文档介绍：网络规划与实现
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路由概念:路由就是通过互联的网络把信息从源地址传输到目的地址的活动。路由发生在0SI网络参考模型中的第三层即网络层。
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路由规定把信息包从一个地址发送到另外一个地址的路径。一条路由并不规定全部路由, 仅仅只是主机到网关的一条路径,然后再由网关把包转发到目的地主机或另外一个网关。
路由选择是指选择一条发送报文的路径,而网关是指任何能够完成路由选择功能的网络设备,用来连接不同的网络。
路由选择由IP层来完成,在一台主机上不一定需要完成路由选择的守护进程。报文距离通常用网关跨(HOP)数来表示,称作METRIC。一个报文从源地址到达目的地址的距离依赖于报文必须经过的网关跨数。一台主机到它直联网的跨数为零,如果通过一个网关就能就能到达指定的网络,则它到该网络的跨数为1,依此类推。
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路由过程
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一、Routing Process
当一个数据包进入路由器:
拆去二层帧头;
进入缓冲区;
查看目标地址(匹配路由表);
重新封装二层帧头;
转发。
二、Switching Process:
Check framing and buffer packet;查看二层帧,进行CRC校验,层三的数据和头部进入缓冲区(buffer);
Check routing table; 查路由表,从buffer中拿出目标IP和路由表进行匹配(与运算);
Re-Encapsulation layer 2 header; 重新封装二层帧头;
注:1)二层帧头包括源MAC地址和目标MAC地址。
2)此时的二层帧头的源MAC已经变为路由器出接口的地址。
Forwarding from one local interface;转发(从一个本地接口封装)
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过程交换:最初的Cisco路由器采用集中式CPU包交换,所有的包通过共享总线传到CPU,经路由表查找,CRC重算,再通过共享总线把包传到适当的线路卡上。
快速交换:到达某特定目的地址的IP包通常会引起数据包流,即假设交换过到特定目标的包之后,另一个很可能不久也会到达。通过构建最近交换目标的高速缓存,可以减少包在全路由表中查找同一目标的次数,这种“一次路由,然后交换”的方式称为快速交换,快速交换大大提高了路由器的包转发速率,因而成为Cisco路由器平台上缺省的交换机制。但有一点需要注意,IP路由表的改变必须高速缓存无效,在路由状况不断变化的环境中,路由高速缓存的优势将受到很大限制。
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自治交换:自治交换的特点是从CPU中卸载了一些交换功能。在效果上,将路由高速缓存功能从CPU移到辅助交换处理器上,线路卡上的接收包先在交换处理器中完成本地路由高速缓存目标的查找,若查找失败时才中断CPU执行路由表查找。在此,Cisco将周期性计算路由的CPU改名为路由处理器,把辅助交换处理器改名为交换处理器。Cisco 7000系列的路由器上执行自治交换,可使吞吐量等性能进一步提高。
分布式交换:随着VIP(Versatile Interface Processor,通用接口处理器)卡引入,路由器的交换体系逐渐向对等多处理器结构发展。每个VIP卡都包含RISC处理器,维护最新的由路由交换处理器产生的快速交换高速缓存的拷贝,并能独立实现路由交换的功能,高速完成两种类型的交换---本地V IP的交换和VIP之间的交换。
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CEF特快交换:CEF (Cisco's Express Forwarding)是一种高级的第三层交换技术,它主要是为高性能、高伸缩性的第三层IP骨干网交换设计的。
CEF利用邻接表提供数据包的MAC层重写所需的信息。FIB中的每一项都指向邻接表里的某个下一跳中继段。若相邻节点间能通过数据链路层实现相互转发,则这些节点被列入邻接表中。
系统一旦发现邻接关系,就将其写到邻接表