交换机的第三层包转发机制（集中式与分布式）
分布式, 交换机, 机制分布式, 交换机, 机制
每个厂商的路由交换机的实现机制不同，在路由功能的实现上，主要有集中式和分布式两种机制。下面进行详细论述。
集中式第三层包转发
集中式第三层包转发是指在交换机中有一个专门的硬件模块（路由模块）来对全交换机的第三层包进行转发。交换机的每个接口模块如千兆以太同交换模块，都不具备第三层的处理功能，需要把第三层的数据包从背饭送往路由模块来查询路由并转发。严格的讲，这种结构的交换机更准确的名称是第三层交换机，而不是路由交换机。集中式第三层包转发是早期的技术，它的缺点在于整个交换机的路由性能受限于其路由模块的能力。另外，当一个IP包要进行路由时，它经常要从一个以太网接口模块通过背板总线送往路由模块，在路由模块处理后，又经背板总统送往同一以太网接口模块，这样一种数据包传送方式浪费了背板总规处理能力。并且路由模块的故障会导致整个交换机内的路由功能的失效。
实际中很多厂商交换机中的路由模块就是一个以插卡形式集成在交换机内的软件路由器。因此在各厂商的产品中，采用集中式包转发的交换机的路由能力一般可达到15Mpps。
分布式第三层包转发
随着ASIC芯片技术的发展，具有路由功能的模块被集成到一块芯片上，于是厂商将路由芯片设计到了路由交换机中的每一个接口模块上，这种技术就被称为分布式第三层包转发。它不需要一个专门的模块来为整个机箱服务做包的转发，第三层的包转发可以由每个接口模块上的路由芯片独立完成。分布式第三层包转发突破了集中式第三层包转发的性能瓶颈，但它的路由控制机制比集中式要复杂，它需要在每一个端口保留路由表信息以进行快速的包转发。尽管在技术上更复杂，由于在性能上远远超出集中式，分布式第三层包转发技术已经成为了现在路由交换机的主流技术
第一代路由器技术：集中转发，总线交换
典型产品：华为Quidway R2500系列路由器。
最初的IP网络并不大，其网关所需要连接的设备及其需要处理的负载也很小。这个时候网关（路由器）基本上可以用一台计算机插多块网络接口卡的方式来实现。接口卡与中央处理器（CPU）之间通过内部总线相连，CPU负责所有事务处理，包括路由收集、转发处理、设备管理等。网络接口收到报文后通过内部总线传递给CPU，由CPU完成所有处理后从另一个网络接口传递出去。
第二代路由器技术：集中+分布转发，接口模块化，总线交换
典型产品：华为Quidway R3600系列路由器。
由于每一个报文都要经过总线送交CPU处理，随着网络用户的增多，网络流量的增大，接口数量、总线带宽和CPU的瓶颈就越来越突出。于是很自然地想到如何提高网络接口数量，如何把CPU和总线的负担降下来？为了解决这个问题，第二代路由器技术就在网络接口卡上进行一些智能化处理，由于网络用户通常只会访问少数的几个地方，因此可以考虑把少
数常用的路由信息采用Cache技术保留在业务接口卡上，这样大多数报文就可以直接通过业务板Cache的路由表进行转发，以减少对总线和CPU的需求。对于Cache中不能找到的报文送交CPU处理。
第三代路由器技术：分布转发，总线交换
典型产品：华为Quidway NetEngine 16/08系列路由器。
90年代以后Web技术的出现，使IP网络得到迅猛的发展。网络用户的访问面得到很大的拓宽，用户访问的地方已不像以前那样固定，这样往往出现无法从Cache中找到路由的现象，于是总线和CPU瓶颈的问题再次出现。另外由于用户的增加，路由器技术的接口数量不足也暴露出来了。为了解决这个问题，第三代路由器技术应运而生。第三代路由器技术采用全分布式结构—路由与转发分离的技术，主控板负责整个设备的管理和路由的收集、计算功能，并把计算形成的转发表下发到各业务板；各业务板根据保存的路由转发表能够独立进行路由转发。另外总线技术也得到了较大的发展，通过总线、业务板之间的数据转发完全独立于主控板，实现了并行高速处理，使得路由器技术的处理性能成倍提高。
第四代路由器技术：ASIC分布转发，网络交换
典型产品：Juniper M40/160系列产品。
九十年代中后期，随着IP网络的商业化，Web技术出现以后，Internet技术得到空前的发展，Internet用户迅猛增加。网络流量特别是核心网络的流量以指数级增长，传统的基于软件的IP路由器技术已经无法满足网络发展的需要。以常见的主干节点2.5G POS端口为例，按照IP最小报文40字节计算，2.5G POS端口线速的流量约为6.5Mpps。而且报文处理中需要包含诸如QoS保证、路由查找、二层帧头的剥离/添加等复杂操作，以传统的做法是不可能实现的。于是一些厂商提出了ASIC实现方式，它把转发过程的所有细节全部采用硬件方式来实现。另外在交换网上采用了CrossBar或共享内存的方式解决了内部交换的问题。这样，路由器技术的性能达到千兆比特，即早期的千兆交换式路由器（Gigabit Switch Router，GSR）。第五代路由器技术：网络处理器分布转发，网络交换
典型产品：华为Quidway NetEngine 80/40系列产品。
从上面的发展过程我们可以看到，每一次的技术进步都是因为随着业务发展而出现了新的需求。不过在前互联网络泡沫时代，主要的矛盾集中在路由器的转发性能上，所以前四代的路由器技术的最大进步在于速度。但是在宽带互联网一路高歌迅速发展的同时，作为其基础的IP网络技术的缺陷也就越来越充分地暴露出来。网络无管理无法运营的问题、IP地址缺乏问题、IP业务服务质量问题、IP安全等问题都在严重阻碍网络进一步发展。随着宽带互联网泡沫的破灭，人们进行了深刻的反省—业务才是网络的真正价值所在，一切的技术要求都应围绕着业务来进行。各种新技术也纷纷出现，比如网络管理技术、用户管理技术、业务管理技术、MPLS技术，VPN技术，可控组播技术、IP-QoS技术，流量工程技术等。
IP标准也在逐步修改成熟。随着新技术的出现和标准化的进展，对高速路由器的业务功能要求也越来越高。基于这些问题，第四代路由器技术采用ASIC技术的固有的不灵活、业务提供周期长等缺陷也不可避免地出现了。第五代路由器技术在硬件体系结构上继承了第四代路由器技术的成果，在关键的IP业务流程处理上采用了可编程的、专为IP网络设计的网络处理器技术。网络处理器（NP）通常由若干微处理器和一些硬件协处理器组成，多个微处理器并行处理，通过软件来控制处理流程。对于一些复杂的标准的操作(如内存操作、路由表查找算法、QoS的拥塞控制算法、流量调度算法等)采用硬件协处理器来提高处理性能。这样实现业务灵活性和高性能的有机结合。
第五代路由器技术满足IP业务发展要求
第五代路由器技术的出现，极大地满足了当前数据、语音、图像
综合承载的需求，并大大增强了网络对MPLS VPN的支持能力。由于第五代路由器技术在业
务特性上所具有的强大优势，所以已成为当前建设宽带骨干网络、汇聚网络的首选。随着成本的进一步降低与网络业务的进一步丰富，采用网络处理器技术的第五代路由器技术正在向网络的更低端发展。
青岛农业大学理学与信息科学学院 计算机网络综合实习报告 题目 专业 学号 姓名 指导教师 日期
目录 一、课程设计任务和目的 (1) 二、设计要求 (1) 三、设计内容 (1) 3.1顺序查找路由表的工作原理 (1) 3.2课程设计程序运行结果与分析 (2) 四、改进和建议 (5) 五、总结 (5) 六、主要参考文献 (5) 附录： (6)
一、课程设计任务和目的 1.了解路由器更新的原理。 2.了解表示路由器的结构。 3.掌握路由器转发分组的算法。 二、设计要求 编写计算机程序，用（目的网络，掩码，下一跳）的结构表示路由表，以一个目的地址作为输入，顺序查找路由表，找出正确的下一跳，并输出。 三、设计内容 3.1顺序查找路由表的工作原理 使用子网划分后，路由表必须包含：目的地址，子网掩码，下一跳地址。路由器分组转发的算法如下： （1）从收到的数据包的首部提取目的IP地址D； （2）对路由器直接相连的网络逐个进行检查：用个网络的掩码和D逐位相“与”，看结果是否和相应的网络地址匹配。若匹配，则把分组直接交付，转发任务结束，否则就是间接交付执行（3）。 （3）若路由表中有目的地址为D特定主机路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器否则执行（4）。 （4）对路由表的每一行，用其中的子网掩码和D逐位相“与”，其结果为N。若N 与该行的目的网络相匹配，则把数据报送给该行指明的下一跳路由器；否则执行（5）。 （5）若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则执行（6）。 （6）报告转发分组出错，没有查找到路由。 简单来说，就是当来一个数据报时，抓
华三系列网络产品 一、路由器 1、H3C CR系列核心路由器 i.H3C CR16000-F 100G核心路由器 产品简介： H3C CR16000-F是H3C自主研发的100G平台核心路由器，采用业界先进的CLOS 交换架构，整机交换容量高达26.88Tbps，采用Comware V7网络操作系统，提供丰富的业务特性和强大的自愈功能，可广泛应用于行业IP专网核心层和汇聚层以及运营商网络MSE等网络位置。 H3C CR16000-F支持主控和交换网板完全物理分离，提供高品质的设备可靠性；支持高密度10GE、40GE、100GE接口，单槽位性能灵活扩展，可以满足不同网络位置需求；支持多维度的虚拟化技术，包括横向虚拟化IRF2、纵向虚拟VCF以及虚拟路由器MDC，可简化网络管理、提高可靠性；支持MSE，集SR和BRAS功能于一身，满足运营商的多业务边缘设备发展需求；支持1588v2以太网时钟同步、TDM仿真以及多种线路保护技术，满足运营商IP RAN组网需求；控制平面采用多核及SMP(Symmetrical Multi-Processing对称多处理)技术，运行先进的操作系统Comware V7，各软件模块具有独立的运行空间，可以动态加载、单独升级，实现ISSU。 产品规格： ii.H3C CR16000核心路由器
产品简介： CR16000 核心路由器（以下简称CR16000）是杭州华三通信技术有限公司自主研发的、基于100G平台的新一代核心路由器，主要应用在运营商IP骨干网、数据中心骨干互联节点以及各种行业大型IP网络的核心和汇聚位置。CR16000先进的体系架构和强大的路由转发性能能够满足用户现在及未来业务扩展的需求。 CR16000采用了创新的硬件架构，可以实现跨板数据的无阻塞交换能力，保障高密度10G 或100G板卡的线速转发；CR16000支持海量的路由表和转发表，作为互联网核心节点能够抵御大路由震荡的冲击，保证数据报文的准确转发；CR16000通过NSR、ISSU、IRF2、APS、BFD等多种高可靠性技术，保证业务永续。 产品规格:
路由器选型重要参数 全双工线速转发能力 路由器最基本且最重要的功能是数据包转发。在同样端口速率下转发小包是对路由器包转发能力最大的考验。全双工线速转发能力是指以最小包长（以太网64字节、POS口40字节）和最小包间隔（20字节）在路由器端口上双向传输同时不引起丢包。该指标是路由器性能重要指标。125,000,000/(64+20)=1,488,095 设备吞吐量 指设备整机包转发能力，是设备性能的重要指标。路由器的工作在于根据IP包头或者MPLS标记选路，所以性能指标是转发包数量每秒。设备吞吐量通常小于路由器所有端口吞吐量之和。 端口吞吐量 端口吞吐量是指端口包转发能力，通常使用pps：包每秒来衡量，它是路由器在某端口上的包转发能力。通常采用两个相同速率接口测试。但是测试接口可能与接口位置及关系相关。例如同一插卡上端口间测试的吞吐量可能与不同插卡上端口间吞吐量值不同。 路由表能力 路由器通常依靠所建立及维护的路由表来决定如何转发。路由表能力是指路由表内所容纳路由表项数量的极限。由于Internet上执行BGP协议的路由器通常拥有数十万条路由表项，所以该项目也是路由器能力的重要体现。 背板能力 背板能力是路由器的内部实现。背板能力能够体现在路由器吞吐量上：背板能力通常大于依据吞吐量和测试包场所计算的值。但是背板能力只能在设计中体现，一般无法测试。QoS分类方式 指路由器可以区分QoS所依据的信息。最简单的QoS分类可以基于端口。同样路由器也可以依据链路层优先级（802.1Q中规定）、上层内容（TOS字段、源地址、目的地址、源端口、目的端口等信息）来区分包优先级。 分组语音支持方式 在企业中，路由器分组语音承载能力非常重要。在远程办公室与总部间，支持分组语音的路由器可以使电话通信和数据通信一体化，有效地节省长途话费。当前技术环境下，分组语音可以分为3种：使用IP承载分组语音、使用A TM承载语音以及使用帧中继承载语音。使用ATM承载语音时可以分AAL1和AAL2两种。AAL1即电路仿真，技术非常成熟但是相对成本较高，AAL2技术较先进，但是当前ATM接口通常不支持。帧中继承载语音也比较成熟，相对成本较低。IP承载语音当前较流行。在上述技术中成本最低，但是当前IP网络QoS保证困难，通话质量较难保证。 语音压缩能力 语音压缩是IP电话节约成本的关键之一。通常可以使用G.723和G.729。G.723在ITU －T建议G.723.1(1996)，语音编码器在5.3和6.3Kbps多媒体通信传输双率语音编码器中规定。相对压缩比较高，压缩时延较大。G.729在ITU－T 建议G.729 (1996)，8Kbps共扼结构代数码激励线形预测(CS－ACELP)语音编码中规定。压缩比较低，通话质量较好。 信令支持 路由器E1端口上可能支持多种信令：ISUP、TUP、中国1号信令以及DSS1。支持ISUP、TUP或者DSS1信令的路由器可以有效地减少接续时间。在电信级的IP电话网络设备中通常要求支持7号信令。但是作为中低端路由器，通常只支持DSS1和中国1号信令。
路由技术
目录 1.路由技术定义 (1) 2.路由技术分类 (1) 2.1算法分类 (1) 2.2协议分类 (1) 3.路由协议 (2) 3.1内部网关协议IGP (2) 3.1.1OSPF路由协议 (2) 3.1.2RIP路由协议 (3) 3.2外部网关协议EGP (3) 3.2.1域间策略 (4) 3.3RIP与OSPF对比 (4)
路由技术 1. 路由技术定义 路由技术主要是指路由选择算法。路由选择算法可以分为静态路由选择算法和动态路由选择算法。因特网的路由选择协议的特点是：属于自适应的选择协议（即动态的）；是分布式路由选择协议；采用分层次的路由选择协议，即分自治系统内部和自治系统外部路由选择协议。因特网的路由选择协议划分为两大类：内部网关协议（IGP，具体的协议有RIP和OSPF 等）和外部网关协议（EGP，目前使用最多的是BGP）。 2. 路由技术分类 2.1 算法分类 路由选择算法就是路由选择的方法或策略。 按照路由选择算法能否随网络的拓扑结构或者通信量自适应地进行调整变化进行分类，路由选择算法可以分为静态路由选择算法和动态路由选择算法。 （1）静态算法 静态路由选择算法就是非自适应路由选择算法，这是一种不测量、不利用网络状态信息，仅仅按照某种固定规律进行决策得简单得路由选择算法。静态路由选择算法简单和开销小，但是不能适应网络状态的变化。静态路由选择算法主要包括扩散法和固定路由表法，需要是依靠手工输入的信息来配置路由表。 静态路由具有以下几个优点：减小了路由器的日常开销。在小型互联网上很容易配置。可以控制路由选择的更新。但是，静态路由在网络变化频繁出现的环境中并不会很好的工作。在大型的和经常变动的互联网，配置静态路由是不现实的。 （2）动态算法 动态路由选择算法就是自适应路由选择算法，是依靠当前网络的状态信息进行决策，从而使路由选择结果在一定程度上适应网络拓扑结构和通信量的变化。 动态路由选择算法的特点是能较好的适应网络状态的变化，但是实现起来较为复杂，开销也比较大。动态路由选择算法一般采用路由表法，主要包括分布式路由选择算法和集中式路由选择算法。分布式路由选择算法是每一个节点定期与相邻节点交换路由信息，修改各自的路由表，这样使整个网络的路由选择经常处于一种动态变化的状况。集中式路由选择算法是网络中设置一个节点，专门收集各个节点定期发送获得状态信息，然后由该节点根据网络状态信息，动态的计算出每一个节点的路由表，再将新的路由表发送给各个节点。 2.2 协议分类 动态路由是指路由协议可以自动根据实际情况生成的路由表的方法。动态路由的主要优点是，如果存在到目的站点的多条路径，运行了路由选择协议（如RIP或IGRP）之后，而正
MP7500系列核心汇聚路由器 MP7500系列路由器是迈普（四川）通信技术有限公司自主研发的核心汇聚路由器，它是基于A TCA （Advanced Telecom Computing Architecture，高级电信计算架构）的电信级产品架构设计理念，充分考虑下一代路由器针对业务/内容的数据处理特点，主要面向大型广域网的省级核心汇聚和省级核心上联以及用作超大型互联网接入平台，具有2个主控槽位和8个多功能插槽，最多支持32路155M接口或者256路E1接口同时接入，目前整机具有12-48Mpps的包转发能力。 MP7500系列路由器在领先的“双核动力”基础上进一步实现“多核动力”，并基于ATCA结构设计在满足用户高性能需求的基础上，在整个系统提供最为完善的双冗余或者多冗余设计，为用户提供核心设备电信运营级的高可靠性。MP7500系列路由器使用统一的MyPower-R软件，提供丰富的路由功能、备份功能、网络安全服务功能、IP组播功能、QoS特性以及网络管理功能，支持多种网络层和链路层协议，支持BGP边界网关协议和MPLS功能，可以在网络中担当PE节点或P节点的功能。 MP7500系列路由器作为一种多用途的通用数据业务处理路由平台，可与迈普全系列路由器一起为运营商、金融、政府、能源、交通、教育、军队等行业用户和大中型企业用户提供全方位的广域网解决方案，广泛应用于以上各个行业领域核心骨干层和核心汇聚层。 MP7500系列路由器外观图 关键特性 ?采用业界领先的多核处理技术，提供强大转发能力满足高性能的需求 ?率先基于ATCA架构的设计，在满足高性能基础上提供电信级可靠性 ?提供双主控冗余，并基于迈普专利技术提供独特的单框双机应用模式 ?提供320G背板，实现分布式与集中式混合架构满足高扩展性的需求 ?采用迈普独特的专利技术－虚拟路由交换技术，有效实现多业务隔离 ?采用超低功耗设计，延长核心路由平台寿命，降低核心设备运转能耗
路由表 在计算机网络中，路由表（routing table）或称路由择域信息库（RIB, Routing Information Base），是一个存储在路由器或者联网计算机中的电子表格（文件）或类数据库。路由表存储着指向特定网络地址的路径（在有些情况下，还记录有路径的路由度量值）。路由表中含有网络周边的拓扑信息。路由表建立的主要目标是为了实现路由协议和静态路由选择。 主要工作 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳的传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，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，表中包含的信息决定了数据转发的策略。打个比方，路由表就像我们平时使用的地图一样，标识着各种路线，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。 路由表项 路由表中的表项内容包括：
destination：目的地址，用来标识IP包的目的地址或者目的网络。mask：网络掩码，与目的地址一起标识目的主机或者路由器所在的网段的地址。 pre：标识路由加入IP路由表的优先级。可能到达一个目的地有多条路由，但是优先级的存在让他们先选择优先级高的路由进行利用。cost：路由开销，当到达一个目的地的多个路由优先级相同时，路由开销最小的将成为最优路由。 interface：输出接口，说明IP包将从该路由器哪个接口转发。nexthop：下一跳IP地址，说明IP包所经过的下一个路由器。 分类
移动路由表 1.51.64.0/18 1.88.0.0/14 36.128.0.0/10 36.192.0.0/21 36.193.40.0/21 36.193.48.0/20 39.128.0.0/10 58.30.0.0/17 58.31.0.0/16 58.253.94.0/24 61.232.0.0/20 61.233.0.0/19 61.234.96.0/19 61.234.160.0/20 61.235.64.0/18 61.237.224.0/20 101.240.0.0/14 103.29.132.0/22 103.37.72.0/22 106.3.32.0/21 106.3.40.0/22 110.96.0.0/16 110.120.0.0/16 110.208.0.0/14 111.0.0.0/10 111.1.59.0/24 111.11.31.0/24 111.26.136.0/24 111.132.0.0/16 111.148.0.0/14 112.0.0.0/10 114.213.128.0/17 114.214.128.0/17 115.106.0.0/15 117.128.0.0/10 118.187.40.0/21 118.191.248.0/21 118.192.8.0/21 118.192.16.0/20 118.192.32.0/21 118.192.48.0/20 118.192.64.0/18
118.192.240.0/20 119.90.32.0/21 119.90.48.0/20 119.161.248.0/21 120.192.0.0/10 120.192.88.0/24 120.198.244.0/24 121.52.208.0/21 121.251.0.0/17 121.255.0.0/16 122.70.0.0/15 122.72.3.0/24 122.72.12.0/23 122.72.16.0/24 122.72.38.0/24 122.72.90.0/24 122.72.92.0/23 122.72.112.0/24 122.72.124.0/23 123.64.0.0/15 123.66.128.0/17 123.88.0.0/15 124.164.8.0/24 124.192.128.0/18 124.196.0.0/18 124.196.192.0/18 161.207.17.0/24 161.207.18.0/23 180.77.0.0/18 180.77.128.0/17 180.78.0.0/15 180.186.38.0/23 180.186.40.0/22 180.186.44.0/24 182.50.112.0/20 183.192.0.0/10 202.38.64.0/19 202.141.176.0/20 202.165.191.0/24 210.45.0.0/16 211.70.40.0/21 211.70.48.0/20 211.70.128.0/18
交换机的第三层包转发机制（集中式与分布式） 分布式, 交换机, 机制分布式, 交换机, 机制 每个厂商的路由交换机的实现机制不同，在路由功能的实现上，主要有集中式和分布式两种机制。下面进行详细论述。 集中式第三层包转发 集中式第三层包转发是指在交换机中有一个专门的硬件模块（路由模块）来对全交换机的第三层包进行转发。交换机的每个接口模块如千兆以太同交换模块，都不具备第三层的处理功能，需要把第三层的数据包从背饭送往路由模块来查询路由并转发。严格的讲，这种结构的交换机更准确的名称是第三层交换机，而不是路由交换机。集中式第三层包转发是早期的技术，它的缺点在于整个交换机的路由性能受限于其路由模块的能力。另外，当一个IP包要进行路由时，它经常要从一个以太网接口模块通过背板总线送往路由模块，在路由模块处理后，又经背板总统送往同一以太网接口模块，这样一种数据包传送方式浪费了背板总规处理能力。并且路由模块的故障会导致整个交换机内的路由功能的失效。 实际中很多厂商交换机中的路由模块就是一个以插卡形式集成在交换机内的软件路由器。因此在各厂商的产品中，采用集中式包转发的交换机的路由能力一般可达到15Mpps。 分布式第三层包转发 随着ASIC芯片技术的发展，具有路由功能的模块被集成到一块芯片上，于是厂商将路由芯片设计到了路由交换机中的每一个接口模块上，这种技术就被称为分布式第三层包转发。它不需要一个专门的模块来为整个机箱服务做包的转发，第三层的包转发可以由每个接口模块上的路由芯片独立完成。分布式第三层包转发突破了集中式第三层包转发的性能瓶颈，但它的路由控制机制比集中式要复杂，它需要在每一个端口保留路由表信息以进行快速的包转发。尽管在技术上更复杂，由于在性能上远远超出集中式，分布式第三层包转发技术已经成为了现在路由交换机的主流技术 第一代路由器技术：集中转发，总线交换 典型产品：华为Quidway R2500系列路由器。 最初的IP网络并不大，其网关所需要连接的设备及其需要处理的负载也很小。这个时候网关（路由器）基本上可以用一台计算机插多块网络接口卡的方式来实现。接口卡与中央处理器（CPU）之间通过内部总线相连，CPU负责所有事务处理，包括路由收集、转发处理、设备管理等。网络接口收到报文后通过内部总线传递给CPU，由CPU完成所有处理后从另一个网络接口传递出去。 第二代路由器技术：集中+分布转发，接口模块化，总线交换 典型产品：华为Quidway R3600系列路由器。 由于每一个报文都要经过总线送交CPU处理，随着网络用户的增多，网络流量的增大，接口数量、总线带宽和CPU的瓶颈就越来越突出。于是很自然地想到如何提高网络接口数量，如何把CPU和总线的负担降下来？为了解决这个问题，第二代路由器技术就在网络接口卡上进行一些智能化处理，由于网络用户通常只会访问少数的几个地方，因此可以考虑把少
2020年计算机四级网络工程师复习要点：路由选择算法的分类 在INTERNET中，路由器采用表驱动的路由选择算法。路由表存储了可能的目地地址与如何到达目的地址的信息。 报考路由选择算法也称为自适应路由选择算法，其特点是能较好地适应网络状态的变化，但实现起来较为复杂，开销也比较大。路由表可以分为静态路由表和报考路由表： 1、静态路由表：是由人工方式建立的，网络管理人员将每一个目的地址的路径输入到路由表中。网络结构发生变化时，路由表无法自动地更新。 2、报考路由表：大型互联网网络通常采用报考路由表。在网络系统运行时，系统将自动运行报考路由选择协议，建立路由表。 一个自治系统重要的特点就是它有权决定在本系统内应采用何种路由选择协议。自治系统内部的路由选择称为域内路由选择，自治系统之间的路由选择称为域间路由选择。作为一个自治系统，其核心是路由寻址的“自治”。 INTERNET将路由选择协议分为两大类：内部网关协议IGP和外部网关协议EGP。 内部网关协议是在一个自治系统内部使用的路由选择协议，这与INTERNET 中其他自治系统选用什么路由选择协议无关。目前内部网关协议主要有：路由信息协议RIP和开放短路径优先协议OSPF。外部网关协议主要是边界网关协议BGP，路由选择算法和路由选择协议在概念上是不同的。网络上的主机、路由器通过路由选择算法去形成路由表，以确定发送分组的传输路径。而路由选择协议是路由器用来完成路由表建立和路由信息更新的通信协议。 路由信息协议是内部网关协议中使用广泛的一种协议，它是一种分布式、基于距离向量的路由选择协议，其特点是协议简单。路由信息协议是用于TCP/IP 系统和其他网络环境的距离矢量路由选择协议。路由信息协议RIP适用于相对较小的自治系统，它们的直径“跳数”一般小于15.因为每一个自治系统里的路由器都要与同一系统里的其他路由器交换路由表信息，当内部路由器的数目增加时，网络的RIP信息交换量会大幅度地增加。 短路径优先协议OSPF的主要特点： 1、使用分布式链路状态协议，而RIP使用距离向量协议。 2、OSPF协议要求路由器发送的信息是本路由器与哪些路由器相邻，以及链路状态的度量。链路状态度量主要是指费用、距离、延时、带宽等。
目录 1 IP路由基础配置.................................................................................................................................1-1 1.1 IP路由概述........................................................................................................................................1-1 1.1.1 路由........................................................................................................................................1-1 1.1.2 路由表和FIB表........................................................................................................................1-1 1.2 路由协议概述.....................................................................................................................................1-3 1.2.1 静态路由与动态路由...............................................................................................................1-3 1.2.2 动态路由协议分类...................................................................................................................1-3 1.2.3 路由协议及路由优先级...........................................................................................................1-4 1.2.4 路由迭代.................................................................................................................................1-4 1.2.5 路由信息共享..........................................................................................................................1-5 1.3 配置全局路由器ID号..........................................................................................................................1-5 1.4 路由表显示和维护.............................................................................................................................1-6
思东张宏科 Rip协议的工作原理及仿真分析--中国空间技术研究院西安分院李园利王宇二 三距离向量路由算法(Bellman-Ford Routing Algorithm)，也叫做最大流量演算法(Ford-Fulkerson Algorithm)，其被距离向量协议作为一个算法，如RIP, BGP, ISO IDRP, NOVELL IPX。使用这个算法的路由器必须掌握这个距离表(它是一个一维排列-“一个向量”)，它告诉在网络中每个节点的最远和最近距离。在距离表中的这个信息是根据临近接点信息的改变而时时更新的。表中数据的量和在网络中的所有的接点(除了它自己本身)是等同的。这个表中的列代表直接和它相连的邻居，行代表在网络中的所有目的地。每个数据包括传送数据包到每个在网上的目的地的路径和距离/或时间在那个路径上来传输(我们叫这个为“成本”)。这个在那个算法中的度量公式是跳跃的次数，等待时间，流出数据包的数量，等等。 在距离向量路由算法中，相邻路由器之间周期性地相互交换各自的路由表备份。当网络拓扑结构发生变化时，路由器之间也将及时地相互通知有关变更信息。
相邻路由器B发送请求报文，路由器B的RIP收到请求报文后，响应请求，回发包含本地路由表信息的响应报文。路由器A的RIP收到响应报文后，修改本地路由表的信息，同时以触发修改的形式向相邻路由器B广播本地路由修改信息。路由器B收到触发修改报文后，又向其各自的相邻路由器发送触发修改报文。在一连串触发修改广播后，各路由器的路由都得到修改并保持最新信息。同时，RIP每30秒向相邻路由器广播本地路由表，各相邻路由器的RIP在收到路由报文后，对本地路由进行的维护，在众多路由中选择一条最佳路由并向各自的相邻网广播路由修改信息，使路由达到全局的有效。运行RIP协议的路由器并不是把每一条新的路由信息都添加到自己的路由表中。而是根据Bellman-ford算法的最佳度量的计算公式获得D(i,j)，并根据D(i,j)的结果，更新路由条目： （1）如果路由条目是新的，则接受路由器将把该条目加入路由表中； （2）如果此路由已存在于路由表，但新的路由条目具有不同的来源，并且该条目具有更低的跳数，则路由表将用新的条目替换已存在的条目； （3）如果此路由已存在于路由表中，并且两个条目的来源相同，则路由表将用新的条目替换已存在的条目，尽管两者的度量值一样。 五稳定性---RIP 协议每30秒向相邻路由器发送一次路由更新信息，同时监听来自网络中的其它相邻路由器的路由信息，从而实现对本地路由表的动态维护，以确保IP层发送报文时选择正确的路由。 在实际系统中，我们可以将无穷大设置为网络的最大跳数加1。但是当采用时延作为距离的长度时，将很难定义一个合适的时延上界。该时延的上界应足够大，以避免将长时延的路径认为是故障的链路 六公平性---它对好消息的反应迅速，但对坏消息却反应迟钝 1)、协议中规定，一条有效的路由信息的度量（metric）不能超过15，这就使得该协议不能应用于很大型的网络，应该说正是由于设计者考虑到该协议只适合于小型网络所以才进行了这一限制。对于metric为16的目标网络来说，即认为其不可到达。 2)、该路由协议应用到实际中时，很容易出现“计数到无穷大”的现象，这使得路由收敛很慢，在网络拓扑结构变化以后需要很长时间路由信息才能稳定下来。 3)、该协议以跳数，即报文经过的路由器个数为衡量标准，并以此来选择路由，这一措施欠合理性，因为没有考虑网络延时、可靠性、线路负荷等因素对传输质量和速度的影响。
全程图解交换机与路由器组网 说到交换机和路由器有的则根本搞不清楚它们各自到底有什么用，而有的则是弄不清它们之间的到底有什么区别，特别是在各媒体大肆宣扬三层交换机的“路由”功能的背景下。其实说到这里，我自己也不得不承认，现在交换机与路由器区别是越来越模糊了，它们之间的功能也开始相互渗透。 不仅三层交换机具有了部分原来独属于路由器的“路由”功能，而且现在宽带和高端企业级路由器中也开始兼备交换机的“交换”功能了。可谓是相互渗透，于是有人就预言，将来交换机和路由器很可能会合二为一，笔者也坚信这一点。 因为现在从技术上看，实现这一目标根本没有太大难度，同时对用户来说也是迫切需求的。一方面可以简化网络结构，另一方面用户不必购买两种价格那么昂贵的设备，何乐而不为呢?但就目前来说，它们之间还是存在着较大区别的，当然这不仅体现在技术理论上，更主要体现在应用上。本文就要全面向大家解读交换机与路由器在应用的主要区别。 一、交换机的星形集中连接 我们知道，交换机的最基本功能和应用就是集中连接网络设备，所有的网络设备(如服务器、工作站、PC机、笔记本电脑、路由器、防火墙、网络打印机等)，只要交换机的端口支持相应设备的端口类型都可以直接连接在交换机的端口，共同构成星形网络。基本网络结构如图1所示。在星形连接中，交换机的各端口连接设备都彼此平等，可以相互访问(除非做了限制)，而不是像许多刚涉入网管行列的朋友那样，认为连接在交换机的服务器是最高级的。 二、交换机的级联与堆栈
拓扑图 上图所示的仅是一个最基本的星形以太网架构，实际的星形企业网络比这可能要复杂许多。这复杂性不仅表现在网络设备如何高档，配置如何复杂，更重要的是表现在网络交换层次比较复杂。企业网络中的路由器和防火墙通常只需配备一个，但交换机通常不会只是一个(除了只有20个用户左右的小型网络)。如果用户数比较多，如上百个，甚至上千个，就必须依靠交换机的级联或者堆栈扩展连接了。但级联技术和堆栈技术也有所不同，它们的应用范围也不同。 交换机级联就是交换机与交换机之间通过交换端口进行扩展，这样一方面解决了单一交换机端口数不足的问题，另一方面也解决离机房较远距离的客户端和网络设备的连接。因为单段交换双绞以太网电缆可达到了100米，每级联一个交换机就可扩展100米的距离。但这也不是说可以任意级联，因为线路过长，一方面信号在线路上的衰减也较多，另一方面，毕竟下级交换机还是共享上级交换机的一个端口可用带宽，层次越多，最终的客户端可用带宽也就越低(尽管你可能用的是百兆交换机)，这样对网络的连接性能影响非常大，所以从实角度来看，建议最多部署三级交换机，那就是核心交换机-二级交换机-三级交换机。 这里的三级并不是说只能允许最多三台交换机，而是从层次上讲只能三个层次。连接在同一交换机上不同端口的交换机都属于同一层次，所以每个层次又能允许几个，甚至几十个交换机级联。层级联所用端口可以是专门的UpLink端口，也可以是普通的交换端口。有些交换机配有专门的级联(UpLink)端口，但有些却没有。如果有专门的级联端口，则最
集中式空调系统的设计过程简介 集中式空调系统又称中央空调，所有空气处理设备（风机、过滤器、加热器、冷却器、加湿器、减湿器和制冷机组等）都集中在空调机房内，由冷水机组、热泵、冷、热水循环系统、冷却水循环系统（风冷冷水机组无需该系统）、以及末端空气处理设备，如空气处理机组、风机盘管等组成。空气处理后，由风管送到各空调房里。这种空调系统热源和冷源也是集中的。它处理空气量大，运行可靠，便于管理和维修，但机房占地面积大。 集中式空调系统设计步骤 1 确定设计对象——建筑物 2 根据设计对象所处地区，确定室外空气冬、夏设计参数 3 根据设计对象的使用功能，确定室内空气冬、夏设计参数 4 确定设计对象的建筑热工参数、在室人员数量、灯光负荷、设备负荷、工作时间段等 5 计算设计对象在最不利条件下的空调热、湿负荷 6 根据计算的空调热、湿负荷以及送风温差确定冬、夏送风状态和送风量 7 根据设计对象的工作环境要求，计算确定最小新风量 8 确定空调系统方式 9 结合i-d图的分析, (第一章)根据各空调设备处理空气的特点 10 确定空调系统的空气处理方案以及空气处理设备的容量 11 根据空气处理设备的容量及送风量进行空调设备选型设计计算 12 进行气流组织设计，根据送、回风量，确定送、回风口型式 13 布置空调风管道，进行风道系统设计计算，确定管径、阻力等 布置空调水管道，进行水管路的水力计算，确定管径、阻力等
14 确定风机和水泵的流量、风压（扬程）及型号 15 根据空气处理设备的容量确定冷源（制冷机）或热源（锅炉）的容量及型号集中式空调系统设计流程 水冷冷水机空调系统 主要设备有：螺杆机组，冷却塔，末端装置（空气处理机组、风机盘管等），冷冻水泵，冷却水泵，补水泵，电子水处理仪或全自动软化水处理装置，水过滤器，膨胀水箱，择制冷主机。 一、制冷主机的选择 1.根据建筑的空调面积和房间功能进行空调冷负荷计算 2.统计建筑空调总冷负荷 3.大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑的同时使用率为70~80%，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。 4.制冷机冷负荷为建筑空调总冷负荷与同时使用率的乘积。根据计算的制冷机冷负荷既可选建筑物冷负荷估算指标 二、水泵的选择 第一步：水泵流量的确定 1.冷却水流量：一般按照产品样本提供数值选取， 2.冷冻水流量：在没有考虑同时使用率的情况下选定的机组，可根据产品样本提供的数值选用 第二步：水系统水管管径的计算 流速的确定：一般，当管径在DN100到DN250之间时，流速推荐值为1.5m/s 左右,当管径小于DN100时,推荐流速应小于1.0m/s,管径大于DN250时，流速
随着宽带接入的普及，很多家庭和小企业都组建了局域网来共享宽带接入。而且随着局域网规模的扩大，很多地方都涉及到2台或以上路由器的应用。当一个局域网内存在2台以上的路由器时，由于其下主机互访的需求，往往需要设置路由。由于网络规模较小且不经常变动，所以静态路由是最合适的选择。 本文作为一篇初级入门类文章，会以几个简单实例讲解静态路由，并在最后讲解一点关于路由汇总（归纳）的知识。由于这类家庭和小型办公局域网所采用的一般都是中低档宽带路由器，所以这篇文章就以最简单的宽带路由器为例。（其实无论在什么档次的路由器上，除了配置方式和命令不同，其配置静态路由的原理是不会有差别的。）常见的1WAN口、4LAN口宽带路由器可以看作是一个最简单的双以太口路由器＋一个4口小交换机，其WAN口接外网，LAN口接内网以做区分。 路由就是把信息从源传输到目的地的行为。形象一点来说，信息包好比是一个要去某地点的人，路由就是这个人选择路径的过程。而路由表就像一张地图，标记着各种路线，信息包就依靠路由表中的路线指引来到达目的地，路由条目就好像是路标。在大多数宽带路由器中，未配置静态路由的情况下，内部就存在一条默认路由，这条路由将LAN口下所有目的地不在自己局域网之内的信息包转发到WAN口的网关去。宽带路由器只需要进行简单的WAN口参数的配置，内网的主机就能访问外网，就是这条路由在起作用。本文将分两个部分，第一部分讲解静态路由的设置应用，第二部分讲解关于路由归纳的方法和作用。 下面就以地瓜这个网络初学者遇到的几个典型应用为例，让高手大虾来说明一下什么情况需要设置静态路由，静态路由条目的组成，以及静态路由的具体作用。 例一：最简单的串连式双路由器型环境 这种情况多出现于中小企业在原有的路由器共享Internet的网络中，由于扩展的需要，再接入一台路由器以连接另一个新加入的网段。而家庭中也很可能出现这种情况，如用一台宽带路由器共享宽带后，又加入了一台无线路由器满足无线客户端的接入。 地瓜：公司里原有一个局域网LAN 1，靠一台路由器共享Internet，现在又在其中添加了一台路由器，下挂另一个网段LAN 2的主机。经过简单设置后，发现所有主机共享Internet没有问题，但是LAN 1的主机无法与LAN 2的主机通信，而LAN 2的主机却能Ping通LAN 1下的主机。这是怎么回事？ 大虾：这是因为路由器隔绝广播，划分了广播域，此时LAN 1和LAN 2的主机位于两个不同的网段中，中间被新加入的路由器隔离了。所以此时LAN 1下的主机不能“看”到LAN 1里的主机，只能将信息包先发送到默认网关，而此时的网关没有设置到LAN 2的路由，无法做有效的转发。这种情况下，必须要设置静态路由条目。此种网络环境的拓扑示意如下： （注：图中省略了可能存在的交换层设备） 如图一所示，LAN 1为192.168.0.0这个标准C类网段，路由器R1为原有路由器，它的WAN口接入宽带，LAN口（IP为192.168.0.1）挂着192.168.0.0网段（子网掩码255.255.255.0的C类网）主机和路由器R2（新添加）的WAN口（IP为192.168.0.100）。R2的LAN口（IP为192.168.1.1）下挂着新加入的LAN 2这个192.168.1.0的C类不同网段的主机。
一、路由器简介 (1).基本概念 路由器是工作在网络层上，可以连接不同类型的网络，能够选择数据传送路径并对数据进行转发的网络设备。路由器工作的目的就是选择最佳路径，把数据传递到目的地。 (2).路由表 路由器在接收到数据时，要对其传输路径进行选择。为了实现这一目标，路由器需要维护一个称为“路由表”的数据结构。概括来讲，路由表就是包含若干条目、供路由器选路时查询数据包传输路径的表项。 (3).选路策略和选路机制 一般来说，路由器要实现数据转发的功能，至少需要完成两方面的工作： a)根据数据包的目的地址和网络的拓扑结构选择一条最佳路径，把对应不同目的地址的最 佳路径存放在路由表中（找最佳路径的过程就相当于更新路由表的过程）； b)搜索路由表，决定向哪个接口转发数据，并执行相应的操作。 在上面的两方面工作中，前者是选路策略（Routing policy, 也称为路由选择策略）问题，而后者是选路机制（Routing mechanism, 也称为路由选择机制）问题。 选路策略的实质就是如何确定数据传送的最佳路径，它是通过建立并维护路由表开实现的。选路策略的不同，从本质上讲就是建立和维护路由表的方式不同；选路机制实际上就是如何查找路由表，并根据查表的结果把数据转发出去。 (4).自治系统和路由域 由于Internet规模太大，分布范围太广，所以所有路由器的路由表中对应每一个目的网络都有一个条目是不可能的，同样，也不可能采用一个全局的路由算法或协议。因此，Internet 将整个网络划分为若干个相对自治的局部系统，即自治系统（Autonomous System, AS）。自治系统可以定义为同一机构下管理的路由器和网络的集合。 世界各地的自治系统都通过自己的边界路由器连接到Internet的核心网上。一般来说，一个自治系统可以配置一个或多个边界路由器，自治系统内部的路由器或者网络通过边界路由器与其他自治系统或者Internet核心网进行通信。
主机路由表介绍 在windows中，保存着一张路由表。这张路由表根据实际情况的不同而不同。它是保证本机能上网不可缺少的一项。在windows的命令提示符下输入：route print ，可查看当前路由表信息。 (假设本机IP：网关： 解释： 第一条： 1
缺省路由：意思就是说，当一个数据包的目的网段不在你的路由记录中，那么，你的主机该把那个数据包发送到那里！缺省路由的网关是由你的连接上的default gateway决定的。 该路由记录的意思是：当我接收到一个数据包的目的网段不在我的路由记录中，我会将该数据包通过这个接口发送到这个地址，这个地址是下一个路由器的一个接口，这样这个数据包就可以交付给下一个路由器处理，与我无关。该路由记录的路由代价 20。 第二条： 本地环路：这个网段内所有地址都指向自己机器，如果收到这样一个数据，应该发向哪里该路由记录的路由代价 1 第三条： 直联网段的路由记录：当主机发往直联网段的数据包时该如何处理，这种情况，路由记录的interface和gateway是同一个。当我接收到一个数据包的目的网段是时，我会将该数据包通过这个接口直接发送出去，因为这个端口直接连接着这个网段，该 2
路由记录的路由代价 20 第四条： 本地主机路由：当主机发送给自己的数据包时将如何处理 当我接收到一个数据包的目的网段是时，我会将该数据包收下，因为这个数据包时发送给我自己的，该路由记录的路由代价 20第五条： 本地广播路由：当主机发送给直联网段的广播时如何处理 当我发送到广播数据包的目的网段是时，我会将该数据从接口以广播的形势发送出去，该路由记录的路由代价 20 第六条： 3
一、集中式网络管理和分布式网络管理的区别及优缺点 集中式网络管理模式是在网络系统中设置专门的网络管理节点。管理软件和管理功能主要集中在网络管理节点上，网络管理节点与被管理节点是主从关系。 优点：便于集中管理 缺点： 1）管理信息集中汇总到管理节点上，信息流拥挤 2）管理节点发生故障会影响全网的工作 分布式网络管理模式是将地理上分布的网络管理客户机与一组网络管理服务器交互作用，共同完成网络管理的功能。 优点： 1）可以实现分部门管理：即限制每个哭户籍只能访问和管理本部门的部分网络资源，而由一个中心管理站实施全局管理。 2）中心管理站还能对客户机发送指令，实现更高级的管理 3）灵活性和可伸缩性 缺点：不利于集中管理 所以说采取集中式与分布式相结合的管理模式是网络管理的基本方向 二、集中式、分布式、协作式数据处理的区别 1）集中式数据处理
集中式计算机网络由一个大型的中央系统，其终端是客户机，数据全部存储在中央系统，由数据库管理系统进行管理，所有的处理都由该大型系统完成，终端只是用来输入和输出。终端自己不作任何处理，所有任务都在主机上进行处理。 集中式数据存储的主要特点是能把所有数据保存在一个地方，各地办公室的远程终端通过电缆同中央计算机（主机）相联，保证了每个终端使用的都是同一信息。备份数据容易，因为他们都存储在服务器上，而服务器是唯一需要备份的系统。这还意味这服务器是唯一需要安全保护的系统，终端没有任何数据。银行的自动提款机（ATM）采用的就是集中式计算机网络。另外所有的事务都在主机上进行处理，终端也不需要软驱，所以网络感染病毒的可能性很低。这种类型的网络总费用比较低，因为主机拥有大量存储空间、功能强大的系统，而使终端可以使用功能简单而便宜的微机和其他终端设备。 这类网络不利的一面是来自所有终端的计算都由主机完成，这类网络处理速度可能有些慢。另外，如果用户有各种不同的需要，在集中式计算机网络上满足这些需要可能是十分困难的，因为每个用户的应用程序和资源都必须单独设置，而让这些应用程序和资源都在同一台集中式计算机上操作，使得系统效率不高。还有，因为所有用户都必须连接到一台中央计算机，集中连接可能成为集中式网络的一个大问题。由于这些限制，如今的大多数网络都采用了分布式和协作式网络计算模型。 2）分布式数据处理 由于个人计算机的性能得到极大的提高及其使用的普及，使处理能力分布到网络上的所有计算机成为可能。分布式计算是和集中式计算相对立的概念，分