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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。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路径。
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路由器里也有软件在运行,典型的例如h3c公司的comware和思科公司的ios,可以等同的认为它就是路由器的操作系统,像pc上使用的windows系统一样。路由器的操作系统完成路由表的生成和维护。同样的,作为路由器来讲,也有一个类似于我们pc系统中bios一样作用的部分,叫做miniios。miniios可以使我们在路由器的flash中不存在ios时,先引导起来,进入恢复模式,来使用tftp或x-modem等方式去给flash中导入ios文件。所以,路由器的启动过程应该是这样的:路由器在加电后先会进行post。power on self test (上电自检,对硬件进行检测的过程)。post完成后,先读取rom里的bootstrap程序进行初步引导。初步引导完成后,并读取完整的ios镜像文件。在这里,路由器将会在flash中查找ios文件,如果找到了ios文件的话,那么读取ios文件,引导路由器。如果在flash中没有找到ios文件的话,那么路由器将会进入boot模式,在boot模式下可以使用tftp上的ios文件。或者使用tftp/x-modem来给路由器的flash中传一个ios文件(一般我们把这个过程叫做灌ios)。传输完毕后重新启动路由器,路由器就可以正常启动到cli模式。当路由器初始化完成ios文件后,就会开始在nvram中查找startup-config文件,startup-config叫做启动配置文件。该文件里保存了我们对路由器所做的所有的配置和修改。当路由器找到了这个文件后,路由器就会加载该文件里的所有配置,并且根据配置来学习、生成、维护路由表,并将所有的配置加载到ram(路由器的内存)里后,进入用户模式,终完成启动过程。如果在nvram里没有startup-config文件,则路由器会进入询问配置模式,也就是俗称的问答配置模式,在该模式下所有关于路由器的配置都可以以问答的形式进行配置。不过一般情况下我们基本上是不用这样的模式的。我们一般都会进入cli[1] (comman line interface)命令行模式后对路由器进行配置。
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骨干级路由器实现企业级网络的互联。对它的要求是速度和可靠性,而代价则处于次要地位。硬件可靠性可以采用电话交换网中使用的技术,如热备份、双电源、双数据通路等来获得。这些技术对所有骨干路由器而言差不多是标准的。骨干ip路由器的主要性能瓶颈是在转发表中查找某个路由所耗的时间。当收到一个包时,输入端口在转发表中查找该包的目的地址以确定其目的端口,当包越短或者当包要发往许多目的端口时,势必增加路由查找的代价。因此,将一些常访问的目的端口放到缓存中能够提高路由查找的效率。不管是输入缓冲还是输出缓冲路由器,都存在路由查找的瓶颈问题。除了性能瓶颈问题,路由器的稳定性也是一个常被忽视的问题。
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中间节点路由器在网络中传输时,提供报文的存储和转发。同时根据当前的路由表所保持的路由信息情况,选择好的路径传送报文。由多个互连的lan组成的公司或企业网络一侧和外界广域网相连接的路由器,就是这个企业网络的连界路由器。它从外部广域网收集向本企业网络寻址的信息,转发到企业网络中有关的网络段;另一方面集中企业网络中各个lan段向外部广域网发送的报文,对相关的报文确定好的传输路径。由于各自所处的网络位置有所不同,其主要性能也就有相应的侧重,如中间节点路由器因为要面对各种各样的网络。如何识别这些网络中的各节点呢?靠的就是这些中间节点路由器的mac地址记忆功能。基于上述原因,选择中间节点路由器时就在mac地址记忆功能更加注重,也就是要求选择缓存更大,mac地址记忆能力较强的路由器。但是边界路由器由于它可能要同时接受来自许多不同网络路由器发来的数据,所以这就要求这种边界路由器的背板带宽要足够宽,当然这也要与边界路由器所处的网络环境而定。
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