路由器的组成结构

计算机网络应用路由器的基本结构路由器是由硬件和软件两部分组成。

其中硬件部分主要由中央处理器（CPU）、内存、接口及控制台端口等物理硬件以及电路组成，如图9-11所示。

而软件则主要包括路由器的IOS操作系统构成。

图9-11 路由器基本结构图1．中央处理器（CPU）和计算机一样，路由器也包含中央处理器（CPU），如图9-12所示。

由于路由器的型号的不同，CPU也存在着差异。

CPU是路由器的处理中心，主要负责执行处理数据包所需的工作。

例如，维修路由所需的各种表项及进行路由选择等。

它的性能直接影响到路由器的硬件性能，并且对数据包的处理速度在很大程度上都要取决于CPU的类型和性能。

图9-12 路由器CPU图2．内存路由器中存在着多种内存，它们以不同的方式来协助路由器工作，主要用来存储配置文件、IOS文件和路由协议软件等内容。

路由器中主要使用以下几种类型的内存：●只读内存（ROM）只读内存主要在路由器系统初始化时使用，负责让路由器进入正常的工作状态。

ROM 中的映像文件是路由器在启动时候首先执行的部分，包含了许多代码资料。

例如，系统加电自检，用于检测路由器中各硬件部分是否完好；系统引导程序，用于启动路由器并加载IOS 操作系统；备份的IOS操作系统，用于在原有IOS操作系统被删除或破坏时使用。

ROM通常在一个或多个芯片上，焊接在路由器的主板上。

●随机存储器（RAM）RAM主要用来存储正在运行的配置文件，如路由表、ARP表和日志记录等内容，作为数据包的缓冲区。

另外，路由器中正在执行的代码、IOS操作系统程序和一些临时的数据信息也运行在RAM中。

它在任何时候都可以进行读写，但在系统关机或重新启动时数据会消失。

所以路由器中的RAM一般只作为临时的存储介质，以便路由器能迅速的访问这些信息。

●非易失性内存（NVRAM）非易失性内存是一种特殊的内存，当路由器的电源被切断时，它存储的信息不会丢失，主要用于存储系统的配置文件。

目录第1章 NE80核心路由器简介................................................................................................1-11.1 产品简介............................................................................................................................1-11.1.1 概述........................................................................................................................1-11.1.2 NE80核心路由器的硬件结构..................................................................................1-21.1.3 NE80核心路由器的软件系统..................................................................................1-31.2 NE80核心路由器的特点....................................................................................................1-51.2.1 为网络扁平化提供了很好的支持.............................................................................1-51.2.2 线速的转发性能......................................................................................................1-61.2.3 接口的多样性..........................................................................................................1-61.2.4 运营级的可用性......................................................................................................1-61.2.5 全面支持IPv4和IPv6双协议栈.............................................................................1-61.2.6 丰富的业务能力......................................................................................................1-71.2.7 完善的Diff-Serv/QoS..............................................................................................1-71.2.8 完善的安全机制......................................................................................................1-71.2.9 实用的网管系统......................................................................................................1-81.2.10 灵活的组网能力....................................................................................................1-81.3 功能特性列表.....................................................................................................................1-9插图目录图1-1 NE80板位图........................................................................................................1-2图1-2 NE80路由器软件体系结构...................................................................................1-4表格目录表1-1 功能特性列表.......................................................................................................1-9第1章 NE80核心路由器简介Quidway NetEngine80核心路由器是华为公司在基于VRP（Versatile RoutingPlatform）平台推出的一款高端路由器。

路由器有什么组成路由器可能大家都知道，但说起路由器是什么组成的，可能很多人就不太理解了，欢迎大家来到店铺，本文为大家讲解路由器有什么组成，欢迎大家阅读学习，希望能帮到你。

路由器有什么组成？了解路由器的组成，对路由器配置来说非常重要，IOS通过RAM 满足其所有的常规存储需要，NVRAM的主要作用是保存IOS在路由器启动时读入的路由器配置数据。

做好路由器配置工作要对路由器的各个方面都有很深的了解，特别是路由器的组成及各种部件的详细知识。

开始路由器配置一个路由器之前，首先应了解它的结构以及路由器配置内容。

处理器和其他计算机一样，运行着10S的路由器也包含了一个“中央处理器”(CPU)。

不同系列和型号的路由器，CPU也不尽相同。

路由器的处理器负责执行处理数据包所需的工作，比如维护路由和桥接所需的各种表格以及作出路由决定等等。

路由器处理数据包的速度在很大程度上取决于处理器的类型。

内存所有计算机都安装丁某些形式的内存。

路由器主要采用了四种类型：只读内存(ROM)。

闪存。

随机存取内存(RAM)。

非易失性RAM(NVRAM)。

在所有类型的内存中，RAM是会在路由器启动或供电间隙时丢失其内容的唯一一种内存，在下面的介绍中，我们将简单说明路由器的每种内存的主要用途。

ROM保存着路由器的引导(启动)软件。

这是路由器运行的第一个软件，负责让路由器进入正常工作状态。

有些路由器将一套完整的IOS保存在ROM中，以便在另——个IOS不能使用时。

作救急之用。

ROM通常做在一个或多个芯片上，焊接在路由器的主机板上。

闪存的主要用途是保存10S软件，维持路由器的正常工作。

若路由器安装了闪存，它便是用来引导路由器的10S软件的默认位置。

只要闪存容量足够，使可保存多个IOS映像，以提供多重启动选项。

闪存要么做在主机板的SIMM上，要么做成一张PCMCIA卡。

RAM的作用很广泛，在此不可能一一列出。

但有两样东西值得一提，即IOS 系统表与缓冲。

目录1.路由协议41.1.静态的与动态的内部路由41.2.选路信息协议（RIP）71.2.1.慢收敛问题的解决101.2.2.RIP报文格式121.2.3.RIP编址约定141.2.4.RIP报文的发送141.3.OSPF151.3.1.概述151.3.2.数据包格式161.3.3.OSPF基本算法161.3.4.OSPF路由协议的基本特征181.3.5.区域及域间路由191.3.6.OSPF协议路由器及链路状态数据包分类241.3.7.OSPF协议工作过程281.3.8.OSPF路由协议验证311.3.9.小结321.4.HELLO协议321.5.将RIP，HELLO和EGP组合起来351.6.边界网关协议第4版（BGP4）361.7.EGP401.7.1.给体系结构模型增加复杂性401.7.2.一个其本思想：额外跳411.7.3.自治系统的概念431.7.4.外部网关协议（EGP）461.7.5.EGP报文首部471.7.6.EGP邻站获取报文481.7.7.EGP邻站可达性报文501.7.8.EGP轮询请求报文511.7.9.EGP选路更新报文531.7.10.从接收者的角度来度量551.7.11.EGP的主要限制562.CISCO路由器产品介绍592.1.C ISCO2500592.2.C ISCO4500-M602.3.C ISCO7200622.4.C ISCO7513/7507653.路由器的基本配置66参数设置66网络号66IP类设置66菜单设置67欢迎文本68异步线的设置68总结69附录一路由器常用命令694.基本维护82两种状态82帮助83命令简写83跟踪错误83进入设置状态83存储退出83删除设置84一些常用命令84修改地址84修改enablesecrectpassword86 附录二常见网络故障分析及排除871路由器常用测试命令872路由器传输故障排除方法873网络常见问题891.路由协议1.1.静态的与动态的内部路由在一个自治系统内的两个路由器彼此互为内部路由器。

第四章路由器硬件结构及工作原理4.1路由器的硬件构成路由器主要由以下几个部分组成：输入/输出接口部分、包转发或交换结构部分（switching fabric）、路由计算或处理部分。

如图4-1所示。

图4-1 路由器的基本组成输入端口是物理链路和输入包的进口处。

端口通常由线卡提供，一块线卡一般支持4、8或16个端口，一个输入端口具有许多功能。

第一个功能是进行数据链路层的封装和解封装。

第二个功能是在转发表中查找输入包目的地址从而决定目的端口（称为路由查找），路由查找可以使用一般的硬件来实现，或者通过在每块线卡上嵌入一个微处理器来完成。

第三，为了提供QoS（服务质量），端口要对收到的数据包进行业务分类，分成几个预定义的服务级别。

第四，端口可能需要运行诸如SLIP（串行线网际协议）和PPP（点对点协议）这样的数据链路级协议或者诸如PPTP（点对点隧道协议）这样的网络级协议。

一旦路由查找完成，必须用交换开关将包送到其输出端口。

如果路由器是输入端加队列的，则有几个输入端共享同一个交换开关。

这样输入端口的最后一项功能是参加对公共资源（如交换开关）的仲裁协议。

普通路由器中该部分的功能完全由路由器的中央处理器来执行，制约了数据包的转发速率（每秒几千到几万个数据包）。

高端路由器中普遍实现了分布式硬件处理，接口部分有强大的CPU处理器和大容量的高速缓存，使接口数据速率达到10Gbps，满足了高速骨干网络的传输要求。

路由器的转发机制对路由器的性能影响很大，常见的转发方式有：进程转发、快速转发、优化转发、分布式快速转发。

进程转发将数据包从接口缓存拷贝到处理器的缓存中进行处理，先查看路由表再查看ARP 表，重新封装数据包后将数据包拷贝到接口缓存中准备传送出去，两次查表和拷贝数据极大的占用CPU的处理时间，所以这是最慢的交换方式，只在低档路由器中使用。

快速交换将两次查表的结果作了缓存，无需拷贝数据，所以CPU处理数据包的时间缩短了。

模块化路由器结构组成及机制设计模块化路由器是一种通过分离多个功能模块实现网络处理的路由器,具有灵活性高、可扩展性强等优点。

其主要结构和机制设计如下：1. 结构组成（1）控制平面：控制路由器的管理和配置,决定数据包如何转发并且管理路由表的更新。

（2）转发平面：负责数据包的转发,采用硬件或软件方式实现。

转发平面执行数据包的路由操作,包括查找路由表并选择最优路径。

（3）数据平面：提供一系列数据处理的功能模块,包括ACL、NAT、Firewall、VPN等,用于对转发的数据进行处理并实现不同的网络功能。

数据平面负责对数据进行分类、过滤、重组和转发。

2. 机制设计（1）分离控制平面和转发平面：路由器将控制平面和转发平面分离,将转发平面处理数据包的功能放在专门的硬件中或者使用高速软件实现,而将控制平面的功能放在普通服务器或者控制板上实现,从而更好地实现路由器的可扩展性。

（2）模块化设计：将数据平面中的功能模块通过模块化的方式实现,可以使路由器在需要增加新功能时,只需要增加新的功能模块,而不需要对整个系统进行大规模的修改。

（3）多核心CPU设计：随着网络流量的增长,现代路由器需要能够处理更多的数据包,为了提高转发平面的性能,多核心CPU的设计被广泛应用于现代路由器中。

不同的核心可以并行处理不同的数据包,提高处理速度和效率。

（4）高速缓存设计：路由器的高速缓存主要用于存储路由表等信息,从而快速进行数据包转发。

为了提高路由器的性能,需要采用高速缓存的设计,包括多级缓存、动态缓存等方式。

（5）快速路由算法：路由器采用快速路由算法,可以快速选择最优路径,提高转发效率。

常用的快速路由算法包括IP地址前缀匹配、路由缓存等。

路由表和转发表解释
路由器的结构结构可划分为两⼤部分：路由选择部分和分组转发部分
路由选择部分也叫做控制部分，其核⼼构件是路由选择处理机。

路由选择处理机的任务是根据所选定的路由协议构造出路由表，同时经常或定期地和相邻的路由器交换路由信息⽽不断地更新和维护路由表。

分组转发部分由三部分组成：交换结构、输⼊端⼝和输出端⼝。

交换结构的作⽤就是根据转发表(forwarding table)对分组进⾏处理，将某个输⼊端⼝进⼊的分组从⼀个合适的输⼊端⼝转发出去。

请注意“转发”和“路由选择”是有区别的。

“转发”即使路由器根据转发表把收到的IP数据报从路由器合适的端⼝转发出去。

“转发”仅仅涉及到⼀个路由器。

“路由选择”涉及到很多路由器，路由表是许多路由器协同⼯作的结果。

这些路由器按照复杂的路由算法，得出整个⽹络的拓扑变化情况，因⽽能够动态改变所选择的路由，并由此构造出整个的路由表。

路由表⼀般仅包含从⽬的⽹络到下⼀跳的映射
转发表是从路由表得出的。

转发表必须包含完成转发功能所必需的信息。

也就是说，在转发表的每⼀⾏必须包含从要到达的⽬的⽹络到输出端⼝和某些MAC地址信息（如下⼀跳的以太⽹地址）的映射。

将转发表和路由表⽤不同的数据结构实现会实现会带来⼀些好处，这是因为在转发分组时，转发表的结构应当是查找过程最优化，但路由表则需要对⽹络拓扑变化的计算最优化。

路由表总是⽤软件实现的，但转发表则可以⽤特殊的硬件实现。