2021年路由器入门基础初学必备讲义.ppt

2021/1/26
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路由器入门基础初学必备
路由器是网络的核心
普通用户可能不知道他们自己的网络或 Internet 中有大量的路由器存在。用户只希望能够访问 Web 网页、发送电子邮件，以及下载音乐 — 不管所访问的服务器是位于自己的网络，还是位于世界其它地方的网络。但网络工程师知道，负责在网络间将数据包从初始源位置转发到最终目的地的，正是路由器。
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路由器入门基础初学必备
路由器可连接多个网络，这意味着它具有多个接口，每个接口属于不同的 IP 网络。当路由器从某个接口收到 IP 数据包时，它会确定使用哪个接口来将该数据包转发到目的地。路由器用于转发数据包的接口可以位于数据包的最终目的网络（即具有该数据包目的 IP 地址的网络），也可以位于连接到其它路由器的网络（用于送达目的网络）。
路由器连接的每个网络通常需要单独的接口。这些接口用于连接局域网 (LAN) 和广域网 (WAN)。LAN 通常为以太网，其中包含各种设备，如 PC、打印机和服务器。WAN 用于连接分布在广阔地域中的网络。例如，WAN 连接通常用于将 LAN 连接到 Internet 服务提供商 (ISP) 网络。
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路由器确定最佳路径
路由器主要负责将数据包传送到本地和远程目的网络，其方法是：
确定发送数据包的最佳路径
将数据包转发到目的地
路由器使用路由表来确定转发数据包的最佳路径。当路由器收到数据包时，它会检查其目的 IP 地址，并在路由表中搜索最匹配的网络地址。路由表还包含用于转发数据包的接口。一旦找到匹配条目，路由器就会将 IP 数据包封装到传出接口或送出接口的数据链路帧中。
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路由器经常会收到以某种类型的数据链路帧（如以太网帧）封装的数据包，当转发这种数据包时，路由器可能需要将其封装为另一种类型的数据链路帧，如点对点协议 (PPP) 帧。数据链路封装取决于路由器接口的类型及其连接的介质类型。路由器可连接多种不同的数据链路技术，包括 LAN 技术（如以太网）、WAN 串行连接（如使用 PPP 的 T1 连接）、帧中继以及异步传输模式 (ATM)。路由器使用静态路由和动态路由协议来获知远程网络和构建路由表。
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路由器工作在第 1、第 2 和第 3 层
路由器在第 3 层做出主要转发决定，但它也参与第 1 和第 2 层的过程。路由器检查完数据包的 IP 地址，并通过查询路由表做出转发决定后，它可以将该数据包从相应接口朝着其目的地转发出去。路由器会将第 3 层 IP 数据包封装到对应送出接口的第 2 层数据链路帧的数据部分。帧的类型可以是以太网、HDLC 或其它第 2 层封装 － 即对应特定接口上所使用的封装类型。第 2 层帧会编码成第 1 层物理信号，这些信号用于表示物理链路上传输的位。
下图所示请注意，PC1 工作在所有七个层次，它会封装数据，并把帧作为编码后的比特流发送到默认网关 R1。
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R1 在相应接口接收编码后的比特流。比特流经过解码后上传到第 2 层，在此由 R1 将帧解封。路由器会检查数据链路帧的目的地址，确定其是否与接收接口（包括广播地址或组播地址）匹配。如果与帧的数据部分匹配，则 IP 数据包将上传到第 3 层，在此由 R1 做出路由决定。然后 R1 将数据包重新封装到新的第 2 层数据链路帧中，并将它作为编码后的比特流从出站端口转发出去。
R2 收到比特流，然后重复上一过程。R2 帧解封，再将帧的数据部分（IP 数据包）传递给第 3 层，在此 R2 做出路由决定。然后 R2 将数据包重新封装到新的第 2 层数据链路帧中，并将它作为编码后的比特流从出站端口转发出去。
路由器 R3 再次重复这一过程，它将封装到数据链路帧中且编码成比特流的 IP 数据包转发到 PC2。
从源到目的地这一路径中，每个路由器都执行相同的过程，包括解封、搜索路由表、再次封装。此过程对于理解路由器如何参与网络非常重要。
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2 路由器的内部构造
尽管路由器类型和型号多种多样，但每种路由器都具有相同的通用硬件组件。根据型号的不同，这些组件在路由器内部的位置有所差异。下图中显示了 1841 路由器的内部构造。要查看路由器的内部组件，必须拧开路由器金属盖板上的螺钉，然后将盖板拆下。一般而言，除非要升级存储器，否则不必打开路由器。
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