文档介绍：路由器的功能
连接WAN,如X. 25、ISDN、帧中继、ATM、卫星链路、微波、租用或拨号电话线,同步或高速链路等
连接LAN,、Token Ring、FDDI、Fast 、ATM、Gigabit 等
数据处理,包括过滤、转发、优先级、复用、加密、压缩等数据处理功能
协议转换,不同网络包括LAN与WAN间网络协议的转换,以及路由协议处理功能
管理功能,包括路由器的配置管理,容错管理(如链路自动备份)、均衡负载性能管理、防火墙安全功能和支持SNMP管理管理等功能。
路由器的结构与技术
路由协议
存储
转发
管理
三层路由协议结构
最低层(子网内部)称作“端系统到中间系统(ES-IS)路由信息交换”协议。
中间层(域内)称作“中间系统到中间系统(IS-IS)路由信息交换”协议。
最高层(域间),不同域的路由器通过更复杂的交互来发现对方,这种交互应携带大量管理、控制消息来表明域间依赖关系。
管理功能
缓冲区管理,提供通信子网的接收和发送缓冲区的管理,以及网络层报文分段和重组所需的缓冲区管理。
计时器管理,为网络层协议进程提供计时服务,包括建立、设置、删除、关闭计时器,超时指示处理。
多任务调度的服务管理,包括建立、唤醒、选择待执行的任务,挂起、删除等。
拥塞控制
路由器拥塞:当路由器连接的子网的速率不同时,会导致路由器缓存区的溢出;或当信息量增长过快超过路由器处理能力时,路由器开始丢失包,我们称之为路由器发生拥塞。
路由器拥塞的出现意味着负荷大于路由器所能处理的程度,因此增加路由器的处理能力或减少负荷都能缓解拥塞。
拥塞控制的基本方法
弃包:当缓存区满时,暂时丢弃新来的包,(重发任务由传输层完成)。其优点是简单,缺点是将导致恶性循环,如果一个路由器没有空闲缓冲区可用,它必须丢掉新到来的包。
输入缓存区限制:有选择地暂时丢弃新来的包。对来自本地网的包的数量加以限制,对远程网的包的数量则不加以限制。
反馈控制源点:拥塞时,向发来数据包的源点发送反馈信息,使其放慢该方向的数据包发送速度,它允许问题出现并设法解决。
路由器内部存储器
路由器内部存储器为路由器不同的功能应用提供不同类型的存储器,一般由以下几个部分组成:
:存放上电时诊断、启动(boot strap)、基本操作系统软件(子集);
:作为可擦除可重编程的ROM,存放操作系统镜像和微码;
:非易失性(Nonvolatile)RAM,存放路由器配置文件(备份配置文件);
:当上电后,路由器内部存储器为路由器配置文件提供临时运行存储空间,以及存放路由表(Routing table)、ARP表,作为(独享或共享的)快速交换Cache、包队列和缓存。
路由器的四种交换方式:
处理器交换
快速交换
Flow交换
处理器交换
当第一个数据包从接口模块进入路由器后,数据包被放入共享内存;路由器快速地读取包的目标网络地址,Flow交换高速缓存或快速交换缓存中都找不到这个网络地址的相应条目,数据包头被读入系统内存进行处理;路由器查找路由表找到相应的路由条目,根据这个条目的内容改写包头,并将这路由条目放入快速交换缓存;然后数据包从共享内存移到接口模块进行CRC错误检验计算后送出,这个过程就是处理器交换。
处理器交换过程开销很大,故数据包的处理速度较低。
快速交换
当紧接着的数据包进入路由器后,就无需进行处理器交换,路由器在读取包头内容后直接查找快速交换高速缓存进行匹配,数据包头直接改写后就从接口送出,这就是快速交换的过程。
快速交换过程整个过程很短,因此快速交换的速度非常高。