PLC路由器原理和ARR

　　路由器基本原理

　　要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中通信節(jié)點(diǎn)彼此之間的通信，首先必須給每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配一個(gè)唯一的IP地址。路由器應(yīng)該至少有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，分別連接LAN或者WAN子網(wǎng)上，每個(gè)端口必須具有一個(gè)唯一的IP地址，并且要求與所連接IP子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)相同。不同的端口有不同的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，對(duì)應(yīng)不同的IP子網(wǎng)，這樣各子網(wǎng)中的主機(jī)才能通過(guò)自己子網(wǎng)的IP地址把要求發(fā)出去的IP數(shù)據(jù)報(bào)送到路由器上。當(dāng)路由器收到一份IP數(shù)據(jù)報(bào)后，首先要對(duì)該報(bào)文進(jìn)行判斷，然后根據(jù)判斷的結(jié)果做進(jìn)一步的處理。如果數(shù)據(jù)報(bào)是有效或正確的，路由器就根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)的目的IP地址轉(zhuǎn)發(fā)該報(bào)文:否則就把報(bào)文丟棄。如果這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的目的IP地址與路由器直接相連的一個(gè)子網(wǎng)上，路由器會(huì)通過(guò)相應(yīng)的接口把報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到目的子網(wǎng)上去;否則會(huì)把它轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳(Hop)路由器。

　　為了完成上述的操作，每臺(tái)路由器必須維護(hù)一個(gè)路由表。把對(duì)應(yīng)不同目的地的最佳路徑存放在路由表中，這就是路由策略(Routing Policy)問(wèn)題。路由表反映網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一般一條表項(xiàng)應(yīng)該包含數(shù)據(jù)報(bào)的目的IF地址(通常是目的主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)的地址)、下一跳路由器的地址和相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口等，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化的時(shí)候，路由表也應(yīng)該做相應(yīng)的變動(dòng)。所以路由器必須能夠生成并更新路由表。

　　選路機(jī)制實(shí)際上就是如何查找路由表，通過(guò)查詢(xún)路由表來(lái)決定向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，路由器首先搜索匹配的主機(jī)地址:如果沒(méi)有，再搜索匹配的網(wǎng)絡(luò)地址:最后搜索默認(rèn)路由。一旦查到匹配的表項(xiàng)，路由器就會(huì)把數(shù)據(jù)從相應(yīng)的接口發(fā)送出去。路由器具備上述各要素后，就可以完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)了。另外，路由器不僅負(fù)責(zé)對(duì)1P包的轉(zhuǎn)發(fā)，還要負(fù)責(zé)與別的路由器進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，共同確定互聯(lián)網(wǎng)的路由選擇和路由表的更新維護(hù)。

　　發(fā)展情況及存在問(wèn)題

　　路由器體系結(jié)構(gòu)主要經(jīng)歷了4次大的變遷:

　　1) 單機(jī)集中式總線(xiàn)結(jié)構(gòu)。

　　2) 單機(jī)分布式共享總線(xiàn)結(jié)構(gòu)。

　　3) 單機(jī)分布式Crossbar結(jié)構(gòu)。

　　4) 多機(jī)互連的集群結(jié)構(gòu)

　　變遷的主線(xiàn)是這樣的:由使用通用功能器件過(guò)渡到使用專(zhuān)用器件;由系統(tǒng)的串行操作過(guò)渡到并行操作。器件的專(zhuān)用化程度越高，意味著系統(tǒng)的一些關(guān)鍵運(yùn)算可以采用獨(dú)立的物理器件來(lái)完成，提高系統(tǒng)性能。

　　另一方面，進(jìn)行并行化處理.提高系統(tǒng)的并行化度，在提高系統(tǒng)性能方面一直都有廣泛的應(yīng)用，在路由器領(lǐng)域的應(yīng)用當(dāng)然也是自然的是工作在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中的網(wǎng)絡(luò)層上的，因而它可以獲得更多的網(wǎng)絡(luò)信息，它的功能相對(duì)豐富。路由器是目前組網(wǎng)，尤其是組建廣域網(wǎng)絡(luò)或大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)時(shí)使用最多的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備之一，它具有更強(qiáng)大的異種網(wǎng)互聯(lián)的能力。路由器的基本功能如下:

　　(1) 截獲發(fā)送到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的報(bào)文，根據(jù)相應(yīng)的路由算法，選擇最合理的路由，對(duì)該報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

　　(2) 為了便于網(wǎng)絡(luò)間傳送報(bào)文，路由器可以將大的數(shù)據(jù)包分成小的數(shù)據(jù)包，每個(gè)數(shù)據(jù)包單獨(dú)選路轉(zhuǎn)發(fā)，在目的主機(jī)再將小的數(shù)據(jù)包根據(jù)其首部字段中的標(biāo)識(shí)、標(biāo)志、片偏移組裝成原始數(shù)據(jù)包的形式。

　　(3) 路由器可以連接使用不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)段路由器上的路由協(xié)議分為靜態(tài)路由協(xié)議(非自適應(yīng)協(xié)議)和動(dòng)態(tài)路由協(xié)議(自適應(yīng)協(xié)議)兩類(lèi)。在靜態(tài)路由協(xié)議下使用的路由算法土要有固定路由法、分散通信最法、洪泛法、隨機(jī)走動(dòng)法等。這類(lèi)協(xié)議的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單和開(kāi)銷(xiāo)小，但不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)通信量的變化。動(dòng)態(tài)路由策略有現(xiàn)在流行的分布式路由選擇策略(屬于這種策略的基本算法為有距離向量算法和鏈路狀態(tài)算法)、集中式的路由選抒策略和混合式的路由選擇策略。

　　值得特別提出的是作為Internet樞紐的路由器。由于Internet的規(guī)模非常大，而H構(gòu)成整個(gè)Internet的每個(gè)自治系統(tǒng)不愿意外界了解木單位所采用的選路協(xié)議及本單位內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，Internet采用的是分布式的路由選擇協(xié)議。按照路由器在整個(gè)網(wǎng)中所處的地位不同，Internet路由選擇協(xié)議分為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP(如RIP, HELLO, OSPF)和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP(如BGP-4),內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議是在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)議，外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議用來(lái)在不同自治系統(tǒng)的路由器之間交換路由信息。RIP協(xié)議是一個(gè)基于距離向量的分布式路由選擇協(xié)議，NSFNET最初用到的HELLO是基于路由的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的協(xié)議，OSPF是一種分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議，BGP基本上是一個(gè)基于距離向量協(xié)議。路由器作為Internet的核心部件， 目前正朝著速度更快、服務(wù)質(zhì)量(QoS)更好、管理更加綜合化的方向發(fā)展

　　發(fā)展背景(出因)：信道傳輸差錯(cuò)控制技術(shù)一般來(lái)說(shuō) ，降低信道傳輸誤碼率的方法大致有兩種，一是改善信道質(zhì)量，降低信道自身誤碼率:二是采取一定的差錯(cuò)控制傳輸技術(shù)來(lái)降低因信道誤碼引起的傳輸錯(cuò)誤。在實(shí)際使用中，信道質(zhì)量的改善可能不切實(shí)際，因此采用差錯(cuò)控制的方法來(lái)解決信道傳輸誤碼是一個(gè)好的選擇。

　　數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e(cuò)控制技術(shù)就是在數(shù)據(jù)碼流中人為地插入一些冗余數(shù)據(jù)，使其具有自動(dòng)檢錯(cuò)或糾錯(cuò)的能力，從而減少信息序列在傳輸過(guò)程中造成的誤碼。傳輸差錯(cuò)控制的方法大致可分為2類(lèi):利用糾錯(cuò)碼的前向糾錯(cuò)(FEC)和利用檢錯(cuò)碼的自動(dòng)重傳請(qǐng)求(ARQ)。圖是差錯(cuò)控制傳輸?shù)念?lèi)型示意圖。

　　基本定義或原理：

　　對(duì)于常用的ARQ協(xié)議來(lái)說(shuō)，可分為兩種:①發(fā)送并等待ARQ:②連續(xù)ARQ.

　　在發(fā)送并等待ARQ協(xié)議中，發(fā)送方每發(fā)送一個(gè)信息包就等待接收方對(duì)其收到的包作出確認(rèn);在連續(xù)ARQ中，發(fā)送方不是發(fā)送每個(gè)信息包后就暫停，而是接連發(fā)送一行中幾個(gè)包后才暫停。接收方檢查每個(gè)信息包并確認(rèn)信號(hào)給發(fā)送方。在一組信息包全部發(fā)送完之后，發(fā)送方再重新發(fā)送出錯(cuò)的信息包.

　　重新發(fā)送出錯(cuò)的信息包也有兩種方式:在“退回N”的連續(xù)ARQ方式中，發(fā)送方重新發(fā)送第一個(gè)出錯(cuò)的信息包及同組的所有后繼信息包:在“選擇性重傳”的連續(xù)ARQ方式中，只重新發(fā)送傳輸出錯(cuò)的信息包.盡管發(fā)送并等待ARQ協(xié)議明顯地缺乏效率，當(dāng)它的實(shí)現(xiàn)卻相對(duì)容易，消耗的系統(tǒng)資源也很少，連續(xù)ARQ協(xié)議與之相比更需要編程技巧。

　　在ARQ方案中。接收端放棄有差錯(cuò)的數(shù)據(jù)分組，并通過(guò)反饋通道〔返回通道)發(fā)出請(qǐng)求對(duì)同一數(shù)據(jù)分組的重傳。重傳一直持續(xù)到這一數(shù)據(jù)分組被成功地接收到為止山于這一過(guò)程較簡(jiǎn)單且使系統(tǒng)具有可靠性，因此在數(shù)據(jù)通信的差錯(cuò)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。不過(guò)，ARQ方案的執(zhí)行依賴(lài)于信息差錯(cuò)率和往返行程時(shí)延。

總結(jié)

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