1. 路由器属于OSI体系结构的哪一层
路由器属于OSI体系结构的第三层:网络层。
OSI体系结构,意为开放式系统互联。国际标准组织(国际标准化组织)制定了OSI模型。这个模型把网络通信的工作分为7层,分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
1至4层被认为是低层,这些层与数据移动密切相关。5至7层是高层,包含应用程序级的数据。每一层负责一项具体的工作,然后把数据传送到下一层。
(1)路由器下的网络结构扩展阅读
1、物理层(即OSI模型中的第一层也是最底层):
物理层实际上就是布线、光纤、网卡和其它用来把两台网络通信设备连接在一起的东西。甚至一个信鸽也可以被认为是一个1层设备。网络故障的排除经常涉及到1层问题。
2、数据链路层:
运行以太网等协议。网桥都在2层工作,仅关注以太网上的MAC地址。有关MAC地址、交换机或者网卡和驱动程序,就是在第2层的范畴。集线器属于第1层的领域,因为它们只是电子设备,没有2层的知识。
3、网络层:
网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点, 确保数据及时传送。如果你在谈论一个IP地址,那么你是在处理第3层的问题,这是“数据包”问题,而不是第2层的“帧”。
IP是第3层问题的一部分,此外还有一些路由协议和地址解析协议(ARP)。有关路由的一切事情都在第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。
4、信息的传输层:
第4层的数据单元也称作数据包(packets)。这个层负责获取全部信息,因此,它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。
理解第4层的另一种方法是,第4层提供端对端的通信管理。像TCP等一些协议非常善于保证通信的可靠性。有些协议并不在乎一些数据包是否丢失,UDP协议就是一个主要例子。
5、会话层:
这一层也可以称为会晤层或对话层,在会话层及以上的高层次中,数据传送的单位不再另外命名,统称为报文。会话层不参与具体的传输,它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。
6、表示层:
这一层主要解决用户信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法,转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩, 加密和解密等工作都由表示层负责。
7、应用层:
是专门用于应用程序的。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户需要以及提供网络与用户应用软件之间的接口服务。SMTP、DNS和FTP都是第7层协议。
2. 路由器结构
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。优化交换在快速交换的基础上略作改进,将缓存表的数据结构作了改变,用深度为4的256叉树代替了深度为32的2叉树或哈希表(hash),CPU的查找时间进一步缩短。这两种转发方式在中高档路由器中普遍加以应用。在骨干路由器中由于路由表条目的成倍增加,路由表或ARP表的任何变化都会引起大部分路由缓冲失效,以前的交换方式都不再适用,最新的交换方式是分布式快速交换,它在每个接口处理板上构建一个镜像(mirror)路由表和MAC地址表相结合的转发表,该表是深度为4的256叉树,但每个节点的数据部分是指向另一个称为邻接表的指针,邻接表中含有路由器成帧所需要的全部信息。这种结构使得转发表完全由路由表和ARP表来同步更新,本身不再需要额外的老化进程,克服了其它交换方式需要不断对缓存表进行老化的缺陷。
交换结构最常见的有总线型、共享内存型、Cross-bar空分结构型。总线型结构最简单,所有输入和输出接口挂在一个总线上,同一时间只有两个接口通过总线交换数据。其缺点是其交换容量受限于总线的容量以及为共享总线仲裁所带来的额外开销。在调度共享数据传输通道上必须花费一定的开销,而且总线带宽的扩展受到限制,制约了交换容量的扩张,一般在中档路由器中使用这种结构。共享内存型结构中,进来的包被存贮在共享存贮器中,所交换的仅是包的指针,这提高了交换容量,但它受限于内存的访问速度和存储器的管理效率,尽管存贮器容量每18个月能够翻一番,但存贮器的存取时间每年仅降低5%,这是共享存贮器交换开关的一个固有限制。共享内存型结构在早期的中低档路由器中普遍应用。Cross-bar空分结构相当于多条并行工作的总线,具有N×N个交叉点的交叉开关可以被认为具有2N条总线。如果一个交叉是闭合,输入总线上的数据在输出总线上可用,否则不可用。对流经它的数据不断进行开关切换,可见开关速度决定了交换容量,随着各种高速器件的不断涌现,这种结构的交换容量普遍达到几十Gbps以上,成为目前高端路由器和交换机的首选交换结构。
路由计算或处理部分主要是运行动态路由协议。接收和发送路由信息,计算出路由表,为数据包的转发提供依据。各种档次的路由器的路由表条目的大小存在很大差异,从几千条到几百万条不等,因此高端路由器的路由表的构造对路由查找速度影响很大,其路由表的数据结构常采用二叉树的形式,查找与更新的速度都比较快。
输出端口在包被发送到输出链路之前对包存贮,可以实现复杂的调度算法以支持优先等级要求。与输入端口一样,输出端口同样要能支持数据链路层的封装和解封装,以及许多较高级协议。
一般而言,路由器对一个数据包的交换要经过一系列的复杂处理,主要有以下几个方面:
1)压缩和解压缩
2)加密和解密
3)用输入/输出访问列表进行报文过滤
4)输入速率限制
5)进行网络地址翻译(NAT)
6)处理影响本报文的任何策略路由
7)应用防火墙特性对包进行检查
8)处理Web页缓冲的重定向
9)物理广播处理,如帮助性地址(ip help address)
10)利用启用的QoS机制对数据包排队
11)TTL值的处理
12)处理IP头部中的任选项
13)检查数据包的完整性
3. 路由器 网络结构
把你电脑设置成固定IP。在1网段和猫相同就行。
然后把从光猫接到路由WAN口的线插入任意LAN口就行。 然后就可以访问了。
如果把路由的自动分配地址关掉的话,更稳定。
4. 利用路由器把四台主机连在一起是什么拓扑结构
应该是树形结构吧,是从事的达到相互通信而且共享网络。
5. 路由器由哪几部分组成,简要说明一下各部分的作用
路由器的组成大致可以分成两部分:内部构件和外部构件
内部构件:
1、RAM(随机存储器)
功能:存放路由表;存放ARP告诉缓存;存放快速交换缓存;存放分组交换缓冲;存放解压后的IOS;路由器加电后,存放running配置文件;
2、NVRAM(非易失性RAM)
功能:存储路由器的startup配置文件;存储路由器的备份。
3、FLASH(快速闪存)
功能:存放IOS和微代码。
4、ROM(只读存储器)
功能:存放POST诊断所需的指令;存放mini-ios;存放ROM监控模式的代码。
5、CPU(中央处理器)
衡量路由器性能的重要指标,负责路由计算,路由选择等。
6、背板:
背板能力是一个重要参数,尤其在交换机中。
外部构件就是各种接线的接口。
(5)路由器下的网络结构扩展阅读:
路由器作用及功能
第一,网络互连:路由器支持各种局域网和广域网接口,主要用于互连局域网和广域网,实现不同网络互相通信;
第二,数据处理:提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能;
第三,网络管理:路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。
从过滤网络流量的角度来看,路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络数据链路层,从物理上划分网段的交换机不同,路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分,有的路由器仅支持单一协议,但大部分路由器可以支持多种协议的传输。
6. 给定一个路由器的路由表,怎么画出网络拓扑结构图
只有一台路由器的路由表,是无法画出拓扑图的
只能得到拓扑图的一部分
在一定条件下可以得到该路由器为中心的树形图,但是无法得到完整拓扑图
7. 采用路由器的局域网属于哪种网络拓扑结构
星型结构,
是用集线器或交换机作为网络的中央节点,网络中的每一台计算机都通过网卡连接到中央节点,计算机之间通过中央节点进行信息交换,各节点呈星状分布而得名。星型结构是目前在局域网中应用得最为普遍的一种,在企业网络中几乎都是采用这一方式。星型网络几乎是Ethernet(以太网)网络专用。这类网络目前用的最多的传输介质是双绞线,如常见的五类线、超五类双绞线等。
8. 画出由路由器和四台计算机组成的网络结构图
将LAN1 LAN2 LAN3 LAN4分别接线到电脑1234
WAN口进线为ADSL过来的,即可。
9. 路由器内部的网络结构是星形,环形还是总线网络
路由器属于总线型,
集线器属于星型,
现在基本没有环形了
10. 在OSI七层网络模型结构中路由器工作在哪一层
路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面:
(1)工作层次不同
最初的的交换机是工作在OSI/RM开放体系结构的数据链路层,也就是第二层,而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层(数据链路层),所以它的工作原理比较简单,而路由器工作在OSI的第三层(网络层),可以得到更多的协议信息,路由器可以做出更加智能的转发决策。
(2)数据转发所依据的对象不同
交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号(即IP地址)来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的,描述的是设备所在的网络,有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的,由网卡生产商来分配的,而且已经固化到了网卡中去,一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。
(3)传统的交换机只能分割冲突域,不能分割广播域;而路由器可以分割广播域
由交换机连接的网段仍属于同一个广播域,广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播,在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域,广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能,也可以分割广播域,但是各子广播域之间是不能通信交流的,它们之间的交流仍然需要路由器。
(4)路由器提供了防火墙的服务
路由器仅仅转发特定地址的数据包,不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送,从而可以防止广播风暴。
交换机一般用于LAN-WAN的连接,交换机归于网桥,是数据链路层的设备,有些交换机也可实现第三层的交换。 路由器用于WAN-WAN之间的连接,可以解决异性网络之间转发分组,作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组,然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络,并采用不同协议。相比较而言,路由器的功能较交换机要强大,但速度相对也慢,价格昂贵,第三层交换机既有交换机线速转发报文能力,又有路由器良好的控制功能,因此得以广泛应用
1》什么是路由器
路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读”懂对方的数据,从而构成一个更大的网络。
路由器有两大典型功能,即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等,一般由特定的硬件来完成;控制功能一般用软件来实现,包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。
多少年来,路由器的发展有起有伏。90年代中期,传统路由器成为制约因特网发展的瓶颈。ATM交换机取而代之,成为IP骨干网的核心,路由器变成了配角。进入90年代末期,Internet规模进一步扩大,流量每半年翻一番,ATM网又成为瓶颈,路由器东山再起,Gbps路由交换机在1997年面世后,人们又开始以Gbps路由交换机取代ATM交换机,架构以路由器为核心的骨干网。
2》路由器的原理与作用
路由器是一种典型的网络层设备。它是两个局域网之间接帧传输数据,在OSI/RM之中被称之为中介系统,完成网络层中继或第三层中继的任务。路由器负责在两个局域网的网络层间接帧传输数据,转发帧时需要改变帧中的地址。
一、原理与作用
路由器(Router)是用于连接多个逻辑上分开的网络,所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时,可通过路由器来完成。因此,路由器具有判断网络地址和选择路径的功能,它能在多网络互联环境中,建立灵活的连接,可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网,路由器只接受源 站或其他路由器的信息,属网络层的一种互联设备。它不关心各子网使用的硬件设备,但要求运行与网络层协议相一致的软件。路由器分本地路由器和远程路由器,本地路由器是用来连接网络传输介质的,如光纤、同轴电缆、双绞线;远程路由器是用来连接远程传输介质,并要求相应的设备,如电话线要配调制解调器,无线要通过无线接收机、发射机。
一般说来,异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成。
路由器主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径,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——路径表(Routing Table),供路由选择;时使用。路径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。路径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。
1.静态路径表
由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态(static)路径表,一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的,它不会随未来网络结构的改变而改变。
2.动态路径表
动态(Dynamic)路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。路由器根据路由选择协议(Routing Protocol)提供的功能,自动学习和记忆网络运行情况,在需要时自动计算数据传输的最佳路径。
二、路由器的优缺点
1.优点
适用于大规模的网络;
复杂的网络拓扑结构,负载共享和最优路径;
能更好地处理多媒体;
安全性高;
隔离不需要的通信量;
节省局域网的频宽;
减少主机负担。
2.缺点
它不支持非路由协议;
安装复杂;
价格高。
三、路由器的功能
(1)在网络间截获发送到远地网段的报文,起转发的作用。
(2)选择最合理的路由,引导通信。为了实现这一功能,路由器要按照某种路由通信协议,查找路由表,路由表中列出整个互联网络中包含的各个节点,以及节点间的路径情况和与它们相联系的传输费用。如果到特定的节点有一条以上路径,则基于预先确定的准则选择最优(最经济)的路径。由于各种网络段和其相互连接情况可能发生变化,因此路由情况的信息需要及时更新,这是由所使用的路由信息协议规定的定时更新或者按变化情况更新来完成。网络中的每个路由器按照这一规则动态地更新它所保持的路由表,以便保持有效的路由信息。
(3)路由器在转发报文的过程中,为了便于在网络间传送报文,按照预定的规则把大的数据包分解成适当大小的数据包,到达目的地后再把分解的数据包包装成原有形式。
(4)多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段,作为不同通信协议网络段通信连接的平台。
(5)路由器的主要任务是把通信引导到目的地网络,然后到达特定的节点站地址。后一个功能是通过网络地址分解完成的。例如,把网络地址部分的分配指定成网络、子网和区域的一组节点,其余的用来指明子网中的特别站。分层寻址允许路由器对有很多个节点站的网络存储寻址信息。
在广域网范围内的路由器按其转发报文的性能可以分为两种类型,即中间节点路由器和边界路由器。尽管在不断改进的各种路由协议中,对这两类路由器所使用的名称可能有很大的差别,但所发挥的作用却是一样的。
中间节点路由器在网络中传输时,提供报文的存储和转发。同时根据当前的路由表所保持的路由信息情况,选择最好的路径传送报文。由多个互连的LAN组成的公司或企业网络一侧和外界广域网相连接的路由器,就是这个企业网络的边界路由器。它从外部广域网收集向本企业网络寻址的信息,转发到企业网络中有关的网络段;另一方面集中企业网络中各个LAN段向外部广域网发送的报文,对相关的报文确定最好的传输路径。
我们通过一个例子来说明路由器工作原理。
例:工作站A需要向工作站B传送信息(并假定工作站B的IP地址为120.0.5),它们之间需要通过多个路由器的接力传递。
其工作原理如下:
(1)工作站A将工作站B的地址120.0.5连同数据信息以数据帧的形式发送给路由器1。
(2)路由器1收到工作站A的数据帧后,先从报头中取出地址120.0.5,并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路径:R1->R2->R5->B;并将数据帧发往路由器2。
(3)路由器2重复路由器1的工作,并将数据帧转发给路由器5。
(4)路由器5同样取出目的地址,发现120.0.5就在该路由器所连接的网段上,于是将该数据帧直接交给工作站B。
(5)工作站B收到工作站A的数据帧,一次通信过程宣告结束。
事实上,路由器除了上述的路由选择这一主要功能外,还具有网络流量控制功能。有的路由器仅支持单一协议,但大部分路由器可以支持多种协议的传输,即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则,要在一个路由器中完成多种协议的算法,势必会 降低路由器的性能。因此,我们以为,支持多协议的路由器性能相对较低。用户购买路由器时,需要根据自己的实际情况,选择自己需要的网络协议的路由器。
近年来出现了交换路由器产品,从本质上来说它不是什么新技术,而是为了提高通信能力,把交换机的原理组合到路由器中,使数据传输能力更快、更好。