網(wǎng)絡層的設(shè)備

1、7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 7.3.1路由器路由器 要解釋路由器的概念，首先得知道什么是路由。所謂“路由路由”，是指把數(shù)據(jù)從一個地方傳送到另一個地方，是指把數(shù)據(jù)從一個地方傳送到另一個地方的行為和動作，而路由器，正是執(zhí)行這種行為動作的的行為和動作，而路由器，正是執(zhí)行這種行為動作的機器，它的英文名稱為機器，它的英文名稱為 Router，是一種連接多個網(wǎng)絡或網(wǎng)段的網(wǎng)絡設(shè)備，它能將不同網(wǎng)絡或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進行“翻譯”，以使它們能夠相互“讀懂”對方的數(shù)據(jù)，從而構(gòu)成一個更大的網(wǎng)絡。路由器工作在OSI的第三層（網(wǎng)絡層）。7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 7.3.1路由器路由器 1路由器的功能路由器的功能 路徑選擇

2、路徑選擇 路由器的主要功能是路徑選擇。其工作就是要保證把一個進行網(wǎng)絡尋址的報文傳送到正確的目的網(wǎng)絡中。路由器為每種網(wǎng)絡層協(xié)議建立并維護路由表，路由表可以由人工靜態(tài)配置；也可利用距離向量或其它路由協(xié)議來動態(tài)生成。在路由表生成之后，路由器要判斷每幀的協(xié)議類型，取出網(wǎng)絡層的目的地址，并按指定協(xié)議路由表中的數(shù)據(jù)決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)與否有及向哪里轉(zhuǎn)發(fā)。7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 7.3.1路由器路由器 網(wǎng)絡互連網(wǎng)絡互連 路由器支持各種局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)接口，主要用于互連局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡互相通信。 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 提供包括分組過濾、分組轉(zhuǎn)發(fā)、優(yōu)先級、復用、加密、壓縮和防火墻等功能。 網(wǎng)絡管理網(wǎng)絡管理 路

3、由器提供包括配置管理、性能管理、容錯管理和流量控制等功能。 7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 7.3.1路由器路由器 2路由器的工作原理路由器的工作原理 為了完成為了完成“路由路由”的工作，在路由器中保存著各種傳的工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)路由表（輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)路由表（Routing Table），），供路由選擇時使用。路由表中保存著子網(wǎng)的標志信息、供路由選擇時使用。路由表中保存著子網(wǎng)的標志信息、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內(nèi)容。路網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內(nèi)容。路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的， 也可以由也可以由系統(tǒng)動

4、態(tài)修改，可以由路由器自動調(diào)整，也可以由主系統(tǒng)動態(tài)修改，可以由路由器自動調(diào)整，也可以由主機控制。在路由器中分別稱為：靜態(tài)路由表和動態(tài)路機控制。在路由器中分別稱為：靜態(tài)路由表和動態(tài)路由表。由表。 7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 7.3.1路由器路由器 由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路由表稱之為靜態(tài)由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路由表稱之為靜態(tài)（static）路由表）路由表，一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡，一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡的配置情況預先設(shè)定的，它不會隨未來網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的改的配置情況預先設(shè)定的，它不會隨未來網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的改變而改變。變而改變。動態(tài)（動態(tài)（Dynamic）路由表是路由器根據(jù)）路由表是路由器根據(jù)網(wǎng)

5、絡系統(tǒng)的運行情況而自動調(diào)整的路由表。網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行情況而自動調(diào)整的路由表。路由器根路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議（據(jù)路由選擇協(xié)議（Routing Protocol）提供的功能，）提供的功能，自動學習和記憶網(wǎng)絡運行情況，在需要時自動計算數(shù)自動學習和記憶網(wǎng)絡運行情況，在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?為了簡單地說明路由器的工作原理，現(xiàn)在我們假設(shè)有這樣一為了簡單地說明路由器的工作原理，現(xiàn)在我們假設(shè)有這樣一個簡單的網(wǎng)絡。如圖個簡單的網(wǎng)絡。如圖7-11所示，所示，A、B、C、D四個網(wǎng)絡通過路四個網(wǎng)絡通過路由器連接在一起。由器連接在一起。7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 7.3.1路由器路由器 2路

6、由器的工作原理路由器的工作原理 路由器的工作原理路由器的工作原理 7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 7.3.1路由器路由器 現(xiàn)在我們來看一下在如圖所示網(wǎng)絡環(huán)境下路由器又是如何發(fā)揮其路由、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)作用的?，F(xiàn)假設(shè)網(wǎng)絡A中一個用戶A1要向C網(wǎng)絡中的C3用戶發(fā)送一個請求信號時，信號傳遞的步驟如下： 第1步：用戶A1將目的用戶C3的地址C3，連同數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)幀的形式通過集線器或交換機以廣播的形式發(fā)送給同一網(wǎng)絡中的所有節(jié)點，當路由器A5端口偵聽到這個地址后，分析得知所發(fā)目的節(jié)點不是本網(wǎng)段的，需要路由轉(zhuǎn)發(fā)，就把數(shù)據(jù)幀接收下來。7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 7.3.1路由器路由器 第2步：路由器A5端口接收到用戶A1的

7、數(shù)據(jù)幀后，先從報頭中取出目的用戶C3的IP地址，并根據(jù)路由表計算出發(fā)往用戶C3的最佳路徑。因為從分析得知到 C3的網(wǎng)絡ID號與路由器的C5網(wǎng)絡ID號相同，所以由路由器的A5端口直接發(fā)向路由器的C5端口應是信號傳遞的最佳途經(jīng)。 第3步：路由器的C5端口再次取出目的用戶C3的IP地址，找出C3的IP地址中的主機ID號，如果在網(wǎng)絡中有交換機則可先發(fā)給交換機，由交換機根據(jù) MAC地址表找出具體的網(wǎng)絡節(jié)點位置；如果沒有交換機設(shè)備則根據(jù)其IP地址中的主機ID直接把數(shù)據(jù)幀發(fā)送給用戶C3，這樣一個完整的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)過程也完成了。7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 3路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的過程(見圖7-12) 路由器從接口收到

8、數(shù)據(jù)包，讀取數(shù)據(jù)包里的目的IP地址。 根據(jù)目的IP地址信息查找路由表進行匹配。 匹配成功后，按照路由表中轉(zhuǎn)發(fā)信息進行轉(zhuǎn)發(fā)。 匹配失敗，將數(shù)據(jù)包丟棄，并向源發(fā)送方反回錯誤信息報文。7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 7.3.1路由器路由器 3路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的過程路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的過程 路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的過程路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的過程 7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 7.3.1路由器路由器 4路由器的分類路由器的分類 互聯(lián)網(wǎng)各種級別的網(wǎng)絡中隨處都可見到路由器。 接入級路由器接入級路由器 接入網(wǎng)絡使得家庭和小型企業(yè)可以連接到某個互聯(lián)網(wǎng)服務提供商； 企業(yè)級路由器企業(yè)級路由器 企業(yè)網(wǎng)中的路由器連接一個校園或企業(yè)內(nèi)成千上萬的計算機；企

9、業(yè)級路由器不但要求端口數(shù)目多、價格低廉，而且要求配置起來簡單方便，并提供 QoS。 骨干級路由器骨干級路由器 骨干網(wǎng)要求路由器能對少數(shù)鏈路進行高速路由轉(zhuǎn)發(fā)。骨干網(wǎng)上的路由器終端系統(tǒng)通常是不能直接訪問的，它們連接長距離骨干網(wǎng)上的ISP和企業(yè)網(wǎng)絡。7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 7.3.2網(wǎng)關(guān) 1網(wǎng)關(guān)的理解 大家都知道，從一個房間走到另一個房間，必然要經(jīng)過一扇門。同樣，從一個網(wǎng)絡向另一個網(wǎng)絡發(fā)送信息，也必須經(jīng)過一道“關(guān)口”，這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)。顧名思義，網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)(Gateway)就是一個網(wǎng)絡連接到另一個網(wǎng)就是一個網(wǎng)絡連接到另一個網(wǎng)絡的絡的“關(guān)口關(guān)口”。7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 2網(wǎng)關(guān)的定義 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)(Ga

10、teway)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)又稱網(wǎng)間連接器、協(xié)議轉(zhuǎn)換器。網(wǎng)關(guān)在傳輸層上以實現(xiàn)網(wǎng)絡互連，在傳輸層上以實現(xiàn)網(wǎng)絡互連，是最復雜的網(wǎng)絡互連設(shè)備，僅用于兩個高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡互連。網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)也和路由器類似，不同的是互連層。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣域網(wǎng)互連，也可以用于局域網(wǎng)互連。 網(wǎng)關(guān)是一種充當轉(zhuǎn)換重任的計算機系統(tǒng)或設(shè)備。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡單地傳達信息不同，網(wǎng)關(guān)對收到的信息要重新打包，以適應目的系統(tǒng)的需求。同時，網(wǎng)關(guān)也可以提供過濾和安全功能。大多數(shù)網(wǎng)關(guān)運行在OSI 7層協(xié)議的頂層-應用層。 7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)

11、備 3網(wǎng)關(guān)的工作過程 假定兩個主機的高層協(xié)議中傳輸層協(xié)議不相同，為了使兩個主機能通信，就要在傳輸層上做協(xié)議轉(zhuǎn)換。如果所用的通信子網(wǎng)不同，則還要對低層協(xié)議進行轉(zhuǎn)換。對傳輸層的協(xié)議轉(zhuǎn)換可以包括協(xié)議分組的重新裝配，長數(shù)據(jù)的分段、地址格式的轉(zhuǎn)換以及對操作規(guī)程的適配等。這些功能都是通過網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)的，網(wǎng)關(guān)在這兩個網(wǎng)中分別作為一個網(wǎng)絡客戶。在實際網(wǎng)絡互連中，協(xié)議的轉(zhuǎn)換并不一定是一層一層轉(zhuǎn)換的，這就類似于OSI各層的實現(xiàn)，在實現(xiàn)過程中不一定要有明顯的分層服務界面，只要對外界提供符合一定規(guī)則的協(xié)議動作即可。此外，不同的網(wǎng)絡協(xié)議之間的各個協(xié)議層不一定是一一對應的，因此很可能從應用層開始一直到傳輸層一起都需要進行協(xié)議

12、轉(zhuǎn)換。 7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 4網(wǎng)關(guān)的分類 網(wǎng)關(guān)的類型主要有：傳輸網(wǎng)關(guān)和應用網(wǎng)關(guān)。 （1）傳輸網(wǎng)關(guān)。 傳輸網(wǎng)關(guān)用于在2個網(wǎng)絡間建立傳輸連接。利用傳輸網(wǎng)關(guān)，不同網(wǎng)絡上的主機間可以建立起跨越多個網(wǎng)絡的、級聯(lián)的、點對點的傳輸連接。例如通常使用的路由器就是傳輸網(wǎng)關(guān)，“網(wǎng)關(guān)”的作用體現(xiàn)在連接兩個不同的網(wǎng)段，或者是兩個不同的路由協(xié)議之間的連接，如RIP，EIGRP，OSPF，BGP等。7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 （2）應用網(wǎng)關(guān)。 應用網(wǎng)關(guān)在應用層上進行協(xié)議轉(zhuǎn)換。例如，一個主機執(zhí)行的是ISO電子郵件標準，另一個主機執(zhí)行的是Internet 電子郵件標準，如果這兩個主機需要交換電子郵件，那么必須經(jīng)過一個電子

13、郵件網(wǎng)關(guān)進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，這個電子郵件網(wǎng)關(guān)是一個應用網(wǎng)關(guān)。常見的應用網(wǎng)關(guān)有電子郵件網(wǎng)關(guān)、因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和IP電話網(wǎng)關(guān)。 電子郵件網(wǎng)關(guān)：通過這種網(wǎng)關(guān)可以從一種類型的郵件系統(tǒng)向另一種類型的郵件系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。電子郵件網(wǎng)關(guān)允許使用不同電子郵件系統(tǒng)的人相互收發(fā)郵件。 7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：這種網(wǎng)關(guān)用于管理局域網(wǎng)和因特網(wǎng)間的通信。因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以限制某些局域網(wǎng)用戶訪問因特網(wǎng)，或者限制某些因特網(wǎng)用戶訪問局域網(wǎng)，防火墻可以看作是一種因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。 局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：通過這種網(wǎng)關(guān)，運行不同協(xié)議或運行于不同層上的局域網(wǎng)網(wǎng)段間可以相互通信。允許遠程用戶通過撥號方式接入局域網(wǎng)的遠程訪問服務器可以看作局域網(wǎng)網(wǎng)

14、關(guān)。 IP電話網(wǎng)關(guān)：實現(xiàn)公用電話網(wǎng)和IP網(wǎng)的接口，是電話用戶使用IP電話的接入設(shè)備。7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 7-3-1選擇題1)兩個以上的（不包括兩個）不同類型的網(wǎng)絡互連時，則選用（ ）進行網(wǎng)絡互連。A.中繼器 B.網(wǎng)橋 C.路由器 D.集線器2）下列（）設(shè)備不是工作在數(shù)據(jù)鏈路層。A.網(wǎng)橋 B.集線器 C.路由器 D.交換機3)路由器工作在網(wǎng)絡的（ ）。A.物理層 B.數(shù)據(jù)鏈路層 C.網(wǎng)絡層 D.4-7層4）在計算機網(wǎng)絡中選擇最佳路由的網(wǎng)絡連接設(shè)備是（）A.網(wǎng)橋 B.網(wǎng)關(guān) C.路由器 D.交換機7.3網(wǎng)絡層及以上層設(shè)備 作業(yè)：作業(yè)： 5）在計算機網(wǎng)絡中選擇最佳路由的網(wǎng)絡連接設(shè)備是（）A.網(wǎng)橋 B.網(wǎng)關(guān) C.路由器 D.交換機6）當你需要把一個LAN連入Internet時，你可以選用最便宜的設(shè)備是（ ）A.網(wǎng)橋 B.網(wǎng)關(guān) C.路由器 D.Modem 7-3-3簡答題1)網(wǎng)絡層以