根据“好好学习”领读群中所习得的构建心理表征学习方法,在原有思维导图记录关键词、做模拟题刻意训练的基础上,重新构建自己的教材学习心得,并关联本章的练习题。
一. 路由器工作原理
路由器工作在网络层,负责将数据分组从源端主机经最佳路径传送到目的端主机,以实现网络层及以下各层的协议转换。它包括不同逻辑子网间转发数据包、和选择最佳路径。路由器+通信链路构成了Internet主干网。路由器的名字和编号为,fastthernet-简写为f,和接口编号mod模块号/port端口号,如5/4表示第5模块第4端口。
路由器基本功能有路由选择和分组转发。路由选择是依据目的IP地址,选择算法确定从源结点到目的结点的最佳路径。路由器使用路由选择协议,建立拓扑结构图。分组交换是按照路由选择所指出的路由将数据分组从源结点转发到目的结点。
通过查询路由表来查看目的IP地址字段。如果是到达目的网络地址的下一跳路由器IP地址,则按路由表路径,分组转发下一跳,再继续转发,分组数据转发到目的端;如果目的网络与路由器的一个端口直接相连,则将数据分组直接发往目的端口;如果既没有找到下一跳,也没有目的端口,则将数据分组转发给缺省路由,继续转发再将数据分组转发到目的端;如果最终无到达目的网络的路由信息,则分组丢弃。
缺省网关是与主机在同一个子网的路由器端口的IP地址。如果目标网络没有直接显示的路由表里,就将数据分组传送给缺省网关。分组转发将源端口数据通过下一跳路由器、或缺省路由器发送到目的端口,或直接到目的端。
习题1:考查缺省网关和缺省路由
解析1:根据“缺省网关是与主机在同一个子网的路由器端口的IP地址”,则PC1和PC2的缺省网关分别是165.102.21.1和165.102.24.1,而缺省路由就是路由表中的一条记录,指明信息包的目的地不在路由表中时的路由,是一种特殊的静态路由。下一跳地址是和该路由器直接的路由器接口的地址。因此,在本题中缺省路由就是202.12.8.33。
路由器分组转发的具体实现为,A需要向B发送分组,则从A开始发送含目的主机的IP地址分组,经过缺省路由器R1,R1读取分组的目的IP地址,依据网络地址查询路由表。再确定怎样转发,R1路由表指出传输路径。再通过下一跳路由器R2及IP地址,查询地址解析协议APR表。相对应MAC地址,R1将数据分组中目的MAC改为下一跳路由器MAC。通过数据链路层将分组转发给R2,R2将数据分组转发到R3。路由表告知目的端口是Port2,R3通过ARP知道主机B的MAC。R3修改目的MAC,通过数据链路层将分组通过目的端口转发给目的主机B,完成从源端口到目的端的分组转发。
数据分组每一次转发,分组的目的MAC变化,而目的网络地址不变。
习题2:考查路由器的分组转发
解析2:因为数据分析的每一次转发,目的网络地址不变,所以封装在数据包3的目的IP地址仍然是223.54.9.2。R2将数据分组转发到R3时,MAC地址也要跟着变化,这里就变成了00d0.bcf1.ab14,也就是数据包3里的MAC。
二. 路由表基本结构
路由表记录着所有路由信息,确定数据分组的转发路径,包括目的网络地址及其对应目的端口或下一跳路由器地址和缺省路由信息。网络A对应端口E0,路由器转发数据包到E0端口。
1. 路由表实例一:CISCO12000
第1列-路由源码,说明路由表项方式,路由选择协议。
C-直连,目的网络直接与路由器端口相连。
S-静态路由
I-IGRP内部网关协议获得路由信息
O-OSPF开放最短路径优先协议
R-RIP内部网关协议
B-BGP外部网关协议
E-EGP外部网关协议
第2列-目的网络地址和掩码
第3列-目的端口或下一跳路由
如果直连,则到目的端口;如果是下一跳路由器,则到下一跳IP地址。
4-缺省路由表项,静态路由,由网管手工配置
2. 路由表实例二:第三层交换机
第1列-路由源码
第2列-路由类型,E1 OSPF外部路由类型1,E2 ospf外部路由类型2
第3列-目的网络及掩码
第4列-前值110为管理距离,后值22为权值或成本
管理距离越小,信息源可信度越高。直接连接-0,静态路由-1。
权值:路由器通过路径选择算法为网络上的路径产生的数字。权值越小,路径越佳。
带宽:链路数据能力。
时延:把数据包从信息源送到目的地所需时间。
负载:在网络资源,路由器或链路上活动数量。
可靠性:每条网络链路差错率。
跳数:数据包通过路由器的输出端口时的跳数。
滴答数:用IBM PC的时钟滴答(55ms)计数的数据链路延迟。
花费:基于带宽、线路的租赁费用。
习题3:考查第三层交换机路由表信息
21.下列Cisco第三层交换机的路由表信息中,路由表项全部正确的是
解析3:选项A的第二、三行出现了FastEthernet和GigabitEthernet,不是VLAN网络,故错误。选项B的掩码为32,不正确。选项D中第一行,管理距离是115,这是IS-IS的管理距离,而OSPF的管理距离是110。故应该选择C。
习题4:考查路由表信息
下列选项中,不会出现在Cisc0路由器路由表中的是()。
A.S 167.105.125.128[I/0]via 202.112.7.1
B.C 212.1 12.37.16 is directly connected,POS3/O
C.S*0.0.0.0(mask is 255.255.255.255)[I/0]via202.112.7.2
D.O El 20"2.120.232.0/25[110/23]via 202.112.1.131,00:03:02,FastEthemet4/1
解析4:第一列是路由源码,C表示直连,S表示静态路由,O使用OSPF协议,E-EGP外部网关协议;第二列为目的网络地址和掩码;第三列是目的端口或下一跳路由器地址;S*表示缺省路由器表项,目的地址为0.0.0.0/0。C选项为缺省路由表项,目的地址掩码应用前缀号表示为0.0.0.0/0,故C不会出现。
三. 路由器的结构
中央处理器——CPU负责实现路由协议、路径选择计算、交换路由信息、查找路由表、分发路由表和维护表格、转发数据包。CPU影响路由表查找时间、吞吐量和路由器性能。采用Motorola 68030和Orion /R4600两种处理器。
内存——保存路由器配置、操作系统、协议软件。
只读内存ROM:永久保存,开机诊断程序,引导程序、操作系统软件,完成初始化进程。
随机存储器RAM:可读可写,运行期间存储路由表、快速交换缓存、ARP缓存、数据分组缓冲区、缓冲队列、运行配置文件、执行的代码、临时数据信息。关机丢失。
非易失性随机存储器NVRAM:可读可写,存储启动配置文件或备份配置文件。容量小32~128KB,速度快。
闪存Flash:可擦写ROM,容量大。用于存储当前的操作系统映像文件和微代码。
接口——数据分组进入和离开路由器的网络连接。
局域网接口,以太网、快速以太网、千兆以太网、FDDI、ATM。
广域网接口,高速同步串行接口、异步串行接口、ISDN的PRI或BRI。
路由器配置接口,控制接口console (RJ-45),辅助接口AUX,可远程拨号配置。
习题4:考查路由器配置
解析4:路由器辅助接口AUX,可进行远程拨号配置。使用Telnet远程登录到路由器上配置,使用TFTP服务,以拷贝、修改配置文件的形式配置。通过网络管理协议SNMP修改路由器配置文件的方式。
习题5:考查配置保存命令
解析5:从NVRAM中加载配置信息为configuration memory, 保存为write memory。flash是闪存。
习题6:考查管理距离值
解析6:路由信息源RIP的管理距离值为120,IGRP的管理距离值为100,OSPF为110,Static为1,故选D。
习题7:考查内存存储器结构
解析7:非易失性随机存储器NVRAM可读可写,用于存储启动配置文件或备份配置文件,故选D。
以上,完成了路由器概述、路由表基本结构和路由器结构的知识巩固。