路由器的作用與特點

路由器的作用

????作為網絡互連的一種關鍵設備，路由器是伴隨著Internet和網絡行業發展起來的。正如其名字的寓意一樣，這種設備最重要的功能是在網絡中對IP報文尋找一條合適的路徑進行“路由”，也就是向合適的方向轉發。它的實質是完成了TCP/IP協議族中IP層提供的無連接、盡力而為的數據報傳送服務。

????在上圖中，PCA和PCB分別處于兩個網段當中，因此，PCA和PCB的通信必須依靠路由器這類網絡中轉設備來進行。先來考察PCA向PCB發送報文時，沿途經過的路由器的作用。

????首先，PCA會對IP報文的目的地址進行判斷，對需要到達其他網段的報文，一律交給其默認網關進行轉發，在本例中PCA的默認網關設備為RTA。RTA為了完成轉發任務，會檢查IP報文的目的地址，找到與自身維護的路由轉發信息相匹配的項目，從而知道應該將報文從哪個接口轉發給哪個下一跳路由器。在這個例子中，假設RTA通過路由器轉發將報文發送給了RTB。類似地，RTB經過路由查找將報文發送給RTE。因為RTE通過IP報文的目的地址判斷PCB處于其直連網絡上，所以講報文直接發送給PCB。（以上是對路由器進行IP報文轉發過程和原理的大致描述，在后續的模塊中，我們還將進一步學習路由信息和轉發過程的細節。）

????在上圖中，路由器之間的連接可以是同樣的鏈路類型，也可以是完全不同的鏈路類型。比如，對于RTD來講，它的一側使用時分復用的串行鏈路，而另外一側使用共享介質同時與RTE和PCB連接。因此，路由器的第二個重要作用就是用來連接“異質”的網絡。

? ?最后，路由器進行報文轉發依賴自身所擁有的路由轉發信息，這些信息可以手工配置，但更常見的情況是路由器之間自動地進行路由信息的交換，以適應網絡動態變化和拓展的要求，因此，路由器的另一個重要作用是交互路由等控制信息并進行最優路徑的計算。

了解了路由器的作用，對路由器的特點就比較容易理解：

• 按照ISO/OSI參考模型，路由器主要工作在物理層、數據鏈路層和網絡層。當然，為了實現一些管理功能，比如路由器本身也可以作為FTP的服務器端，因此路由器也要實現傳輸層和應用層的某些功能。但從作為互聯網設備的角度講，***層、數據鏈路層和網絡層的功能是路由器的基本特點。

• ?路由器的接口類型比較豐富，因此可以用來連接不同介質的“異質”網絡。比較第一個特點，也可以看出，路由器因此要支持較為豐富的物理層和鏈路層的協議和標準。

• 如在上面的例子看到，路由器要依靠路由轉發信息對IP報文進行轉發。這是IP層也是路由器的核心功能。

• 為了形成路由表和轉發表，路由器要交互路由等協議控制信息。

交換機的作用和特點

交換機的作用

????如上圖所示，PCA、PCB、PCC、PCD和交換機SWA、SWB處于同一個局域網中，因此，SWA和SWB的核心作用是利用橋接和交互將局域網進行擴展。

????從數據轉發機制上看，交換機與路由器的作用也有不同。假設PCB要和PCC進行通信，由于兩者處于同一個網絡，PCB首先要根據PCC的二層地址（即MAC地址）信息，將信息封裝成以太網幀，并通過自身的網絡接口發出，于是SWA將收到此幀。與路由器不同，SWA不是依靠第三層IP目的地址，而是第二層的MAC地址來決定如何轉發報文。SWA在MAC地址表中查找與報文目的MAC地址匹配的表項，從而知道應該將報文從與SWB相連的端口轉發出去；如果沒有匹配的項目，報文將廣播到除收到報文的入端口處的所有其他端口。SWB也會執行同樣的操作，直到把報文交給PCC。

????不難發現，在整個發送過程中，PCB并不需要了解SWA的存在，而SWA同樣不需要了解SWB的存在，因此這種交換過程是透明的。

交換機的特點

至此，從交換機的作用和轉發報文過程看，我們可以將傳統以太網交換機的特點歸納如下：

• 它主要工作在OSI模型的物理層、數據鏈路層，不依靠三層地址和路由信息。

• 傳統交換機提供以太局域網的橋接和交互，而不必連接不同種類的網絡。

• 交換機上的數據交互依靠MAC地址映射表，這個表是交換機自行學習到的，而不需要相互交互目的地的位置信息。

交換機和路由器的發展趨勢

• 路由和交換的融合

• 多業務功能的融合

  
  

  
  

????路由器和交換機的發展趨勢體現在兩個融合上

????首先，路由器和交換機在功能上逐漸走向融合。路由主要體現在第三層（IP）互聯的功能，而交換特指以太網數據鏈路層的交換。現在，越來越多的路由器開始提供二層以太網交換模塊與功能；交換機也不僅僅提供二層交換的基本功能，而增加了路由等三層功能。如今，路由器和交換機依然是網絡互聯主要和關鍵的設備，交換和路由的融合擴展了這兩種設備的應用范圍，增加了設備使用的靈活性。

????其次是多業務功能的融合。在網絡應用的驅動下，安全、語音、無線等業務功能逐步被集成到路由器和交換機中。使得傳統的路由交換設備不僅僅完成網絡互聯功能，還可以提高一定的增值業務功能。同時，這方面的特征還體現在設備廠商開放一定的接口，以促成廠商間在網絡設備上實現一定程度的集成。

????路由器和交換機有多種分類方法。比如，傳統上根據設備的功能和性能分為高端、中端和低端路由器或交換機。也可以根據設備所在的網絡位置，分為核心、匯聚、接入路由器或交換機。另外，其他的一些分類和命名方法——如多業務路由器或交換機——則從另一個角度展示了路由器和交換機的用途和發展趨勢。

H3C路由器和交換機介紹

H3C系列路由器

????對于大型企業網絡的核心和骨干層，H3C提供SR8800系列路由器，該系列路由器采用了分布式的高性能網絡處理器（NP）硬件轉發技術和Crossbar無阻塞交換技術，保障了高處理性能。作為核心路由器，SR8800提供雙路由交換主控板，可支持12個業務板插槽，可支持萬兆（10G）業務板。SR8800同時融合了以太網交換機的特性，提供了常用二層功能，是典型的路由交換一體化設備。

????MSR(Multiple Services Router)多業務開放路由器是H3C專門面向行業分支機構和大中型企業而推出的新一代網絡產品。包括MSR50、MSR30和MSR20等系列。MSR路由器在硬件設計上充分地考慮了業務綜合集成的需要，采用了N-Bus多總線設計方案，也即語音、數據、交換、安全四大業務分別經由不同的總線，由專門的協處理引擎并行完成處理，有利于消除總線和CPU的性能瓶頸。

????MSR路由器另外一個顯著的特點是采用了OAA(Open Application Architecture)開放應用體系架構，產品提供了一個公開軟硬件接口及標準規范的開放平臺，任何廠商與合作伙伴均可以基于此平臺開發更為深層智能的網絡應用功能。

????此外，H3C還提供AR46和AR28系列模塊化路由器，作為大型網絡的匯聚或接入路由器以及小型網絡的核心設備。

H3C路由器示例

????上圖顯示了H3C MSR30-40路由器的直觀圖。前面主要包括配置口（Console）、備份配置口（AUX）和CF開插槽以及電源開關等部件。前面板還配置了系統指示燈、電源指示燈、CF卡指示燈、以輔助用戶對系統運行狀態進行監控和判斷。

????MSR30-40是一種模塊化的路由器，如后面板所示，通過提供多種類型的接口模塊來實現多種網絡的互聯。

????MSR30系列路由器提供對通用模塊SIC（智能接口卡）和MIM(多功能接口模塊)接口卡的支持，每個接口模塊的大小、接口類型和數目也各不相同，用戶可以根據實際情況進行靈活配置。

H3C交換機系列

????H3C的S9500核心路由交換機，提供大容量、高性能的L2/L3轉發服務，以及集成的安全特性。H3C高端交換機還包括S7500及S7500E系列。

????H3C中低端交換機系列產品類型較多，包括S5600、S5510、S5500-EI/SI、S5100-EI/SI、S3610、S3600、S3100系列等等。其中S5100-EI/SI及S3100為只提供二層交換功能的交換機。其他交換機均同時提供三層功能。

????本課程選用的S3610交換機系列產品是H3C基于全新軟硬件平臺開發的支持IPv4/IPv6雙棧的路由交換設備。根據提供接口與類型的不同又分為S3610-28P、S3610-28F、S3610-28TP、S3610-52P等。

H3C交換機示例

????上圖所示為H3C S3610系列交換機。與路由器類似，交換機也提供Console口進行設備參數的配置。

????根據交換機提供的以太網端口數目、接口類型不同，可以對各型號交換機進行進一步的命名。如S3610-28TP交換機提供了24個10M/100M自適應以太端口、2個10M/100M/1000M自適應的以太端口，還提供了2個SFP類型的千兆以太端口。

H3C網絡設備操作系統Comware

Comware的作用

????H3C網絡設備的操作系統的名字是Comware,它經歷了從多產品平臺向統一平臺發展和變革的過程。Comware的含義是網絡設備共用的核心軟件平臺。就像計算機的操作系統控制PC的作用一樣，Comware負責整個硬件和軟件系統的正常運行，并為用戶提供了管理設備的接口和界面。

????類似于OSI和TCP/IP協議棧的分層思想，Comware也是采用模塊化的方法構建的。一方面，Comware對硬件驅動和底層系統進行了封裝，為上層各個模塊提供了統一的編程接口。另外一方面，Comware對硬件驅動和底層系統進行封裝，為上層各個模塊提供了統一的編程接口。另外一個方面，對于上層實現分為鏈路層、IP轉發、路由、安全等功能模塊，以便于協議功能的實現和擴展。

????最后，Comware也制定了內部軟硬件接口標準和規范，對第三方廠商提供了開放平臺與接口。

Comware的特點

Comware的特點可以歸納如下：

• 支持IPv4和IPv6雙棧。IPv6是下一代的IP標準及技術，可以解決IPv4地址缺乏等相關重要問題。

• 支持多CPU，增強網絡設備的處理能力。

• 同時提供路由和交換功能。作為網絡設備的操作系統平臺，可以同時被路由器和交換機所共用。

• Comware注重了系統的高可靠性和彈性擴展功能，提供了IRP(Internet Resilient Framework，智能彈性架構)特性。

• Comware采取組件化設計并提供開放接口，便于軟件的靈活裁剪和定制，因此具有良好的伸縮性和可移植性。

轉載于:https://blog.51cto.com/3157957/1726124

總結

以上是生活随笔為你收集整理的第七章 路由器、交换机及其操作系统介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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