流
    位元流被解碼後傳至二層
    路由器解壓縮資料幀
    保留資料包傳至第三層

        -在這層檢測目的IP地址決定路由路徑
    資料包被壓縮封裝送至出口


路由協議

靜態路由

靜態路由是在路由器中設定的固定的路由表。除非網路管理員干預，否則靜態路由不會發生變化。由於靜態路由不能對網路的改變做出反應，一般用於網路規模不大、拓撲結構固定的網路中。

靜態路由的有點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態路由優先順序最高。當動態路由與靜態路由發生衝突時，以靜態路由為準。

動態路由

動態路由是網路中的路由器之間相互通訊，傳遞路由資訊，利用收到的路由資訊更新路由表的過程。它能試試地適應網路結構的變化。如果路由更新資訊表明發生了網路變化，路由選擇軟體就會重新計算路由，併發出新的路由更新資訊。這些資訊通過各個網路，引起個路由器重新啟動其路由演算法，並更新各自的路由表以動態地反映網路拓撲變化。動態路由適用於網路規模大、網路拓撲復雜的網路。當然，各種動態路由協議會不同程度地佔用網路頻寬和CPU資源。

RIP路由協議

RIP協議最初是為了Xerox網路系統的Xerox parc通用協議二設計的，是Internet中常用的路由協議。RIP採用舉例向量演算法，即路由器根據舉例選擇路由，所以也稱為距離向量協議。路由器收集所有可到達目的地的不同路徑，並且儲存有關到達每個目的地的最少站點數的路徑資訊，除到達目的地的最佳路徑外，任何其他資訊均予以丟棄。同時路由器也吧所收集到的路由資訊用RIP協議通知相鄰的其他路由器，這樣，正確的路由資訊逐漸擴散到了全網。

RIP執行非常廣泛，它簡單、可靠，便於配置。但是RIP只適用於小型同構網路，因為它允許的最大站點數為15，任何超過15個站點的目的地均被標記為不可達。而且RIP每隔30s一次的路由資訊廣播也是造成網路的廣播風暴的重要原因之一。

OSPF路由協議

20世紀80年代中期，RIP已不能適應大規模易購網路的互聯，OSPF隨之產生。它是IETF的內部閘道器協議工作組為IP網路而開發的一種路由協議。
OSPF是一種基於鏈路狀態的路由協議，需要每個路由器向其同意管理域的所有其他路由器傳送鏈路狀態廣播資訊。在OSPF的鏈路狀態廣播中包括所有介面資訊】所有的量度和其他一些變數。

利用OSPF的路由器首先必須收集有關的鏈路狀態資訊。並根據一定的演算法計算出到每個節點的最短路徑。而基於距離向量的路由協議僅向其鄰接路由器傳送有關路由更新資訊。

與RIP不同，OSPF將一個自治域再劃分為區，相應地有兩種型別的路由選擇方式：
當源和目的地在同一區時，採用區內路由選擇；
當源和目的地不再同一區時，則採用區間路由選擇。
這就大大減少了網路開銷，並增加了網路的穩定性。當一個區內的路由器出了故障時並不影響自治域內其他區路由器的正常工作，這也給網路的管理、維護帶來方便。


BGP和BGP-4

BGP是為TCP/IP網際網路設計的外部閘道器協議，用於多個自治域之間。它既不是基於純粹的鏈路狀態演算法，也不是基於純粹的舉例向量演算法。它的主要功能是與其他自治域的BGP交換網路可達資訊。各個自治域可以執行不同的內部閘道器協議。BGP更新資訊包括網路號/自治域路徑的成對資訊。自治域路徑包括到達某個特定網路須經過的自治域串，這些更新資訊通過TCP傳送出去，以保證傳輸的可靠性。
為了滿足Internet日益擴大的需求。BGP還在不斷地發展。在最新的BGP-4中，還可以將相似路由合併為一條路由。

路由表項的優先問題

在一個路由器中，可同時配置靜態路由和一種或多種動態路由。他們各自維護的路由表都提供給轉發程式，但這些路由表的表項間可能會發生衝突。這種衝突可通過配置各路由表的優先順序來解決。通常靜態路由具有預設的最高優先順序，當其他路由表表項與矛盾時，均按靜態路由轉發。

路由表的配置過程

配置線纜連結


超級終端設定



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