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1、路 由 器 知 识 讲 座河北省数据通信局技术支援中心石家庄冀龙计算机网络有限公司技术一部 李宏杰主要内容F网络的体系结构F路由器的基本功能F路由器的工作原理FCisco路由器产品介绍F路由器的基本配置F路由器连网中的故障分析2 2 KingNetKingNet一、网络的体系结构F把计算机机网络要实现的整体功能给予结构化和模块化，把整体功能划分为几个相对独立的子功能层次，各功能层次间有机连结在一起，下层支持上层，上层调用下层，即组成了网络整体的分层体系结构。3 3 KingNetKingNetISO/OSI七层参考模型应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层
2、数据链路层物理层通信介质4 4 KingNetKingNet应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层资源子网通信子网5 5 KingNetKingNet物理层F建立、维护和拆除物理链路的机械、电气和功能的特征，把实体连接起来，在物理介质上传输无特征的比特流F网卡、RS232C、V24、X.21、V35 都属于物理层范围6 6 KingNetKingNet数据链路层F组织成帧和实现介质访问控制，并用校验、确认重发等机制把物理链路提升为无差错的数据链路。F把无特征的二进制位流组织成帧（Frame），在帧头加源目的物理地址，保证以帧为单位可靠地将数据传输到目的地。7 7 KingNetKing
3、Net数据链路层F分为MAC（介质访问控制）子层和LLC（逻辑链路控制）子层。FMAC主要是组织帧、封帧和解帧，并对网上多个站点实现介质访问控制。FLLC在顶端提供多个服务访问点LSAP，可为多个用户进程提供多条数据链路复用同一物理链路。8 8 KingNetKingNet网络层F对数据包从源节点，经由中间一些节点到目的节点的路径进行选择（包括建立、维持、拆除等）和分组交换及流量控制技术，实现点到点的数据传输，使传输层摆脱路由选择、交换方式、拥护控制等网络细节，实现端到端的数据传输。9 9 KingNetKingNetTCP/IP分层结构应用层（进程）传输层（TCP和UDP）网际层（IP） 物
4、理层数据链路层物理层逻辑网络1010 KingNetKingNetTCP/IP和 OSI对应传输层（TCP和UDP）网际层（IP） 物理层数据链路层物理层应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层应用层1111 KingNetKingNetTCP/IP逻辑网络与上下层关系A机B机应用层应用层TCP层IP层通信子网一个统一的逻辑网络Ethernet ARCnet TokenRing1212 KingNetKingNetTCP/IP数据的封装过程TCP/UDP报文IP报头 IP数据帧头 物理帧数据IP数据包物理帧传输层网络层链路层IP报头：源、目的 IP地址，是逻辑地址帧头：源、目的物理地址，
5、是真实地址1313 KingNetKingNet数据传输的过程路由器A路由器BIP寻径IP寻径IP数据报逻辑网IP层加帧头去帧头帧传输和直接寻径数据链路层物理层1414 KingNetKingNet路由器正是工作在IP下三层的通信子网上，从而屏蔽了底两层物理网络的差异，实现各种网络的互联。1515 KingNetKingNet二、路由器的功能路由器路由器RouterRouter路由1616 KingNetKingNet主要功能F连接多个独立的网络或子网F实现网间最佳寻径和数据报传送F流量管理：包过滤、负载分流、负载均衡、优先F冗余和容错F数据压缩、加密1717 KingNetKingNet网络
6、互联F路由器总是有多个LAN和WAN端口，每个端口所联的网段是一个独立的网络或子网号。WAN192.11.1.0192.11.2.0192.11.3.0192.11.4.0192.11.5.0掩码：255.255.255.01818 KingNetKingNet网络互联F路由器能对其互联的两个异构形网络的帧格式进行转换。F.R主机A主机BTokenRingEthernetrouterArouterB1919 KingNetKingNet网络互联F路由器所联网络的广播包被隔离在本网段之内，起到了防火墙作用。根据统计的80/20规律，一个网络应用的80信息是在同一个LAN中交换的，使80的信息不会
7、经路由器转到其它网络上，隔离广播风暴，从面提高了整个网络的带宽。2020 KingNetKingNet网间寻径和数据传送F寻径的依据是经过每个路由器中的路由表。F路由表指明了从源站点到目的站点的一条路径。F路由协议是生成路由表的方法，分为静态路由协议和动态路由协议。2121 KingNetKingNet网间寻径和数据传送F静态路由协议：手工为每台路由器编写一张固定不变的静态路由表；F动态路由协议：为每台路由器配置一个动态路由寻径协议，让该路由协议自动形成和刷新路由表。动态路由协议有：RIP、RIP、IGRP 、EIGRP、OSPF、ISIS、BGP、EGP等。2222 KingNetKingN
8、et流量管理F包过滤：过滤某些用户不需要的信息流，减少网络流量，缓解网络阻塞。包括对特定的工作站、某些网络或子网、某些协议。2323 KingNetKingNet流量管理F优先权：对特定服务的包给予特别的优先权，使某些对延时敏感的包快速通过。F排队：对某几类服务进行排队通过2424 KingNetKingNet解决拥塞问题F输出速度跟不上输入速度，路由器的缓存可能被淹没。F采用源抑制，发现拥塞时，向源主机发送源抑制的ICMP报文，源主机收到报文后，降速发送。2525 KingNetKingNet冗余和容错F负载分流（Load Sharing）F负载均衡（Load Balancing）F双路由热
9、备份（Hot-Stand-By）2626 KingNetKingNet三、路由器工作原理F路由器的工作原理F路由器的结构和启动过程F路由器的基本配置2727 KingNetKingNet路由器的工作原理F路由器工作在OSI模型中下三层，最高层为网络层，通过统一的第三层来屏蔽底两层的不同，从而实现多个独立的异种网互联，并通过路由表实现寻径；由于是一个存储转发设备，可以实现包的过滤、优先、排队等流量管理。2828 KingNetKingNet路由器的工作原理路由器A路由器BIP寻径IP寻径IP数据报逻辑网IP层加帧头去帧头帧传输和直接寻径数据链路层物理层2929 KingNetKingNet路由器
10、的工作原理FCisco路由器的IOS（Internetwork Operating System）是路由器的操作系统,就象计算机的操作系统一样。3030 KingNetKingNet路由器内存体系结构RAM NVRAM Flash ROMConsoleAuxiliarInterfaces3131 KingNetKingNet内存 :ROMFROM：相当于PC的BIOS。存放引导程序和IOS的一个最小子集。F为只读存储器，系统掉电，程序不会丢失。3232 KingNetKingNet内存 ：FlashFFlash：包含压缩的IOS和微代码F是一种可擦写，可编程的ROM，系统掉电，程序不会丢失。3
11、333 KingNetKingNet内存 ：NVRAMFNVRAM（No-Voliate RAM）：存放路由器的配置文件。F系统掉电，程序不会丢失。3434 KingNetKingNet内存 ：RAMF动态内存，系统掉电，内容丢失。CommandExecutiveInternetwork Operating SystemProgramActiveConfigurationFileTableBufferRAM3535 KingNetKingNet路由器的启动过程F首先运行ROM的程序，进行系统自检和引导，然后读Flash内的IOS，装入DRAM中，并从NVRAM中读入路由器的配置，计算并生成路由
12、表。3636 KingNetKingNet路由表生成过程F开机初始化时形成初步路由表F通过与相邻路由器交换路由信息刷新完善路由表3737 KingNetKingNet四、Cisco简介F世界上占领先地位的网间网互联技术和产品服务供应商。F1984年成立于加州Menlo Park。F取名于San Francisco3838 KingNetKingNet全球重要的网络厂商F交换机份额：35F路由器份额：60FInternet骨干网路由器：803939 KingNetKingNet产品系列F全系列产品满足不同用户的要求Cisco1600Cisco2500Cisco2600Cisco3600Cisco
13、4000As5200/5300As5800Cisco7200Cisco7500Cisco120004040 KingNetKingNet路由器产品系列F部门级：1600、2500F多媒体：2600、3600F企业级：4000、7200F骨干级：7500F电信运营级：12000F访问服务：5200、5300、58004141 KingNetKingNetCisco的 IOSF版本F应用4242 KingNetKingNet五、路由器基本配置F三种工作模式F各端口地址F连入WAN包封装F路由协议4343 KingNetKingNet三种工作模式用户模式 Router 特权模式 Routerenab
14、le Password: Router#4444 KingNetKingNet三种工作模式全局模式 Router#config term Enter configuration commands, one per line. End with CNTL/Z. Router(config)#4545 KingNetKingNet帮助 HELP！F在任何模式、任何情况下均可键入 “ ？”来得到帮助。FRouter ？FRouter# ？FRouter(config)# ?4646 KingNetKingNet配置局域口FRouter(config)# int e0FRouter(config-if
15、)# FRouter(config-if)# ip address 200.61.17.253 255.255.255.0FRouter(config-if)#no shutdownFRouter(config-if)# exit4747 KingNetKingNet配置广域口并封装协议FRouter(config)# int s0FRouter(config-if)#ip address 200.61.16.252 255.255.255.0FRouter(config-if)# encap frame-relayFRouter(config-if)#frame-relay lmi-type
16、 ansiFRouter(config-if)#fr map ip 200.61.16.251 104 bro4848 KingNetKingNet路由协议配置FRouter(config)# router igrp 100FRouter(config-router)#FRouter(config-router)#network 200.61.16.0FRouter(config-router)#exit4949 KingNetKingNet查看路由器状态FRouter#show int s0FRouter#show ip routeFRouter#show run5050 KingNetKingNet六、路由器故障分析F物理层故障F链路层故障F网络层故障F路由器常见故障表现F路由器使用注意事项5151 KingNetKingNet物理层故障F指为网络提供物理连接的硬件故障ModemModemDDN节点用户端局端?台卡5252 KingNetKingNet物理层故障主要有：外线不通、Modem未加电。5353 KingNetKingNet路由器表现（本端）FRouter#show in
