谁能告诉我路由交换的基本原理？谢谢你。

看看:/thread-515287-1 . html路由器的工作原理。

描述了TCP/IP网络中路由器的基本工作原理，介绍了IP路由器的几大功能，给出了静态路由协议和动态路由协议的概念，以及内部网关协议和外部网关协议。同时简要介绍了RIP、OSPF、BGP和BGP-4等最常见的路由协议，然后描述了路由算法的设计目标和类型，重点介绍了链路状态法和距离矢量法。文章最后简要描述了新一代路由器的特点。

近十年来，随着计算机网络规模的不断扩大，大规模互联网(如Internet)发展迅速。

随着发展，路由技术逐渐成为网络技术中的关键部分，路由器也成为最重要的网络设备。

准备好。用户的需求推动了路由技术的发展和路由器的普及，人们不再满足于只在本地网络中。

在线* * *享受信息，并希望最大限度地利用世界各地区的各类网络资源。目前，

在这种情况下，任何具有一定规模的计算机网络(如企业网、校园网、智能建筑等)。)没有

无论是采用快速大网技术，还是FDDI技术，还是ATM技术，都离不开路由器，否则就无从谈起。

正常经营管理。

1网络互联

把自己的网络和其他网络连接起来，从网络上获取更多的信息，把自己发布到网络上。

新闻是网络互联的主要推动力。网络互连的方式有很多种，其中网桥的使用最为广泛。

互联和路由器互联。

1.1桥互联网络

网桥工作在OSI模型的第二层，即链路层。完成数据帧转发，主要目的是

目的是在连接的网络之间提供透明的通信。网桥转发基于数据帧中的源地址和目的地址。

确定帧是否应该转发以及转发到哪个端口。帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件”。

地址一般是网卡自带的地址。

网桥的功能是将两个或多个网络互连起来，并提供透明的通信。网络上的设备看不到它。

有了网桥，设备之间的通信就像在网络上一样方便。因为桥接是在数据帧上执行的

转发，所以只能连接到相同或相似的网络(结构相同或相似的数据帧)，比如以太网。

对于不同类型的网络，以太网和令牌环之间的互连是不同的(数据帧结构不

相同)，比如以太网和X.25之间，网桥是无能为力的。

网桥扩大了网络的规模，提高了网络的性能，给网络应用带来了便利。在前一个网络中，

在网络中，网桥被广泛使用。但是网桥的互联也带来了很多问题:一个是广播风暴，网桥没有

当网络很大(几个网桥和多个以太网网段)时，阻塞网络中的消息广播可能会导致

广播风暴导致整个网络充斥着广播信息，直到完全瘫痪。

第二个问题是，当与外网互联时，网桥会将内外网合并成一个网络。

双方自动完全向对方开放自己的网络资源。这种互联方式在与外网互联时是很明显的。

是不能接受的。问题的主要来源是网桥只最大限度地与网络通信，而不考虑传输的信息。

这是什么？

1.2路由器互联网络

路由器互连与网络的协议有关，我们的讨论仅限于TCP/IP网络。

路由器工作在OSI模型的第三层，即网络层。路由器使用网络层定义的“逻辑”。

在网络地址(IP地址)上区分不同的网络，实现网络的互连和隔离，维护各个网络。

独立。路由器不转发广播消息，而是将广播消息限制在自己的网络内。发送给其他人

网络数据首先发送到路由器，然后由路由器转发。

IP路由器只转发IP包，其余的留在网络中(包括广播)，从而维护每个网络。

它相对独立，因此可以形成一个由许多网络(子网)互联而成的大网络。因为它在

网络层互连，路由器可以轻松连接不同类型的网络，只要网络层运行的是IP协议，通过

它可以通过路由器互连。

网络中的设备用它们的网络地址(TCP/IP网络中的IP地址)相互通信。IP地址是

独立于硬件地址的“逻辑”地址。路由器只根据IP地址转发数据。IP地址有两种结构。

部分，一部分定义网络号，另一部分定义网络中的主机号。目前，在Internet网络中采用这种方法。

使用子网掩码确定IP地址中的网络地址和主机地址。子网掩码是32位，类似于IP地址。

并且两者是一一对应的，规定了子网掩码中数字“1”对应的IP地址部分为

网络号码“0”是主要的电话号码。网络号和主机号组合在一起形成一个完整的IP。

地址。同一网络中主机的IP地址必须具有相同的网络号。这个网络称为IP子网。

只能在具有相同网络号的IP地址之间进行通信。要与其他IP子网中的主机通信，

你必须通过同一网络上的路由器或网关出去。不同网络号的IP地址不

可以直接交流，即使连在一起也无法交流。

路由器有多个端口用于连接多个IP子网。要求每个端口的IP地址的网络号与连接端口的IP地址的网络号相同。

相连的IP子网具有相同的网络号。不同的端口有不同的网络号，对应不同的IP子网，这样

让每个子网中的主机通过自己子网的IP地址向路由器发送请求的IP数据包。

2路由原则

当一个IP子网内的主机向同一IP子网内的另一台主机发送IP包时，会直接分割IP。

把群发到网络上，对方就收到了。当把它发送到不同IP子网上的主机时，它应该选择一个可以到达它的主机。

目的子网中的路由器将IP数据包发送到路由器，路由器负责将IP数据包发送到目的地。诸如

如果没有找到这样的路由器，主机会将IP数据包发送到名为“默认”的网关

网关)。”“默认网关”是连接到同一主机的每台主机上的配置参数

网络上路由器端口的IP地址。

当路由器转发IP包时，它只根据IP包的目的IP地址的网络号部分选择适当的端口。

将IP数据包发送出去。与主机一样，路由器也应该确定端口是否连接到目的子网，如果是，

通过端口直接向网络发送数据包，否则选择下一个路由器转发数据包。路由器

它也有自己的默认网关，用于传输不知道发送到哪里的IP包。这样，通过路由器就知道如何

将传输的IP包正确转发，将未知的IP包发送到“默认网关”路由器，从而将IP包转发到“默认网关”路由器。

传输，IP包最终会发送到目的地，不能发送到目的地的IP包会被网络丢弃。

现在的TCP/IP网络都是路由器互连，互联网是成千上万个IP子网。

互联网是由路由器互连的国际网络。这种网络称为基于路由器的网络(路由器

基础网络)，形成以路由器为节点的“互联网络”。在“互联网络”中，路由器不

只负责转发IP包，还负责与其他路由器通信，* * *带有“网间”路由的确定。

选择和维护路由表。

路由行为包括两个基本内容:路由和转发。路径查找是为了确定到达目的地的最佳路径，这由以下因素决定

路由算法。因为涉及到不同的路由协议和路由算法，所以相对比较复杂。

一些。为了确定最佳路径，路由算法必须启动并维护一个包含路由信息的路由表，其中路径

根据所使用的路由算法，信息会有所不同。路由算法填充收集的不同信息。

在路由表中，根据路由表，可以将目的网络与下一跳的关系告知路由器。路由器

互通信息来更新路由，更新和维护路由表以正确反映网络和路由器的拓扑变化

根据度量确定最佳路径。这是路由协议，比如路由信息。

协议(RIP)、开放最短路径优先协议(OSPF)和边界网关协议(BGP)。

转发意味着沿着具有良好路由的最佳路径传输信息包。路由器首先在路由表中查找以确定是否

知道如何发送数据包到下一个站点(路由器或主机)，如果路由器不知道如何发送数据包。

通常情况下，数据包会被丢弃；否则，数据包将根据路由表中的相应条目被发送到下一个站点。如果目的地

网络直接连接到路由器，路由器直接将数据包发送到相应的端口。这是路由和转发关联。

(路由协议)。

路由转发协议和路由协议是相互合作又相互独立的概念，前者由后者维护。

路由表，而后者应该使用前者提供的功能来发布路由协议数据包。下面提到的路线

协议，除非特别说明，指的是路由协议，这也是一个常见的习惯。

3路由协议

有两种典型的路由方法:静态路由和动态路由。

静态路由是路由器中设置的固定路由表。除非网络管理员介入，否则静态路由

不会改变。因为静态路由不能反映网络的变化，所以它通常用于小规模和广泛的网络。

在固定结构的网络中。静态路由的优点是简单、高效和可靠。在所有路由中，静态路径

最高优先级的。当动态路由与静态路由冲突时，以静态路由为准。

动态路由是指网络中的路由器相互通信，传输路由信息，并利用收到的路由信息进行改进。

新建路由表的过程。它能实时适应网络结构的变化。如果路由更新信息指示网络已经出现

当网络发生变化时，路由软件将重新计算路由并发出新的路由更新信息。这些信息通过每个

网络，导致每台路由器重新启动其路由算法并更新其路由表，以动态反映网络拓扑。

改变。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然，各种动态路由协议

会不同程度的占用网络带宽和CPU资源。

静态路由和动态路由各有特点和适用范围，所以动态路由在网络中通常被认为是静态的。

有状态路由的补充。当数据包在路由器中路由时，路由器首先寻找静态路由，如果检查到，

如果是，则根据相应的静态路由转发数据包；否则，寻找动态路由。

根据是否用于自治域，动态路由协议分为内部网关协议(IGP)和外部。

网关协议(EGP)。这里的自治域是指具有统一管理组织和统一路由策略的网络。自己

域内使用的路由协议称为内部网关协议，常用的有RIP和OSPF；。外部网关协议

主要用于多个自治域之间的路由，常用的有BGP和BGP-4。下面分别简单介绍一下。

3.1 RIP路由协议

RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xerox parc的通用协议而设计的，是互联网中的常用协议。

使用的路由协议。RIP采用距离矢量算法，即路由器根据距离选择路由，所以也叫距离。

向量协议。路由器收集所有可以到达目的地的不同路径，并保存到达每个目的地的信息。

除了到目的地的最佳路径之外，最少数量的站的路径信息被丢弃。同时

路由器还会通过RIP协议将收集到的路由信息通知其它相邻路由器。这样，正确的路由信。

信息逐渐扩散到整个网络。

RIP应用广泛。它简单、可靠且易于配置。但是RIP仅适用于小型同构网络，

因为它允许的最大站数是15，所以任何超过15个站的目的地被标记为不可到达。和

RIP每30s一次的路由信息广播也是造成网络广播风暴的重要原因之一。

3.2 OSPF路由协议

80年代中期，RIP无法适应大规模异构网络的互联，0SPF应运而生。这是一个互联网。

IETF内部网关协议工作组为IP网络开发的路由协议。

0SPF是基于链路状态的路由协议，它要求每台路由器向同一管理域中的所有其它路由器报告。

路由器发送链路状态广播信息。OSPF的链路状态广播包括所有接口信息和所有数量。

度和其他一些变量。使用0SPF的路由器必须首先收集相关的链路状态信息，并根据某些

到每个节点的最短路径是通过的算法计算的。然而，基于距离矢量的路由协议只发送给它的邻居路由器。

发送有关路由更新的信息。

与RIP不同，OSPF将自治域细分为区域，因此有两种类型的路由方法。

当源和目的地在同一区域时，采用区域内路由；当源和目标位于不同的区域时，将使用区域。

内部路由。这大大降低了网络开销，增加了网络的稳定性。当一个区域中的路由器

故障不会影响自治域内其他区域路由器的正常工作，这也会给网络的管理和维护带来影响。

方便。

3.3 BGP和BGP-4路由协议

BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议，用于多个自治域之间。它既不是基于

纯链路状态算法不是基于纯距离矢量算法。它的主要功能是与其他自治域通信。

基于BGP交换网络可达性信息。每个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括

网络号/自治域路径的配对信息。自治域路径包括自治域字符串，必须传递该字符串才能到达特定网络。

这些更新通过TCP传输，以确保传输的可靠性。

为了满足互联网日益增长的需求，BGP还在发展中。在最新的BGp4中，它还可以

将相似的路线合并成一条路线。

3.4路由表条目的优先级问题

在路由器中，可以同时配置静态路由和一条或多条动态路由。他们各自的道路都得到维护。

所有表都提供给转发器，但是这些路由表中的条目之间可能会有冲突。此冲突可以通过以下方式配置

每个路由表的优先级。通常，默认情况下，静态路由具有最高优先级，当其他路由表条目与

当有矛盾时，通过静态路由转发。

4路由算法

路由算法在路由协议中起着重要的作用，采用哪种算法往往决定了最终的路径查找。

因此，必须仔细选择路由算法。通常，需要综合考虑以下设计目标:

(1)优化:指路由算法选择最佳路径的能力。

(2)简单性:算法设计简单，用最少的软件和开销提供最有效的功能。

(3)鲁棒性:当路由算法处于异常或不可预知的环境时，如硬件故障、高负载等。

或者*犯错误，可以正确运行。因为路由器分布在网络连接点上，所以当它们出现故障时，

会有严重的后果。最好的路由器算法通常能经受住时间的考验，在各种网络环境中得到证明。

它是可靠的。

(4)快速收敛:收敛是所有路由器在最佳路径上达到相同决策的过程。当有人

当网络事件导致路由可用或不可用时，路由器会发出更新消息。路由更新信息遍布整个网络。

网络，导致重新计算最佳路径，最终达到所有路由器一致认可的最佳路径。收敛缓慢的路由

该算法将导致路径环路或网络中断。

(5)灵活性:路由算法能够快速准确地适应各种网络环境。例如，一个网段发送

当故障发生时，路由算法应该能够快速找到故障，并为使用该网段的所有路由选择另一条最佳路由。

直径。

根据类型，路由算法可以分为以下几类:静态和动态，单向和多向，平等和分类，以及源路由。

以及透明路由、域内和域间、链路状态和距离矢量。前面几个的特点和字面意思基本一致。

因此，下面重点介绍链路状态和距离矢量算法。

链路状态算法(也称为最短路径算法)向互联网上的所有节点发送路由信息，但对于

对于每台路由器，只发送路由表中描述自身链路状态的部分。距离向量算法

(也称为贝尔曼-福特算法)要求每台路由器发送全部或部分路由表信息，但仅

将其发送到相邻节点。本质上，链路状态算法向网络的所有部分发送少量的更新信息，而距离是不同的。

偏离矢量算法向邻居路由器发送大量更新信息。

因为链路状态算法收敛更快，所以在某种程度上比距离矢量算法更难生成路由。

循环。另一方面，链路状态算法比距离矢量算法需要更多的CPU能力和内存。

空间，因此链路状态算法的实现成本会更高。除了这些差异之外，这两种算法还有很大的不同。

它在大多数环境下都能很好地工作。

最后，应该指出的是，路由算法使用许多不同的度量来确定最佳路径。复杂的

路由算法可以采用多个度量来选择路由，并通过一定的加权运算将它们组合成一条路由。

复合度量，然后填入路由表，作为路由的标准。常用的度量标准有:路径长度、可靠性

性别、延迟、带宽、负载、通信成本等。

5新一代路由器

由于网络中多媒体应用的发展以及诸如ATM和快速以太网等新技术的不断采用，

随着网络带宽和速度的快速增加，传统的路由器已经不能满足人们对性能的要求。因为

传统路由器中数据包转发的设计和实现都是基于软件的，转发过程中对数据包的处理需要权限。

多链路和复杂的转发过程使得包转发速率很慢。另外，因为路由器是网络互联的网关。

密钥设备是网络与其他网络进行通信的“网关”，安全性要求很高。因此，

路由器中的各种附加安全措施增加了CPU的负担，使得路由器成为整个互联网。

“瓶颈”。

传统路由器在转发每个数据包时，都要进行一系列复杂的操作，包括路由查找，

访问控制列表匹配、地址解析、优先级管理和其他附加操作。这一系列操作极大地影响了

路由器性能和效率提高，包转发速率和吞吐量降低，CPU负担增加。但是

经过路由器的数据包之间有很大的相关性，目的地址和源地址相同的数据包往往会连续到达。

这为数据包的快速转发提供了可能和基础。新一代路由器，如IP交换机、

标签开关等。，采用这种设计思想，用硬件实现快速转发，大大提高了路由器的性能。

能源和效率。

新一代路由器使用转发缓存来简化数据包的转发操作。在快进的过程中，只有一个

具有相同目的地址和源地址的分组的前几个分组被传统的路由和转发处理，并且成功的是

转发数据包的目的地址、源地址和下一个网关地址(下一个路由器地址)被放入转发缓存中。

当要转发后续数据包时，应首先检查转发缓存。如果数据包的目的地址和源地址与转发地址相同，

转发缓存中的匹配根据转发缓存中的下一个网关地址直接转发，而不经过传统的

复杂的操作大大减轻了路由器的负担，达到了提高路由器吞吐量的目的。