路由器的组成部分以及每个部分的功能(无线路由器的三块构成部分)

今天给各位分享无线路由器的三块构成部分的知识,其中也会对路由器的组成部分以及每个部分的功能进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,如果有不同的见解与看法,请积极在评论区留言,现在开始进入正题!

路由器的内部是由什么组成的

1,从体系结构上看,路由器可以分为第一代单总线单CPU结构路由器、第二代单总线主从CPU结构路由器、第三代单总线对称式多CPU结构路由器;第四代多总线多CPU结构路由器、第五代共享内存式结构路由器、第六代交叉开关体系结构路由器和基于机群系统的路由器等多类。

                                          

2,路由器具有四个要素:输入端口、输出端口、交换开关、路由处理器和其他端口。输入端口是物理链路和输入包的进口处。端口通常由线卡提供,一块线卡一般支持4、8或16个端口,一个输入端口具有许多功能。第一个功能是进行数据链路层的封装和解封装。第二个功能是在转发表中查找输入包目的地址从而决定目的端口(称为路由查找),路由查找可以使用一般的硬件来实现,或者通过在每块线卡上嵌入一个微处理器来完成。第三,为了提高QoS(服务质量),端口要对收到的包分成几个预定义的服务级别。第四,端口可能需要运行诸如SLIP(串行线网际协议)和PPP(点对点协议)这样的数据链路级协议或者诸如PPTP(点对点隧道协议)这样的网络级协议。一旦路由查找完成,必须用交换开关将包送到其输出端口。如果路由器是输入端加队列的,则有几个输入端共享同一个交换开关。这样输入端口的最后一项功能是参加对公共资源(如交换开关)的仲裁协议。

3,交换开关可以使用多种不同的技术来实现。迄今为止使用最多的交换开关技术是总线、交叉开关和共享存贮器。最简单的开关使用一条总线来连接所有输入和输出端口,总线开关的缺点是其交换容量受限于总线的容量以及为共享总线仲裁所带来的额外开销。交叉开关通过开关提供多条数据通路,具有N×N个交叉点的交叉开关可以被认为具有2N条总线。如果一个交叉是闭合,输入总线上的数据在输出总线上可用,否则不可用。交叉点的闭合与打开由调度器来控制,因此,调度器限制了交换开关的速度。在共享存贮器路由器中,进来的包被存贮在共享存贮器中,所交换的仅是包的指针,这提高了交换容量,但是,开关的速度受限于存贮器的存取速度。尽管存贮器容量每18个月能够翻一番,但存贮器的存取时间每年仅降低5%,这是共享存贮器交换开关的一个固有限制。

4,输出端口在包被发送到输出链路之前对包存贮,可以实现复杂的调度算法以支持优先级等要求。与输入端口一样,输出端口同样要能支持数据链路层的封装和解封装,以及许多较高级协议。

5,路由处理器计算转发表实现路由协议,并运行对路由器进行配置和管理的软件。同时,它还处理那些目的地址不在线卡转发表中的包。

6,其他端口一般指控制端口,由于路由器本身不带有输入和终端显示设备,但它需要进行必要的配置后才能正常使用,所以一般的路由器都带有一个控制端口"Console",用来与计算机或终端设备进行连接,通过特定的软件来进行路由器的配置。所有路由器都安装了控制台端口,使用户或管理员能够利用终端与路由器进行通信,完成路由器配置。该端口提供了一个EIA/TIA-232异步串行接口,用于在本地对路由器进行配置(首次配置必须通过控制台端口进行)。

7,Console端口使用配置专用连线直接连接至计算机串口,利用终端仿真程序(如Windows下的"超级终端")进行路由器本地配置。路由器的Console端口多为RJ-45端口。,

路由器结构

输入端口是物理链路和输入包的进口处。端口通常由线卡提供,一块线卡一般支持4、8或16个端口,一个输入端口具有许多功能。第一个功能是进行数据链路层的封装和解封装。第二个功能是在转发表中查找输入包目的地址从而决定目的端口(称为路由查找),路由查找可以使用一般的硬件来实现,或者通过在每块线卡上嵌入一个微处理器来完成。第三,为了提供QoS(服务质量),端口要对收到的数据包进行业务分类,分成几个预定义的服务级别。第四,端口可能需要运行诸如SLIP(串行线网际协议)和PPP(点对点协议)这样的数据链路级协议或者诸如PPTP(点对点隧道协议)这样的网络级协议。一旦路由查找完成,必须用交换开关将包送到其输出端口。如果路由器是输入端加队列的,则有几个输入端共享同一个交换开关。这样输入端口的最后一项功能是参加对公共资源(如交换开关)的仲裁协议。普通路由器中该部分的功能完全由路由器的中央处理器来执行,制约了数据包的转发速率(每秒几千到几万个数据包)。高端路由器中普遍实现了分布式硬件处理,接口部分有强大的CPU处理器和大容量的高速缓存,使接口数据速率达到10Gbps,满足了高速骨干网络的传输要求。

路由器的转发机制对路由器的性能影响很大,常见的转发方式有:进程转发、快速转发、优化转发、分布式快速转发。进程转发将数据包从接口缓存拷贝到处理器的缓存中进行处理,先查看路由表再查看ARP表,重新封装数据包后将数据包拷贝到接口缓存中准备传送出去,两次查表和拷贝数据极大的占用CPU的处理时间,所以这是最慢的交换方式,只在低档路由器中使用。快速交换将两次查表的结果作了缓存,无需拷贝数据,所以CPU处理数据包的时间缩短了。优化交换在快速交换的基础上略作改进,将缓存表的数据结构作了改变,用深度为4的256叉树代替了深度为32的2叉树或哈希表(hash),CPU的查找时间进一步缩短。这两种转发方式在中高档路由器中普遍加以应用。在骨干路由器中由于路由表条目的成倍增加,路由表或ARP表的任何变化都会引起大部分路由缓冲失效,以前的交换方式都不再适用,最新的交换方式是分布式快速交换,它在每个接口处理板上构建一个镜像(mirror)路由表和MAC地址表相结合的转发表,该表是深度为4的256叉树,但每个节点的数据部分是指向另一个称为邻接表的指针,邻接表中含有路由器成帧所需要的全部信息。这种结构使得转发表完全由路由表和ARP表来同步更新,本身不再需要额外的老化进程,克服了其它交换方式需要不断对缓存表进行老化的缺陷。

交换结构最常见的有总线型、共享内存型、Cross-bar空分结构型。总线型结构最简单,所有输入和输出接口挂在一个总线上,同一时间只有两个接口通过总线交换数据。其缺点是其交换容量受限于总线的容量以及为共享总线仲裁所带来的额外开销。在调度共享数据传输通道上必须花费一定的开销,而且总线带宽的扩展受到限制,制约了交换容量的扩张,一般在中档路由器中使用这种结构。共享内存型结构中,进来的包被存贮在共享存贮器中,所交换的仅是包的指针,这提高了交换容量,但它受限于内存的访问速度和存储器的管理效率,尽管存贮器容量每18个月能够翻一番,但存贮器的存取时间每年仅降低5%,这是共享存贮器交换开关的一个固有限制。共享内存型结构在早期的中低档路由器中普遍应用。Cross-bar空分结构相当于多条并行工作的总线,具有N×N个交叉点的交叉开关可以被认为具有2N条总线。如果一个交叉是闭合,输入总线上的数据在输出总线上可用,否则不可用。对流经它的数据不断进行开关切换,可见开关速度决定了交换容量,随着各种高速器件的不断涌现,这种结构的交换容量普遍达到几十Gbps以上,成为目前高端路由器和交换机的首选交换结构。

路由计算或处理部分主要是运行动态路由协议。接收和发送路由信息,计算出路由表,为数据包的转发提供依据。各种档次的路由器的路由表条目的大小存在很大差异,从几千条到几百万条不等,因此高端路由器的路由表的构造对路由查找速度影响很大,其路由表的数据结构常采用二叉树的形式,查找与更新的速度都比较快。

  输出端口在包被发送到输出链路之前对包存贮,可以实现复杂的调度算法以支持优先等级要求。与输入端口一样,输出端口同样要能支持数据链路层的封装和解封装,以及许多较高级协议。

  一般而言,路由器对一个数据包的交换要经过一系列的复杂处理,主要有以下几个方面:

1)压缩和解压缩

2)加密和解密

3)用输入/输出访问列表进行报文过滤

4)输入速率限制

5)进行网络地址翻译(NAT)

6)处理影响本报文的任何策略路由

7)应用防火墙特性对包进行检查

8)处理Web页缓冲的重定向

9)物理广播处理,如帮助性地址(ip help address)

10)利用启用的QoS机制对数据包排队

11)TTL值的处理

12)处理IP头部中的任选项

13)检查数据包的完整性

路由器软件系统由几部分组成?各有什么作用?

有三部分1Bootrom 2路由器主程序3路由器的配置。

1Bootrom的任务是检测路由器的硬件状态、下载路由器软件、引导路由器主程序等

2路由器主程序引导操作系统,然后创建路由器所需的任务、信号量等,读取路由器的配置数据,配置对应的各协议模块。

3路由器的配置存储配置数据供路由主程序读取。

路由器是什么组成的

路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读”懂对方的数据,从而构成一个更大的网络。路由器由硬件和软件组成。硬件主要由中央处理器、内存、接口、控制端口等物理硬件和电路组成;软件主要由路由器的IOS操作系统组成。

今天,我们以当前普遍应用的Cisco路由器为例给大家介绍一下路由器的硬件组成及其工作情况。让大家在使用它们的同时,对它们的组成也有所了解。

中央处理器

与计算机一样,路由器也包含了一个中央处理器(CPU)。不同系列和型号的路由器,其中的CPU也不尽相同。Cisco路由器一般采用Motorola 68030和Orion/R4600两种处理器。

路由器的CPU负责路由器的配置管理和数据包的转发工作,如维护路由器所需的各种表格以及路由运算等。路由器对数据包的处理速度很大程度上取决于CPU的类型和性能。

内存

路由器采用了以下几种不同类型的内存,每种内存以不同方式协助路由器工作。

1.只读内存(ROM)

只读内存(ROM)在Cisco路由器中的功能与计算机中的ROM相似,主要用于系统初始化等功能。ROM中主要包含:

(1)系统加电自检代码(POST),用于检测路由器中各硬件部分是否完好;

(2)系统引导区代码(BootStrap),用于启动路由器并载入IOS操作系统;

(3)备份的IOS操作系统,以便在原有IOS操作系统被删除或破坏时使用。通常,这个IOS比现运行IOS的版本低一些,但却足以使路由器启动和工作。

顾名思义,ROM是只读存储器,不能修改其中存放的代码。如要进行升级,则要替换ROM芯片。

2.闪存(Flash)

闪存(Flash)是可读可写的存储器,在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。Flash中存放着当前使用中的IOS。事实上,如果Flash容量足够大,甚至可以存放多个操作系统,这在进行IOS升级时十分有用。当不知道新版IOS是否稳定时,可在升级后仍保留旧版IOS,当出现问题时可迅速退回到旧版操作系统,从而避免长时间的网路故障。

3.非易失性RAM(NVRAM)

非易失性RAM(Nonvolatile RAM)是可读可写的存储器,在系统重新启动或关机之后仍能保存数据。由于NVRAM仅用于保存启动配置文件(Startup-Config),故其容量较小,通常在路由器上只配置32KB~128KB大小的NVRAM。同时,NVRAM的速度较快,成本也比较高。

4.随机存储器(RAM)

RAM也是可读可写的存储器,但它存储的内容在系统重启或关机后将被清除。和计算机中的RAM一样,Cisco路由器中的RAM也是运行期间暂时存放操作系统和数据的存储器,让路由器能迅速访问这些信息。RAM的存取速度优于前面所提到的3种内存的存取速度。

运行期间,RAM中包含路由表项目、ARP缓冲项目、日志项目和队列中排队等待发送的分组。除此之外,还包括运行配置文件(Running-config)、正在执行的代码、IOS操作系统程序和一些临时数据信息。

路由器的类型不同,IOS代码的读取方式也不同。如Cisco 2500系列路由器只在需要时才从Flash中读入部分IOS;而Cisco 4000系列路由器整个IOS必须先全部装入RAM才能运行。因此,前者称为Flash运行设备(Run from Flash),后者称为RAM运行设备(Run from RAM)。

路由器加电启动过程:

(1)系统硬件加电自检。运行ROM中的硬件检测程序,检测各组件能否正常工作。完成硬件检测后,开始软件初始化工作。

(2)软件初始化过程。运行ROM中的BootStrap程序,进行初步引导工作。

(3)寻找并载入IOS系统文件。IOS系统文件可以存放在多处,至于到底采用哪一个IOS,是通过命令设置指定的。

(4)IOS装载完毕,系统在NVRAM中搜索保存的Startup-Config文件,进行系统的配置。如果NVRAM中存在Startup-Config文件,则将该文件调入RAM中并逐条执行。否则,系统进入Setup模式,进行路由器初始配置。

接口

所有路由器都有接口(Interface),每个接口都有自己的名字和编号。一个接口的全名称由它的类型标志与数字编号构成,编号自0开始。

对于接口固定的路由器(如Cisco 2500系列)或采用模块化接口的路由器(如Cisco 4700系列),在接口的全名称中,只采用一个数字,并根据它们在路由器的物理顺序进行编号,例如Ethernet0表示第1个以太网接口,Serial1表示第2个串口。

对于支持“在线插拔和删除”或具有动态更改物理接口配置的路由器,其接口全名称中至少包含两个数字,中间用斜杠“/”分割。其中,第1个数字代表插槽编号,第2个数字代表接口卡内的端口编号。如Cisco 3600路由器中,serial3/0代表位于3号插槽上的第1个串口。

对于支持“万用接口处理器(VIP)”的路由器,其接口编号形式为“插槽/端口适配器/端口号”,如Cisco 7500系列路由器中,Ethernet4/0/1是指4号插槽上第1个端口适配器的第2个以太网接口。

控制台端口

所有路由器都安装了控制台端口,使用户或管理员能够利用终端与路由器进行通信,完成路由器配置。该端口提供了一个EIA/TIA-232异步串行接口,用于在本地对路由器进行配置(首次配置必须通过控制台端口进行)。

路由器的型号不同,与控制台进行连接的具体接口方式也不同,有些采用DB25连接器�DB25F ,有些采用RJ45连接器。通常,较小的路由器采用RJ45连接器,而较大的路由器采用DB25连接器。

辅助端口

多数路由器均配备了一个辅助端口,它与控制台端口类似,提供了一个EIA/TIA-232异步串行接口,通常用于连接Modem以使用户或管理员对路由器进行远程管理

无线宽带路由器有哪些组成部分?

宽带路由器的一个作用是连通不同的网络并选择信息传送的线路,而另一个作用便是实现与宽带Modem之间的通讯。从概念上说,无线宽带路由器就好比是一台精简化的PC,其硬件部分包括处理器、内存、闪存等。目前市场上的无线宽带路由器一般都采用x86或者ARM7处理器。ARM7的特点是低能耗,配有高速缓存、内存管理、写缓冲和JTAG仿真器,但是其处理速度较慢,适用于用户数量较少的宽带路由器;而采用x86处理器的无线宽带路由器往往在路由速度上更胜一筹,适用于用户数量较多的场合。当然,我们在选择无线宽带路由器时没有必要对此斤斤计较,因为这仅仅涉及到大型网络的路由速度,而不会影响Internet共享的速度。

路由器由哪几部分组成,简要说明一下各部分的作用?

路由器主要由四部分组成,分别是电源接口,是用来连接电源的。然后是复位键,这个按键可以还原路由器的出厂设置。其次是交换机与路由器连接口,此接口用一条网线与家用宽带调制解调器(或者与交换机)进行连接。最后是电脑与路由器连接口,这个接口用一条网线把电脑与路由器进行连接。

扩展资料:

作用及功能

从过滤网络流量的角度来看,路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络数据链路层,从物理上划分网段的交换机不同,路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。

例如,一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段,只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包,路由器都会重新计算其校验值,并写入新的物理地址。

因此,使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是,对于那些结构复杂的网络,使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。总体上说,在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。

信息传输

有的路由器仅支持单一协议,但大部分路由器可以支持多种协议的传输,即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则,要在一个路由器中完成多种协议的算法,势必会降低路由器的性能。

路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见,选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。

为了完成这项工作,在路由器中保存着各种传输路径的相关数据--路径表(Routing Table),供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的。

静态路由表:由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态(static)路径表。

动态路由表:动态(Dynamic)路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。

路由器是一种多端口设备,它可以连接不同传输速率并运行于各种环境的局域网和广域网,也可以采用不同的协议。路由器属于O S I 模型的第三层--网络层。指导从一个网段到另一个网段的数据传输,也能指导从一种网络向另一种网络的数据传输。

第一,网络互连:路由器支持各种局域网和广域网接口,主要用于互连局域网和广域网,实现不同网络互相通信;

第二,数据处理:提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能;

第三,网络管理:路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。

参考资料来源:电脑知识-路由器