路由器的作用與特點(diǎn)

路由器的作用

????作為網(wǎng)絡(luò)互連的一種關(guān)鍵設(shè)備，路由器是伴隨著Internet和網(wǎng)絡(luò)行業(yè)發(fā)展起來的。正如其名字的寓意一樣，這種設(shè)備最重要的功能是在網(wǎng)絡(luò)中對(duì)IP報(bào)文尋找一條合適的路徑進(jìn)行“路由”，也就是向合適的方向轉(zhuǎn)發(fā)。它的實(shí)質(zhì)是完成了TCP/IP協(xié)議族中IP層提供的無(wú)連接、盡力而為的數(shù)據(jù)報(bào)傳送服務(wù)。

????在上圖中，PCA和PCB分別處于兩個(gè)網(wǎng)段當(dāng)中，因此，PCA和PCB的通信必須依靠路由器這類網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)設(shè)備來進(jìn)行。先來考察PCA向PCB發(fā)送報(bào)文時(shí)，沿途經(jīng)過的路由器的作用。

????首先，PCA會(huì)對(duì)IP報(bào)文的目的地址進(jìn)行判斷，對(duì)需要到達(dá)其他網(wǎng)段的報(bào)文，一律交給其默認(rèn)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，在本例中PCA的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)備為RTA。RTA為了完成轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，會(huì)檢查IP報(bào)文的目的地址，找到與自身維護(hù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)信息相匹配的項(xiàng)目，從而知道應(yīng)該將報(bào)文從哪個(gè)接口轉(zhuǎn)發(fā)給哪個(gè)下一跳路由器。在這個(gè)例子中，假設(shè)RTA通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)將報(bào)文發(fā)送給了RTB。類似地，RTB經(jīng)過路由查找將報(bào)文發(fā)送給RTE。因?yàn)镽TE通過IP報(bào)文的目的地址判斷PCB處于其直連網(wǎng)絡(luò)上，所以講報(bào)文直接發(fā)送給PCB。（以上是對(duì)路由器進(jìn)行IP報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)過程和原理的大致描述，在后續(xù)的模塊中，我們還將進(jìn)一步學(xué)習(xí)路由信息和轉(zhuǎn)發(fā)過程的細(xì)節(jié)。）

????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(duì)于RTD來講，它的一側(cè)使用時(shí)分復(fù)用的串行鏈路，而另外一側(cè)使用共享介質(zhì)同時(shí)與RTE和PCB連接。因此，路由器的第二個(gè)重要作用就是用來連接“異質(zhì)”的網(wǎng)絡(luò)。

? ?最后，路由器進(jìn)行報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)依賴自身所擁有的路由轉(zhuǎn)發(fā)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(dòng)地進(jìn)行路由信息的交換，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)變化和拓展的要求，因此，路由器的另一個(gè)重要作用是交互路由等控制信息并進(jìn)行最優(yōu)路徑的計(jì)算。

了解了路由器的作用，對(duì)路由器的特點(diǎn)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(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)一些管理功能，比如路由器本身也可以作為FTP的服務(wù)器端，因此路由器也要實(shí)現(xiàn)傳輸層和應(yīng)用層的某些功能。但從作為互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的角度講，***層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的功能是路由器的基本特點(diǎn)。

• ?路由器的接口類型比較豐富，因此可以用來連接不同介質(zhì)的“異質(zhì)”網(wǎng)絡(luò)。比較第一個(gè)特點(diǎn)，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(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)。

• 如在上面的例子看到，路由器要依靠路由轉(zhuǎn)發(fā)信息對(duì)IP報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。這是IP層也是路由器的核心功能。

• 為了形成路由表和轉(zhuǎn)發(fā)表，路由器要交互路由等協(xié)議控制信息。

交換機(jī)的作用和特點(diǎn)

交換機(jī)的作用

????如上圖所示，PCA、PCB、PCC、PCD和交換機(jī)SWA、SWB處于同一個(gè)局域網(wǎng)中，因此，SWA和SWB的核心作用是利用橋接和交互將局域網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展。

????從數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制上看，交換機(jī)與路由器的作用也有不同。假設(shè)PCB要和PCC進(jìn)行通信，由于兩者處于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，PCB首先要根據(jù)PCC的二層地址（即MAC地址）信息，將信息封裝成以太網(wǎng)幀，并通過自身的網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)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(zhuǎn)發(fā)報(bào)文。SWA在MAC地址表中查找與報(bào)文目的MAC地址匹配的表項(xiàng)，從而知道應(yīng)該將報(bào)文從與SWB相連的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去；如果沒有匹配的項(xiàng)目，報(bào)文將廣播到除收到報(bào)文的入端口處的所有其他端口。SWB也會(huì)執(zhí)行同樣的操作，直到把報(bào)文交給PCC。

????不難發(fā)現(xiàn)，在整個(gè)發(fā)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(jī)的特點(diǎn)

至此，從交換機(jī)的作用和轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文過程看，我們可以將傳統(tǒng)以太網(wǎng)交換機(jī)的特點(diǎn)歸納如下：

• 它主要工作在OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層，不依靠三層地址和路由信息。

• 傳統(tǒng)交換機(jī)提供以太局域網(wǎng)的橋接和交互，而不必連接不同種類的網(wǎng)絡(luò)。

• 交換機(jī)上的數(shù)據(jù)交互依靠MAC地址映射表，這個(gè)表是交換機(jī)自行學(xué)習(xí)到的，而不需要相互交互目的地的位置信息。

交換機(jī)和路由器的發(fā)展趨勢(shì)

• 路由和交換的融合

• 多業(yè)務(wù)功能的融合

  
  

  
  

????路由器和交換機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)體現(xiàn)在兩個(gè)融合上

????首先，路由器和交換機(jī)在功能上逐漸走向融合。路由主要體現(xiàn)在第三層（IP）互聯(lián)的功能，而交換特指以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層的交換。現(xiàn)在，越來越多的路由器開始提供二層以太網(wǎng)交換模塊與功能；交換機(jī)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(jī)依然是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主要和關(guān)鍵的設(shè)備，交換和路由的融合擴(kuò)展了這兩種設(shè)備的應(yīng)用范圍，增加了設(shè)備使用的靈活性。

????其次是多業(yè)務(wù)功能的融合。在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)下，安全、語(yǔ)音、無(wú)線等業(yè)務(wù)功能逐步被集成到路由器和交換機(jī)中。使得傳統(tǒng)的路由交換設(shè)備不僅僅完成網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能，還可以提高一定的增值業(yè)務(wù)功能。同時(shí)，這方面的特征還體現(xiàn)在設(shè)備廠商開放一定的接口，以促成廠商間在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)一定程度的集成。

????路由器和交換機(jī)有多種分類方法。比如，傳統(tǒng)上根據(jù)設(shè)備的功能和性能分為高端、中端和低端路由器或交換機(jī)。也可以根據(jù)設(shè)備所在的網(wǎng)絡(luò)位置，分為核心、匯聚、接入路由器或交換機(jī)。另外，其他的一些分類和命名方法——如多業(yè)務(wù)路由器或交換機(jī)——?jiǎng)t從另一個(gè)角度展示了路由器和交換機(jī)的用途和發(fā)展趨勢(shì)。

H3C路由器和交換機(jī)介紹

H3C系列路由器

????對(duì)于大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)處理器（NP）硬件轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)和Crossbar無(wú)阻塞交換技術(shù)，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(gè)業(yè)務(wù)板插槽，可支持萬(wàn)兆（10G）業(yè)務(wù)板。SR8800同時(shí)融合了以太網(wǎng)交換機(jī)的特性，提供了常用二層功能，是典型的路由交換一體化設(shè)備。

????MSR(Multiple Services Router)多業(yè)務(wù)開放路由器是H3C專門面向行業(yè)分支機(jī)構(gòu)和大中型企業(yè)而推出的新一代網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。包括MSR50、MSR30和MSR20等系列。MSR路由器在硬件設(shè)計(jì)上充分地考慮了業(yè)務(wù)綜合集成的需要，采用了N-Bus多總線設(shè)計(jì)方案，也即語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、交換、安全四大業(yè)務(wù)分別經(jīng)由不同的總線，由專門的協(xié)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(gè)顯著的特點(diǎn)是采用了OAA(Open Application Architecture)開放應(yīng)用體系架構(gòu)，產(chǎn)品提供了一個(gè)公開軟硬件接口及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的開放平臺(tái)，任何廠商與合作伙伴均可以基于此平臺(tái)開發(fā)更為深層智能的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(wǎng)絡(luò)的匯聚或接入路由器以及小型網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)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(guān)等部件。前面板還配置了系統(tǒng)指示燈、電源指示燈、CF卡指示燈、以輔助用戶對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)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(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。

????MSR30系列路由器提供對(duì)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(gè)接口模塊的大小、接口類型和數(shù)目也各不相同，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活配置。

H3C交換機(jī)系列

????H3C的S9500核心路由交換機(jī)，提供大容量、高性能的L2/L3轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，以及集成的安全特性。H3C高端交換機(jī)還包括S7500及S7500E系列。

????H3C中低端交換機(jī)系列產(chǎn)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(jī)。其他交換機(jī)均同時(shí)提供三層功能。

????本課程選用的S3610交換機(jī)系列產(chǎn)品是H3C基于全新軟硬件平臺(tái)開發(fā)的支持IPv4/IPv6雙棧的路由交換設(shè)備。根據(jù)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(jī)示例

????上圖所示為H3C S3610系列交換機(jī)。與路由器類似，交換機(jī)也提供Console口進(jìn)行設(shè)備參數(shù)的配置。

????根據(jù)交換機(jī)提供的以太網(wǎng)端口數(shù)目、接口類型不同，可以對(duì)各型號(hào)交換機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的命名。如S3610-28TP交換機(jī)提供了24個(gè)10M/100M自適應(yīng)以太端口、2個(gè)10M/100M/1000M自適應(yīng)的以太端口，還提供了2個(gè)SFP類型的千兆以太端口。

H3C網(wǎng)絡(luò)設(shè)備操作系統(tǒng)Comware

Comware的作用

????H3C網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的操作系統(tǒng)的名字是Comware,它經(jīng)歷了從多產(chǎn)品平臺(tái)向統(tǒng)一平臺(tái)發(fā)展和變革的過程。Comware的含義是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備共用的核心軟件平臺(tái)。就像計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)控制PC的作用一樣，Comware負(fù)責(zé)整個(gè)硬件和軟件系統(tǒng)的正常運(yùn)行，并為用戶提供了管理設(shè)備的接口和界面。

????類似于OSI和TCP/IP協(xié)議棧的分層思想，Comware也是采用模塊化的方法構(gòu)建的。一方面，Comware對(duì)硬件驅(qū)動(dòng)和底層系統(tǒng)進(jìn)行了封裝，為上層各個(gè)模塊提供了統(tǒng)一的編程接口。另外一方面，Comware對(duì)硬件驅(qū)動(dòng)和底層系統(tǒng)進(jìn)行封裝，為上層各個(gè)模塊提供了統(tǒng)一的編程接口。另外一個(gè)方面，對(duì)于上層實(shí)現(xiàn)分為鏈路層、IP轉(zhuǎn)發(fā)、路由、安全等功能模塊，以便于協(xié)議功能的實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)展。

????最后，Comware也制定了內(nèi)部軟硬件接口標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)第三方廠商提供了開放平臺(tái)與接口。

Comware的特點(diǎn)

Comware的特點(diǎn)可以歸納如下：

• 支持IPv4和IPv6雙棧。IPv6是下一代的IP標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)，可以解決IPv4地址缺乏等相關(guān)重要問題。

• 支持多CPU，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的處理能力。

• 同時(shí)提供路由和交換功能。作為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的操作系統(tǒng)平臺(tái)，可以同時(shí)被路由器和交換機(jī)所共用。

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

• Comware采取組件化設(shè)計(jì)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。

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總結(jié)

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?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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