计算机网络 路由器的主要技术
路由器的概念以及路由器的功能详细介绍
路由器的概念以及路由器的功能详细介绍路由器的概念：路由器是计算机网络中的一种网络设备，用于在不同的网络之间传输数据。
它通过将数据包从源地址发送到目标地址来实现数据的转发和路由功能。
路由器的功能详细介绍：⒈数据传输功能：路由器可以接收来自源地址的数据包，并根据路由表中的规则选择最佳路径将数据包传输到目标地址。
它能够实现数据在不同网络之间的传输和转发。
⒉ IP地址分配功能：路由器可以通过使用DHCP（动态主机配置协议）等协议为连接到它的设备分配IP地址。
它可以管理网络中的IP地址池，为设备提供唯一的IP地址。
⒊防火墙功能：路由器可以根据配置的安全策略来过滤网络流量，防止未经授权的访问和网络攻击。
它可以通过配置访问控制列表（ACL）等功能来保护网络安全。
⒋负载均衡功能：当路由器同时连接多个网络时，它可以利用负载均衡算法将网络流量均匀分配到不同的网络链路上，以提高网络的传输效率和稳定性。
⒌无线网络支持功能：现代路由器通常都内置无线局域网（WLAN）功能，可以通过Wi-Fi技术为无线设备提供网络接入。
它可以实现无线网络的设置、管理和安全控制。
⒍ VLAN虚拟局域网功能：路由器可以支持虚拟局域网（VLAN）功能，通过将不同的设备划分到不同的VLAN中，实现网络中不同设备之间的隔离和管理。
⒎远程管理功能：路由器可以通过远程管理协议（如Telnet、SSH）等方式进行远程管理和配置。
管理员可以通过远程访问路由器，进行配置和故障排除等操作。
⒏统计和监控功能：路由器可以对网络流量进行统计和监控，记录数据包的传输情况和网络性能。
管理员可以通过监控软件等工具对网络进行实时监测和故障排查。
附件：本文档所涉及的附件包括路由器配置示例、网络拓扑图以及详细的路由表和访问控制列表等。
法律名词及注释：⒈ DHCP（动态主机配置协议）：一种网络协议，用于为连接到网络的设备自动分配IP地址、子网掩码等网络配置信息。
⒉ ACL（访问控制列表）：用于控制网络流量的一种配置表。
计算机网络应用 路由器软件技术
计算机网络应用路由器软件技术除了路由器的硬件技术之外，它在软件方面同样具有许多先进的技术，例如，VPN技术、NAT技术、QOS技术、IPv6技术等。
1．VPN技术VPN（Virtual Private Network 虚拟专用网）是路由器具有的重要软件技术之一，是指在公用网络上建立虚拟专用网，来实现通信。
可以从不同的角度对VPN进行分类：●根据接入方式分类按接入方式可以将VPN分为专线VPN和拨号VPN两类，专线VPN是为已经通过专线接入到ISP边缘路由器的用户提供VPN实现方案。
拨号VPN（又称为VPDN）是指为利用拨号PSTN（Public Switched Telephone Network 公共交换电话网络）或ISDN（Integrated Services Digital Network 综合业务数字网）接入到ISP的用户提供VPN业务。
●根据协议类型划分按照协议类型VPN可以分为第二层隧道协议和第三层隧道协议两类。
第二层隧道协议包括点到点隧道协议（PPTP）、第二层转发协议（L2F）、第二层隧道协议（L2TP）。
而第三层隧道协议包括通用路由封装协议（GRE）、IP安全协议（IPSec）。
MPLS隧道协议可看成在第二层和第三层之间。
提示MPLS（Multiprotocol Label Switch）最初是用来提高路由器的转发速度而提出的一个协议，但由于MPLS目前在流量工程（Traffic Engeering）和VPN这两项网络技术中表现，而已日益成为扩大IP网络规模的重要标准。
●根据VPN发起方式划分按VPN发起方式可以将VPN分为客户发起VPN和服务器发起VPN两种，客户发起（也称基于客户的VPN），它是VPN服务提供的起始点和终止点均面向客户的，其内部技术构成、实施和管理对VPN客户可见。
而服务器发起是在公司中心部门和ISP安装VPN软件，客户无需安装任何软件。
路由器的VPN技术解决方案主要包括以下几种：●访问控制的设定路由器的访问控制的设定一般是通过PAP（口令认证协议）和CHAP（高级口令认证协议）两种协议来实现。
计算机网络 路由器的功能及路由原理
计算机网络路由器的功能及路由原理路由器工作在OSI参考模型的第三层，即网络层。
它主要处理网络层的数据分组或网络地址，决定数据分组的转发，并决定网络中数据传输的完整路由。
下面介绍路由器的功能以及路由原理知识。
1．路由器的功能目前的路由器产品都具有识别网络层地址、选择路由、生成和保存路由表，更好地控制拥塞，隔离子网，提供安全和强化管理等功能。
其中最主要的功能包括以下几个方面。
●识别网络层地址和选择路由当路由器接收到数据包时，首先将该数据包在数据链路层所附加的包头去掉，并提取网络层地址（即IP地址）。
然后再根据路由表，确定数据包的传输路由，执行本身的路由协议，进行安全、优先权等处理。
最后，将通过各项处理的数据包重新附加上数据链路层包头，进行转发。
●生成和保存路由表路由选择表是路由器赖以寻址的依据。
内容包括每个路由器所连接的网络标识，以及每个网络中所连接的主机标识。
建立路由选择表的方法包括静态路由生成法和动态路由生成法。
其中静态路由生成法是由管理员根据网络结构以手工方法生成，存入路由器的内存中；而动态路由生成法则是经过路由器执行相关的路由协议自动生成。
●隔离子网连通广域网路由器通常可以处理多种协议并具备相应的协议处理软件。
因此路由器能够将物理上分离，以及不同技术的网络进行互联，并且能够将不同协议的网络视为一个子网进行互联，每个子网都是一个独立的管理域。
路由器只将网络中传输的数据包发往特定的子网进行通信，绝不会向其他子网广播，从而实现子网隔离。
2．路由原理当IP子网中的计算机A发送数据给同一IP子网中的计算机B时，则两台计算机不需要进行路由选择，可直接进行数据传输。
如图6-12所示。
而如果将数据发送给不同IP子网主机时，就需要进行路由选择功能（如计算机B向计算机C发送数据）。
即选择一条能到达目的子网的路径，因此需要把数据送给路由器，由路由器负责把数据送到目的地。
如果没有找到这样的路由器，主机就把数据送给一个称为“缺省网关（default gateway）”的路由器上。
路由器的主要功能
路由器的主要功能：所谓“路由”,是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作,而路由器,正是执行这种行为动作的机器,它的英文名称为Router,是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读懂”对方的数据,从而构成一个更大的网络;简单的讲,路由器主要有以下几种功能：第一,网络互连,路由器支持各种局域网和广域网接口,主要用于互连局域网和广域网,实现不同网络互相通信；第二,数据处理,提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；第三,网络管理,路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能;为了完成“路由”的工作,在路由器中保存着各种传输路径的相关数据－－路由表Routing Table,供路由选择时使用;路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容;路由表可以是由系统管理员固定设置好的,也可以由系统动态修改,可以由路由器自动调整,也可以由主机控制;在路由器中涉及到两个有关地址的名字概念,那就是：静态路由表和动态路由表;由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态static路由表,一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的,它不会随未来网络结构的改变而改变;动态Dynamic路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表;路由器根据路由选择协议Routing Protocol提供的功能,自动学习和记忆网络运行情况,在需要时自动计算数据传输的最佳路径;Osi模型个层功能OSI七层模型介绍OSI是一个开放性的通行系统互连参考模型,他是一个定义的非常好的协议规范;OSI模型有7层结构,每层都可以有几个子层;下面我简单的介绍一下这7层及其功能;OSI的7层从上到下分别是7 应用层6 表示层5 会话层4 传输层3 网络层2 数据链路层1 物理层其中高层,既7、6、5、4层定义了应用程序的功能,下面3层,既3、2、1层主要面向通过网络的端到端的数据流;下面我给大家介绍一下这7层的功能：1应用层：与其他计算机进行通讯的一个应用,它是对应应用程序的通信服务的;例如,一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码,从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层;但是,如果添加了一个传输文件的选项,那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层;示例：telnet,HTTP,FTP,,NFS,SMTP等;2表示层：这一层的主要功能是定义数据格式及加密;例如,FTP允许你选择以二进制或ASII格式传输;如果选择二进制,那么发送方和接收方不改变文件的内容;如果选择ASII格式,发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASII后发送数据;在接收方将标准的ASII转换成接收方计算机的字符集;示例：加密,ASII等;3会话层：他定义了如何开始、控制和结束一个会话,包括对多个双向小时的控制和管理,以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用,从而使表示层看到的数据是连续的,在某些情况下,如果表示层收到了所有的数据,则用数据代表表示层;示例：RPC,SQL等;4传输层：这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议,及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用,还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能;示例：TCP,UDP,SPX;5网络层：这层对端到端的包传输进行定义,他定义了能够标识所有结点的逻辑地址,还定义了路由实现的方式和学习的方式;为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质,网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法;示例：IP,IPX等;6数据链路层：他定义了在单个链路上如何传输数据;这些协议与被讨论的歌种介质有关;示例：ATM,FDDI等;7物理层：OSI的物理层规范是有关传输介质的特性标准,这些规范通常也参考了其他组织制定的标准;连接头、针、针的使用、电流、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容;物理层常用多个规范完成对所有细节的定义;示例：Rj45,等;OSI分层的优点：1人们可以很容易的讨论和学习协议的规范细节;2层间的标准接口方便了工程模块化; 3创建了一个更好的互连环境;4降低了复杂度,使程序更容易修改,产品开发的速度更快;5每层利用紧邻的下层服务,更容易记住个层的功能;大多数的计算机网络都采用层次式结构,即将一个计算机网络分为若干层次,处在高层次的系统仅是利用较低层次的系统提供的接口和功能,不需了解低层实现该功能所采用的算法和协议；较低层次也仅是使用从高层系统传送来的参数,这就是层次间的无关性;因为有了这种无关性,层次间的每个模块可以用一个新的模块取代,只要新的模块与旧的模块具有相同的功能和接口,即使它们使用的算法和协议都不一样;网络中的计算机与终端间要想正确的传送信息和数据,必须在数据传输的顺序、数据的格式及内容等方面有一个约定或规则,这种约定或规则称做协议;网络协议主要有三个组成部分：1、语义：是对协议元素的含义进行解释,不同类型的协议元素所规定的语义是不同的;例如需要发出何种控制信息、完成何种动作及得到的响应等;2、语法：将若干个协议元素和数据组合在一起用来表达一个完整的内容所应遵循的格式,也就是对信息的数据结构做一种规定;例如用户数据与控制信息的结构与格式等;3、时序：对事件实现顺序的详细说明;例如在双方进行通信时,发送点发出一个数据报文,如果目标点正确收到,则回答源点接收正确；若接收到错误的信息,则要求源点重发一次;70年代以来,国外一些主要计算机生产厂家先后推出了各自的网络体系结构,但它们都属于专用的;为使不同计算机厂家的计算机能够互相通信,以便在更大的范围内建立计算机网络,有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准;国际标准化组织ISO 于1981年正式推荐了一个网络系统结构----七层参考模型,叫做开放系统互连模型Open System Interconnection,OSI;由于这个标准模型的建立,使得各种计算机网络向它靠拢, 大大推动了网络通信的发展;OSI 参考模型将整个网络通信的功能划分为七个层次,见图1;它们由低到高分别是物理层PH、链路层DL、网络层N、传输层T、会议层S、表示层P、应用层A;每层完成一定的功能,每层都直接为其上层提供服务,并且所有层次都互相支持;第四层到第七层主要负责互操作性,而一层到三层则用于创造两个网络设备间的物理连接.1.物理层物理层是OSI的第一层,它虽然处于最底层,却是整个开放系统的基础;物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备,为数据传输提供可靠的环境;媒体和互连设备物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等;通信用的互连设备指DTE和DCE间的互连设备;DTE 既数据终端设备,又称物理设备,如计算机、终端等都包括在内;而DCE则是数据通信设备或电路连接设备,如调制解调器等;数据传输通常是经过DTE——DCE,再经过DCE——DTE的路径;互连设备指将DTE、DCE连接起来的装置,如各种插头、插座;LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接、插头,接收器,发送器,中继器等都属物理层的媒体和连接器;物理层的主要功能物理层的一些重要标准物理层的一些标准和协议早在OSI/TC97/C16 分技术委员会成立之前就已制定并在应用了,OSI也制定了一些标准并采用了一些已有的成果.下面将一些重要的标准列出,以便读者查阅.ISO2110:称为"数据通信----25芯DTE/DCE接口连接器和插针分配".它与EIA美国电子工业协会的"RS-232-C"基本兼容;ISO2593:称为"数据通信----34芯DTE/DCE----接口连接器和插针分配";ISO4092:称为"数据通信----37芯DTE/DEC----接口连接器和插针分配".与EIARS-449兼容;CCITT :称为"数据终端设备DTE和数据电路终接设备之间的接口电路定义表".其功能与EIARS-232-C及RS-449兼容于100序列线上.2.数据链路层数据链路可以粗略地理解为数据通道;物理层要为终端设备间的数据通信提供传输媒体及其连接.媒体是长期的,连接是有生存期的.在连接生存期内,收发两端可以进行不等的一次或多次数据通信.每次通信都要经过建立通信联络和拆除通信联络两过程.这种建立起来的数据收发关系就叫作数据链路.而在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错,为了弥补物理层上的不足,为上层提供无差错的数据传输,就要能对数据进行检错和纠错.数据链路的建立,拆除,对数据的检错,纠错是数据链路层的基本任务;链路层的主要功能链路层是为网络层提供数据传送服务的,这种服务要依靠本层具备的功能来实现;链路层应具备如下功能:数据链路层的主要协议数据链路层协议是为发对等实体间保持一致而制定的,也为了顺利完成对网络层的服务;主要协议如下：数据通信系统的基本型控制规程".这是一种面向字符的标准,利用10个控制字符完成链路的建立,拆除及数据交换.对帧的收发情况及差错恢复也是靠这些字符来完成.ISO1155, ISO1177, ISO2626, ISO2629等标准的配合使用可形成多种链路控制和数据传输方式.称为"HDLC 帧结构".ISO4335--1984:称为"HDLC 规程要素".ISO7809--1984:称为"HDLC 规程类型汇编".这3个标准都是为面向比特的数据传输控制而制定的.有人习惯上把这3个标准组合称为高级链路控制规程.称为"DTE数据链路层规程".与CCITT "平衡型链路访问规程"相兼容.链路层产品独立的链路产品中最常见的当属网卡,网桥也是链路产品;MODEM的某些功能有人认为属于链路层,对些还有争议.数据链路层将本质上不可靠的传输媒体变成可靠的传输通路提供给网络层;在情况下,数据链路层分成了两个子层,一个是逻辑链路控制,另一个是媒体访问控制;下图所示为体系结构;AUI=连接单元接口PMA=物理媒体连接MAU=媒体连接单元PLS=物理信令MDI=媒体相关接口3.网络层网络层的产生也是网络发展的结果.在联机系统和线路交换的环境中,网络层的功能没有太大意义.当数据终端增多时.它们之间有中继设备相连.此时会出现一台终端要求不只是与唯一的一台而是能和多台终端通信的情况,这就是产生了把任意两台数据终端设备的数据链接起来的问题,也就是路由或者叫寻径.另外,当一条物理信道建立之后,被一对用户使用,往往有许多空闲时间被浪费掉.人们自然会希望让多对用户共用一条链路,为解决这一问题就出现了逻辑信道技术和虚拟电路技术.网络层主要功能网络层为建立网络连接和为上层提供服务,应具备以下主要功能：网络层标准简介网络层的一些主要标准如下：:称为"DTE用的分组级协议":称为"CO 网络服务定义"面向连接:称为"CL 网络服务定义"面向无连接:称为"CL 网络协议":称为"网络层寻址"除上述标准外,还有许多标准;这些标准都只是解决网络层的部分功能,所以往往需要在网络层中同时使用几个标准才能完成整个网络层的功能.由于面对的网络不同,网络层将会采用不同的标准组合.在具有开放特性的网络中的数据终端设备,都要配置网络层的功能.现在市场上销售的网络硬设备主要有网关和路由器.4.传输层传输层是两台计算机经过网络进行数据通信时,第一个端到端的层次,具有缓冲作用;当网络层服务质量不能满足要求时,它将服务加以提高,以满足高层的要求；当网络层服务质量较好时,它只用很少的工作;传输层还可进行复用,即在一个网络连接上创建多个逻辑连接; 传输层也称为运输层.传输层只存在于端开放系统中,是介于低3层通信子网系统和高3层之间的一层,但是很重要的一层.因为它是源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层.有一个既存事实,即世界上各种通信子网在性能上存在着很大差异.例如电话交换网,分组交换网,公用数据交换网,局域网等通信子网都可互连,但它们提供的吞吐量,传输速率,数据延迟通信费用各不相同.对于会话层来说,却要求有一性能恒定的界面.传输层就承担了这一功能.它采用分流/合流,复用/介复用技术来调节上述通信子网的差异,使会话层感受不到.此外传输层还要具备差错恢复,流量控制等功能,以此对会话层屏蔽通信子网在这些方面的细节与差异.传输层面对的数据对象已不是网络地址和主机地址,而是和会话层的界面端口.上述功能的最终目的是为会话提供可靠的,无误的数据传输.传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段,数据传送阶段,传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程.而在数据传送阶段又分为一般数据传送和加速数据传送两种;传输层服务分成5种类型.基本可以满足对传送质量,传送速度,传送费用的各种不同需要.传输层的协议标准有以下几种：ISO8072:称为"面向连接的传输服务定义"ISO8072:称为"面向连接的传输协议规范"5.会话层会话层提供的服务可使应用建立和维持会话,并能使会话获得同步;会话层使用校验点可使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信;这种能力对于传送大的文件极为重要;会话层,表示层,应用层构成开放系统的高3层,面对应用进程提供分布处理,对话管理,信息表示,恢复最后的差错等.会话层同样要担负应用进程服务要求,而运输层不能完成的那部分工作,给运输层功能差距以弥补.主要的功能是对话管理,数据流同步和重新同步;要完成这些功能,需要由大量的服务单元功能组合,已经制定的功能单元已有几十种.现将会话层主要功能介绍如下.为会话实体间建立连接;为给两个对等会话服务用户建立一个会话连接,应该做如下几项工作：数据传输阶段这个阶段是在两个会话用户之间实现有组织的,同步的数据传输.用户数据单元为SSDU,而协议数据单元为SPDU.会话用户之间的数据传送过程是将SSDU转变成SPDU进行的.连接释放连接释放是通过"有序释放","废弃","有限量透明用户数据传送"等功能单元来释放会话连接的.会话层标准为了使会话连接建立阶段能进行功能协商,也为了便于其它国际标准参考和引用,定义了12种功能单元.各个系统可根据自身情况和需要,以核心功能服务单元为基础,选配其他功能单元组成合理的会话服务子集.会话层的主要标准有"DIS8236:会话服务定义"和"DIS8237:会话协议规范".6.表示层表示层的作用之一是为异种机通信提供一种公共语言,以便能进行互操作;这种类型的服务之所以需要,是因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同;例如,IBM主机使用EBCDIC编码,而大部分PC机使用的是ASCII码;在这种情况下,便需要会话层来完成这种转换;通过前面的介绍,我们可以看出,会话层以下5层完成了端到端的数据传送,并且是可靠,无差错的传送.但是数据传送只是手段而不是目的,最终是要实现对数据的使用.由于各种系统对数据的定义并不完全相同,最易明白的例子是键盘,其上的某些键的含义在许多系统中都有差异.这自然给利用其它系统的数据造成了障碍.表示层和应用层就担负了消除这种障碍的任务.对于用户数据来说,可以从两个侧面来分析,一个是数据含义被称为语义,另一个是数据的表示形式,称做语法.像文字,图形,声音,文种,压缩,加密等都属于语法范畴.表示层设计了3类15种功能单位,其中上下文管理功能单位就是沟通用户间的数据编码规则,以便双方有一致的数据形式,能够互相认识.ISO表示层为服务,协议,文本通信符制定了DP8822,DP8823,DIS6937/2等一系列标准.7.应用层应用层向应用程序提供服务,这些服务按其向应用程序提供的特性分成组,并称为服务元素;有些可为多种应用程序共同使用,有些则为较少的一类应用程序使用;应用层是开放系统的最高层,是直接为应用进程提供服务的;其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时,完成一系列业务处理所需的服务.其服务元素分为两类:公共应用服务元素CASE和特定应用服务元素提供最基本的服务,它成为应用层中任何用户和任何服务元素的用户,主要为应用进程通信,分布系统实现提供基本的控制机制.特定服务SASE则要满足一些特定服务,如文卷传送,访问管理,作业传送,银行事务,订单输入等.这些将涉及到虚拟终端,作业传送与操作,文卷传送及访问管理,远程数据库访问,图形核心系统,开放系统互连管理等等.应用层的标准有DP8649"公共应用服务元素",DP8650"公共应用服务元素用协议",文件传送,访问和管理服务及协议.讨论：OSI七层模型是一个理论模型,实际应用则千变万化,因此更多把它作为分析、评判各种网络技术的依据；对大多数应用来说,只将它的协议族即协议堆栈与七层模型作大致的对应,看看实际用到的特定协议是属于七层中某个子层,还是包括了上下多层的功能;这样分层的好处有：1.使人们容易探讨和理解协议的许多细节;2.在各层间标准化接口,允许不同的产品只提供各层功能的一部分,如路由器在一到三层,或者只提供协议功能的一部分;如Win95中的Microsoft TCP/IP3. 创建更好集成的环境;4. 减少复杂性,允许更容易编程改变或快速评估;5. 用各层的headers和trailers排错;6.较低的层为较高的层提供服务;7. 把复杂的网络划分成为更容易管理的层;交换机和集线器的区别从OSI体系结构来看,集线器属于OSI的第一层物理层设备,而交换机属于OSI的第二层数据链路层设备;这就意味着集线器只是对数据的传输起到同步、放大和整形的作用,对数据传输中的短帧、碎片等无法有效处理,不能保证数据传输的完整性和正确性；而交换机不但可以对数据的传输做到同步、放大和整形,而且可以过滤短帧、碎片等;从工作方式来看,集线器是一种广播模式,也就是说集线器的某个端口工作的时候其他所有端口都有名收听到信息,容易产生广播风暴;当网络较大的时候网络性能会受到很大的影响,那么用什么方法避免这种现象的发生呢交换机就能够起到这种作用,当交换相工作的时候只有发出请求的端口和目的端口之间相互响应而不影响其他端口,那么交换机就能够隔离冲突域和有效地抑制广播风暴的产生;从带宽来看,集线器不管有多少个端口,所有端口都共享一条带宽,在同一时刻只能有两个端口传送数据,其他端口只能等待；同时集线器只能工作在半双工模式下;而对于交换机而言,每个端口都有一条独占的带宽,当两个端口工作时并不影响其他端口的工作,同时交换机不但可以工作在半双工模式下也可以工作在全双工模式下;交换机的主要功能交换机英文:Switch,意为“开关”是一种用于电信号转发的网络设备;它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路;最常见的交换机是以太网交换机;其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等;交换switching是按照通信两端传输信息的需要,用人工或设备自动完成的方法,把要传输的信息送到符合要求的相应上的技术的统称;广义的交换机switch就是一种在通信系统中完成功能的设备;在1系统中,交换概念的提出改进了共享工作模式;我们以前介绍过的HUB就是一种共享设备,HUB本身不能识别目的,当同一内的A主机给B主机传输数据时,在以HUB为架构的网络上是以广播方式传输的,由每一台终端通过验证数据的地址信息来确定是否接收;也就是说,在这种工作方式下,同一时刻网络上只能传输一组的通讯,如果发生碰撞还得重试;这种方式就是共享;工作在数据链路层;交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵;交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC网卡的硬件地址的NIC网卡挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口,目的MAC若不存在广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部MAC地址表中;使用交换机也可以把网络“分段”,通过对照MAC地址表,交换机只允许必要的网络流量通过交换机;通过交换机的过滤和转发,可以有效的减少冲突域,但它不能划分网络层广播,即广播域;交换机在同一时刻可进行多个端口对之间的数据传输;每一端口都可视为独立的网段,连接在其上的网络设备独自享有全部的带宽,无须同其他设备竞争使用;当节点A向节点D发送数据时,节点B可同时向节点C发送数据,而且这两个传输都享有网络的全部带宽,都有着自己的虚拟连接;假使这里使用的是10Mbps的以太网交换机,那么该交换机这时的总流通量就等于2×10Mbps＝20Mbps,而使用10Mbps的共享式HUB时,一个HUB的总流通量也不会超出10Mbps;总之,交换机是一种基于MAC地址识别,能完成封装转发数据包功能的网络设备;交换机可以“学习”MAC地址,并把其存放在内部地址表中,通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径,使数据帧直接由源地址到达目的地址;交换方式2交换机通过以下三种方式进行交换： 1 直通式：直通方式的以太网交换机可以理解为在各端口间是纵横交叉的线路矩阵电话交换机;它在输入端口检测到一个数据包时,检查该包的包头,获取包的目的地址,启动内部的动态查找表转换成相应的输出端口,在输入与输出交叉处接通,把数据包直通到相应的端口,实现交换功能;由于不需要存储,延迟非常小、交换非常快,这是它的优点;它的缺点是,因为数据包内容并没有被以太网交换机保存下来,所以无法检查所传送的数据包是否有误,不能提供错误检测能力;由于没有缓存,不能将具有不同速率的输入/输出端口直接接通,而且容易丢包; 2 存储转发：存储转发方式是计算机网络领域应用最为广泛的方式;它把输入端口的数据包先存储起来,然后进行CRC循环冗余码校验检查,在对错误包处理后才取出数据包的目的地址,通过查找表转换成输出端口送出包;正因如此,存储转发方式在数据处理时延时大,这是它的不足,但是它可以对进入交换机的数据包进行错误检测,有效地改善网络性能;尤其重要的是它可以支持不同速度的端口间的转换,保持高速端口与低速端口间的协同工作; 3 碎片隔离：这是介于前两者之间的一种解决方案;它检查数据包的长度是否够64个字节,如果小于64字节,说明是假包,则丢弃该包；如果大于64字节,则发送该包;这种方式也不提供数据校验;它的数据处理速度比存储转发方式快,但比直通式慢;几种交换技术1. 端口交换端口交换技术最早出现在插槽式的集线器中,这类集线器的背板通常划分有多条以太网段每条网段为一个广播域,不用网桥或路由连接,网络之间是互不相通的;以大主模块插入后通常被分配到某个背板的网段上,端口交换用于将以太模块的端口在背板的多个网段之间进行分配、平衡;根据支持的程度,端口交换还可细分为：·模块交换：。
路由器的主要功能
路由器的主要功能路由器是一种网络设备，用于将数据包从一个网络转发到另一个网络。
它在计算机网络中扮演着重要的角色，可用于家庭网络、企业网络和互联网服务提供商等。
路由器的主要功能如下：1.数据包转发：路由器通过分析数据包的目标地质，决定转发路径，将数据包从源地质发送到目标地质。
这涉及到查找路由表、选择最优路径以及转发数据包等方面的操作。
2.IP地质分配：路由器可以使用动态主机配置协议（DHCP）等机制为连接到网络的设备分配IP地质。
这样，每个设备都可以具有唯一的标识，以便进行网络通信。
3.网络地质转换（NAT）：路由器可以使用NAT技术将私有IP 地质转换为公共IP地质，从而实现多个设备共享一个公共IP地质的功能。
这提供了一定的安全性和有效的IP地质管理。
4.防火墙功能：路由器通常具有防火墙功能，可以监控网络流量，根据设定的安全策略，过滤、拦截或阻止潜在的恶意数据包。
这有助于保护网络免受攻击和未经授权的访问。
5.路由协议支持：路由器可以支持多种路由协议，例如开放最短路径优先（OSPF）、边界网关协议（BGP）等，用于在网络中选择和更新路由信息，以确保数据包能够按照最佳路径传输。
6.虚拟专用网络（VPN）支持：路由器可以支持VPN功能，通过加密和隧道技术，确立安全的远程连接，使远程用户可以安全地访问内部网络资源。
7.负载均衡和链路冗余：路由器可以通过负载均衡技术，将流量分布到多个链路上，提高带宽利用率和网络性能。
同时，路由器还支持链路冗余，即在一个链路故障时，自动切换到备用链路，确保网络的连通性。
8.远程管理：路由器通常具有远程管理功能，可以通过Web界面、命令行界面等方式进行配置和管理。
这使得管理员可以方便地对路由器进行监控、维护和故障排除。
附件：本文档不涉及附件。
法律名词及注释：1.动态主机配置协议（DHCP）：是一种网络协议，用于自动分配IP地质和其他网络配置信息给连接到有DHCP服务器的网络的设备。
计算机网络应用 路由器硬件技术
计算机网络应用路由器硬件技术目前，与路由器硬件相关的技术主要表现在优化的硬件体系结构、ASIC技术及三层交换技术三个方面。
1．优化的硬件体系结构快速IP路由通常使用ATM方法，采用交叉开关方式实现端口之间的线速（交换机有足够的能力处理最小的数据封包的转发）、无阻塞的互连。
高速交叉开关技术已经十分成熟，在ATM交换机和高速交行计算机中广泛应用。
提示ATM（异步传输模式），在这一模式中，传输信息被组织成信元，同时包含来自某用户信息的各个信元不需要周期性出现，从而实现信息的快速交换。
信元专用于ATM网络，丛原到目标传输是信元，它是一种特殊的数据结构，长度只有53个字节，其中5个字节是信元头，其它为信息段。
2．ASIC技术由于厂商需要降低成本，因此ASIC技术在路由器中得到了越来越广泛的应用。
在路由器中，ASIC可以极大地提高数据转发速度，有的用ASIC做包转发，有的则用ASIC查路由，并且已经有专门用来查找IPv4路由的ASIC芯片。
通常来说，ASIC只用于已经完全标准化的处理，但由于网络的结构和协议变化频繁，因此在相应的网络领域，出现了“可编程ASIC”。
目前，有两种类型的“可编程ASIC”，一种是以3Com公司为主的FIRE（Flexible Intelligent Routing Engine）芯片；另一种是以Vertex Network的HISC专用芯片，后者专门为通信协议处理而设计的CPU，通过改写微代码，使它具有同协议能力。
3．三层交换技术自从Ipsilon制造商在1994年推出一次路由多次交换之后，各大公司也相继推出了各自专有的三层交换技术，在综合所有三层交换技术优势后，国际互联网工程任务组（The Internet Engineering Task Force）终于在1998年推出了性能优越的多协议标记交换（MPLS）。
与“一次路由再交换”技术相比，MPLS多网络结构这一更高层次的三层交换技术解决了三层交换网络流量管理问题，目前这一技术的研究仍在进行。
路由器的配置及应用技术要点
毕业论文(设计) 题目路由器的配置及应用技术学生姓名学号院系专业指导教师二Ｏ一二年五月日路由器的配置及应用技术摘要随着计算机网络技术的快速发展，IP网络的建设与应用也逐渐的多样化，路由器作为IP网络中基本而核心的网络设备，其技术，特别是高性能路由器技术已经成为当前网络领域研究的热点和重点，提高它的配置要求，广泛其应用范围以及传输过程中的安全问题已经成为研究下一代路由器的根本途径。
关键词：路由器配置应用目录第一章路由器的基础1.1路由器的基本概念1.2路由器的工作原理1.3路由器主要技术1.4 路由器的特点和功能第二章路由器的配置2．1 路由器的基本配置2.1.1基本命令模式2.1.2口令配置2.1.3接口配置2. 2 路由器（家庭）安装配置（步骤）2．3企业级路由器的配置方法第三章路由器的应用3.1路由器应用于局域网3.2路由器用于VLAN间的通信3.3路由器作为局域网出口3.4路由器的安全防御功能3. 5路由器的网络管理功能实验：两台路由器互联配置路由器NAT技术在企业网络中的应用前言通信网络是由一些系统和节点组成的集合，这些系统和节点负责传输连接在通信网络上的用户之间信息。
在一个网络中主要定义两种系统：端系统和中间系统。
端系统是支持端用户应用或者服务的设备，中间系统是连接多个网络并允许这些网络的端系统相互之间进行的通信设备。
那么路由器就扮演着把网络相互连接起来的重要角色。
第一章路由器的基础1.1路由器的基本概念：路由器（Router）是连接因特网中各种局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号的设备。
路由器所谓路由器，就是一个中间系统，它主要是用来连接两个或多个网络，这些网路可能是同构的也可能是异构的。
路由器工作在OSI参考模型的网络层，在两个不同网络的网络层之间传输报文数据时，需要改变两个不同类型网络报文中的第二层地址，即决定在网络之间数据传输时的路由方向，完成不同网络之间的数据存储、分组和转发。
电脑wifi的原理
电脑wifi的原理电脑的WiFi原理涉及到无线局域网技术，即Wireless Local Area Network （WLAN）。
WiFi使用的是无线电波传输数据，以实现计算机和其他设备之间的无线通信。
下面我将详细解释电脑WiFi的工作原理。
WiFi技术基于IEEE 802.11标准，这是一种通过无线信号传输数据的协议。
无线局域网利用了电磁波作为传输介质，将数据传输到设备之间。
它使用了2.4GHz 或5GHz频段的无线电频率进行通信，这些频率是经过认证的，并且在不同的国家和地区有不同的规定。
1. 信号发射器与接收器在无线局域网中，有两种主要的设备：无线路由器作为发射器，电脑中的无线网卡作为接收器。
无线路由器通过将有线网络连接到互联网，然后将网络信号转换成无线信号，以便电脑和其他设备可以接收到。
无线网卡通过接收无线信号并将其转换为数字信号，使计算机能够读取和处理数据。
2. 信号传输与编码当无线路由器发送数据时，它将数据转换为无线信号。
这些信号由电磁波组成，通过调制来传输数据。
调制是一个过程，将原始数据转换为无线信号的不同属性。
最常见的调制技术是OFDM（正交频分复用），它将数据分成一系列子信号，以提高传输效率和抵抗干扰。
3. 数据通信流程在数据传输的过程中，发射器将数据转换为无线信号，然后通过无线信道将其发送出去。
无线信号在传播途中可能会受到干扰和衰减的影响，例如信号穿墙或通过其他物体传播。
接收器接收到无线信号后，将其转换为数字信号，并发送到计算机进行处理。
4. 网络连接和数据传输在WiFi网络中，无线路由器充当网络中心，将无线信号传输给连接的设备。
每个设备都具有唯一的MAC地址，用于识别设备，并建立与路由器之间的连接。
计算机中的WiFi软件将扫描可用的网络并列出它们，用户可以选择并连接到所需的网络。
一旦设备连接到WiFi网络，数据传输就可以开始。
无线路由器将数据从发送器传输到接收器，接收器将数据转换为数字信号并传输给计算机处理。
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计算机网络路由器的主要技术
路由器发展到今天，已经成为一种成熟网络产品，应用于路由器上的新技术也在不断涌现出来。
下面我们主要来了解一下路由器的硬件技术和软件技术。
1．路由器硬件技术
路由器技术是结合现代通信、计算机、网络、微电子芯片等先进技术。
目前，对于提高路由器性能起关键作用的几项主要技术：一是越来越多的功能以硬件方式来实现。
二是在路由器中采用分布式处理技术，极大地提高了路由器的路由处理能力和速度；三是普遍采用交换式路由技术，在交换结构设计中采取巨型计算机内部互连网络的设计或引入光交换结构。
●硬件体系结构
最初的路由器采用了传统计算机体系结构，包括共享中央总线、中央CPU、内存及挂在共享总线上的多个网络物理接口。
这种单总线单CPU的主要局限是处理速度慢，一颗CPU 完成所有的任务，从而限制了系统的吞吐量。
另外，系统容错性也不好，CPU若出现故障容易导致系统完全瘫痪。
目前，路由器采用分布式处理技术对报文进行转发，可以插多个线路处理板，每个线路板独立完成转发处理工作，即做到在每个接口处都有一个独立CPU，专门单独负责接收和发送本接口数据包，管理接收发送队列、查询路由表并做出转发决定等。
通过核心交换板实现板间无阻塞交换，而主控CPU仅完成路由器配置控制管理等非实时功能。
同时借鉴ATM交换机结构的方法，采用交换开关方式实现各端口之间的线速无阻塞互连。
在ATM交换机和高速交行计算机中广泛应用，市场上可直接买到高速交换开关速率就高达50Gbps的设备。
●ASIC技术
由于ASIC技术不断的成熟，且厂商需要降低成本，所以ASIC技术在路由器中得到了越来越广泛的应用。
在路由器中，要极大地提高速度，首先想到的是ASIC。
ASIC可以用作包转发、查找路由，并且已经有专门用来查找IPV4路由的商用ASIC芯片。
一般来说，ASIC只用于已完全标准化的处理，而网络的结构和协议变化频繁，因此在网络设备中，出现了“可编程ASIC”。
目前，有两种类型的“可编程ASIC”，一种以3Com公司为主的FIRE（Flexible Intelligent Routing Engine）芯片为代表。
另一种以Vertex Networks 的HISC专用芯片为代表，这颗芯片是一颗专门为通信协议处理而设计的CPU，通过改写微码，可使这颗专用芯片具有同协议的能力。
●三层交换
自从Ipsilon在1994年推出一次路由再交换IP Switching技术之后，各大公司纷纷推出了各自专有的三层交换技术，在综合所有三层交换技术优势之后，IETF终于在1998年推出了性能优越的多协议标记交换（MPLS）。
与“一次路由再交换”技术相比，MPLS多网络结构这一更高层次来考虑三层交换技术。
2．路由器软件技术
路由器除了在硬件方面所采取的技术外，在软件方面同样具有许多先进技术。
例如，路由表的快速查寻技术，QoS保证以及采用MPLS技术优化未来网络，VPN网络等。
●VPN技术
VPN（Virtual Private Network）的中文名为“虚拟专用网”，它是路由器具有的重要技术之一。
VPN是指在公用网络上建立虚拟私有网，并且包括专用VPN、拨号VPN等多种类型。
●QoS技术
QoS（Quality of Service）中文名为“服务质量”。
QoS原来只是在ATM（Asynchronous
Transmit Mode ）中专用，但利用IP 传VOD 等多媒体信息的应用越来越多。
因此，其弊端主要体现在：延迟长且不为定值，丢包造成信号不连续且失真大。
解决IP 网络对QoS 的支持是下一代Internet 技术发展的主要方向。
路由器支持QoS 的程度也成为评价路由器性能的主要指标。
目前QoS 主要有两种实现框架：IS(Integrated Service)和DiffServ (Differentiated Service)。
IS 应用资源预留协议RSVP( Resource Reservation Protocol)在实时业务发送前建立发送通道并预留资源。
它为一个数据流通知其所经过的每个节点（IP 路由器），与端点协商为此数据流提供资源预留。
但RSVP 是以每一个数据流为协商服务对象，在网络流量增长的情况下，路由器转发的数据流个数急剧增长，路由器已经根本不可能再为每个数据流进行复杂的资源预留协议。
而且当由于线路繁忙或路由器故障等原因，路由修改时，需要重新进行一次相对耗时RSVP 过程。
DiffServ 则是一种分散控制策略，它的工作流程是：终端应用设备通过SLA （Service Level Agreement ）与边缘路由器协商获得其应用数据流可得到保证的服务级别。
根据这个服务级别，边缘路由器为每个接收到的数据包打上级别的标记，而核心路由器则只是根据每个包的服务级别的标记决定转发时的调动行为。
MPLS 技术
MPLS(Multiprotocol Label Switching)是多协议标签交换技术，是对ATM 标记交换和IP 路由协议的有机结合。
通过MPLS 的LDP 协议建立IP 的路由表和MPLS 的标记转发表的映射，并根据映射信息为通过MPLS 的网络的流量建立一条标记交换路径（LSP ）——可采取拓扑驱动的方式或数据驱动的方式。
M PLS
网络
由若干LER 和LSR 组成，LER 和LSR 通常是同时具有IP 功能和MPLS 功能的LER 根据已建立的标记路径，将进入MPLS 网络的IP 数据报打上标记，转发到下一个LSR ，LSR 查MPLS 的标记转发表用该标记交换路径中的标记替换数据报的标记，继续转发给后续LSR 直到到达MPLS 网络的边缘LER ，LER 将数据报的标记去掉按IP 数据报向下转发报文。
提 示 所谓的拓扑驱动方式就是给路由表的每一项路由条目建立一条通过MPLS 网络的标记交换路径，而数据驱动的方式是当数据报到达MPLS 网络时才为数据报的目的地所在的路由表项建立一条通过MPLS 网络的标记交换路径。