文档介绍：第4讲网络层协议及路由器
本讲目的:
理解网络层服务原理:
路由选择
处理系统的扩展
路由器工作原理
前沿话题: IPv6, 组播
因特网的实现实例
教科书参考
第4章
概述:
路由器组成原理
因特网的网络层协议
IP v4协议
路由选择原理
IP v6
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路由器在因特网中的地位
局域网(LAN)和拨号用户需要通过路由器接入因特网
因特网的通信子网由各种路由器互连而成
路由器是上网的“必由之路”
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路由器结构概述
路由器的两个关键功能:
运行路由算法/协议(RIP, OSPF, BGP)
交换分组于输入链路到输出链路之间
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输入端口功能
分散化的交换:
按照给出的分组信宿,使用输入端口的内存中存储的路由选择表,查找输出端口
目标: 以“线路速度”完成输入端口的处理
排队: 假如分组到达的数度快于转发到交换网络的( switch fabric)速度时
物理层:
位流级的接收
数据链路层:
.,
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输入端口上的排队
交换网络的处理速度低于所有输入端口之和-> 导致分组在输入端口的队列中排队
排头(Head-of-the-Line (HOL))阻塞: 在队列的排头上的分组挡住了其他分组的前移
由于输入缓存的溢出导致了排队延迟和数据丢失!
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三类交换网络
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内存交换(Switching Via Memory)
第一代路由器:
分组通过系统的(单个)CPU拷贝
速度受到内存带宽的限制(每个分组需2次穿越系统总线)
Input
Port
Output
Port
Memory
System Bus
现代路由器:
输入端口处理器执行查询路由表、和拷贝的功能
Cisco Catalyst 8500
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总线交换(Switching Via Bus)
分组通过一条共享的总线从输入端口的内存传递到输出端口的内存
总线竞争: 交换速率受限于总线的带宽
1 Gb/s总线, Cisco 1900: 对访问接入和企业级的路由器已经足够(但还不适应在区域或主干级线路上使用)
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通过内联网络交换(Switching Via An work)
克服了总线带宽的限制
works, 内联网络技术在发展初期是用来连接多处理器系统中的处理器
设计先进: 把分组分割成固定长度的单元, 再把这些单元送入交换网络
Cisco 12000: 通过内联网络交换速度可达若干Gb/s
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输出端口
缓存当来自交换网络的分组到达速度高于传输速率时,需要进行缓存
调度原则从队列中的分组中选择传输
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