路由器怎样转发数据包?路由器转发数据包进程
网络的基地是路由器， 路由器的效果即是将各个网络互相联接起来。因而，路由器需求担任纷歧样网络之间的数据包传送。网际通讯的功率取决于路由器的功用，即取决于路由器是不是能以最有用的办法转发数据包。

除了转发数据包以外，路由器还供应其它效劳。为满意如今的网络需求，路由器还用于：l 保证全天候（24x7，即每周 7 天，天天 24 小时）的效劳可用性。为了帮忙保证网络的连通性，路由器运用备用处径来防备首选途径呈现缺陷。

l 经过有线网络和无线网络供应集成的数据、视频和语音效劳。路由器运用 IP 数据包的效劳质量 （QoS） 优先排序来保证实时通讯，例如保证语音、视频和首要数据不呈现扔掉或推延。

l 经过容许或回绝数据包的转发来应对蠕虫、病毒和其它进犯带来的影响。

路由器内部构造：路由器中富含许多其它核算机中多见的硬件和软件组件，包含：l CPU（基地处理器）

l RAM（随机拜访存储器）

l ROM（只读存储器）

l 操作体系（Cisco IOS）

路由器可联接多个网络，这意味着它具有多个接口，每个接口归于纷歧样的 IP 网络。当路由器从某个接口收到 IP 数据包时，它会获取数据包的意图IP地址并和路由器的路由表进行匹配然后挑选从哪个接口转发此数据包。

路由器首要担任将数据包传送到本地和长途意图网络，其办法是：l 断定发送数据包的最好途径l 将数据包转发到意图地（路由器运用路由表来断定转发数据包的最好途径。当路由器收到数据包时，它会查看其意图 IP 地址，并在路由表中查找最匹配的网络地址。路由器常常会收到以某品种型的数据链路帧（如以太网帧）封装的数据包，当转发这种数据包时，数据包的封装取决于路由器接口的类型及其联接的介质类型。）

路由器的CPU和存储器：路由器组件及其功用路由器包含：l 基地处理器 （CPU）

C PU 施行操作体系指令，如体系初始化、路由功用和沟通功用。

l 随机拜访存储器 （RAM）

l 只读存储器 （ROM）

RAM 存储 CPU 所需施行的指令和数据。RAM 用于存储以下组件：l 操作体系：主张时，操作体系会将 Cisco IOS （Internetwork Operating System） 拷贝到 RAM 中。

l 作业装备文件：这是存储路由器 IOS 其时所用的装备指令的装备文件。除几个特破例，路由器上装备的悉数指令均存储于作业装备文件，此文件也称为 running-config. l IP 路由表：此文件存储着直连网络以及长途网络的有关信息，用于断定转发数据包的最好途径。

l ARP 缓存：此缓存包含 IPv4 地址到 MAC 地址的映射，相似于 PC 上的 ARP 缓存。ARP 缓存用在有 LAN 接口（如以太网接口）的路由器上。

l 数据包缓冲区：数据包抵达接口往后以及从接口送出之前，都会暂时存储在缓冲区中。

RAM 是易失性存储器，假定路由器断电或从头主张，RAM 中的内容就会扔掉。

ROM 是一种耐久性存储器。Cisco 设备运用 ROM 来存储：l bootstrap 指令l 根柢确诊软件l 精简版 IOS ROM 运用的是固件，即内嵌于集成电路中的软件。

闪存：闪存对错易失性核算机存储器，能够电子的办法存储和擦除。闪存用作操作体系 Cisco IOS 的耐久性存储器。假定路由器断电或从头主张，闪存中的内容不会扔掉。

NVRAM：NVRAM（非易失性 RAM）在电源封闭后不会扔掉信息。通常用于保留主张时的装备文件。

IOS（Internetwork Operating System）：IOS即是操作体系，它能够处理路由器的硬件和软件本钱，包含存储器分配、进程、安全性和文件体系。Cisco IOS 归于多使命操作体系，集成了路由、沟通、网际网络及电信等功用。当人IOS的功用越多那么IOS文件就越大。

路由器主张进程：主张进程主张进程分为四个首要时期：1. 施行 POST 2. 加载 bootstrap 程序3. 查找并加载 Cisco IOS 软件4. 查找并加载主张装备文件，或进入设置办法施行POST：即是说加电自检的进程，要对于包含 CPU、RAM 和 NVRAM 在内的几种硬件组件。POST 结束后，路由器将施行 bootstrap 程序。

加载bootstrap程序：bootstrap 程序将从 ROM 拷贝到 RAM.进入 RAM 后，CPU 会施行 bootstrap 程序中的指令。bootstrap 程序的首要使命是查找 Cisco IOS 并将其加载到 RAM.查找并加载 Cisco IOS：查找 Cisco IOS 软件。IOS 通常存储在闪存中，但也或许存储在其它方位，如 TFTP（简略文件传输协议）效劳器上。假定不能找到无缺的 IOS 映像，则会从 ROM 将精简版的 IOS 拷贝到 RAM 中。这种版其他 IOS 通常用于帮忙确诊疑问，也可用于将无缺版的 IOS 加载到 RAM.查找并加载装备文件：IOS 加载后，bootstrap 程序会查找 NVRAM 中的主张装备文件（也称为 startup-config）。此文件富含早年保留的装备指令以及参数，其间包含：l 接口地址l 路由信息l 口令l 网络处理员保留的其它装备假定主张装备文件 startup-config 坐落 NVRAM，则会将其拷贝到 RAM 作为作业装备文件 running-config.假定没有则路由器或许会查找 TFTP 效劳器。假定路由器查看到有活动链路联接到已装备路由器，则会经过活动链路发送播送，以查找装备文件。

施行装备文件：假定在 NVRAM 中找到主张装备文件，则 IOS 会将其加载到 RAM 作为 running-config，并以一次一行的办法施行文件中的指令。

进入设置办法（可选）：假定不能找到主张装备文件，路由器会提示用户进入设置办法。即是设置导游（傻瓜办法）

指令行界面：即是调试办法。

一旦闪现提示符，路由器便开端以其时的作业装备文件作业 IOS.而网络处理员也可开端运用此路由器上的 IOS 指令。

查看路由器的主张进程：运用 show version 指令能够看到一下信息：IOS版别：Cisco Internetwork Operating System Software IOS （tm） C2600 Software （C2600-I-M）， Version 12.2（28）， RELEASE SOFTWARE （fc5）

（即是 RAM 中的 Cisco IOS 软件版别，也恰是路由器所用的软件版别。）

ROM Bootstrap 程序：ROM：System Bootstrap， Version 12.1（3r）T2， RELEASE SOFTWARE （fc1）

（闪现了存储于 ROM 存储器的体系 bootstrap 软件（开端用于主张路由器）的版别。）

IOS 方位：ROM：System Bootstrap， Version 12.1（3r）T2， RELEASE SOFTWARE （fc1）

（闪现了 boostrap 程序在 Cisco IOS 中加载的方位，以及 IOS 映像的无缺文件名。）

CPU 和 RAM 巨细：cisco 2621 （MPC860） processor （revision 0x200） with 60416K/5120K bytes of memory（榜首有些闪现的是该路由器的 CPU 类型。此行的终究一有些闪现的是 DRAM 的巨细。某些系列的路由器（如 2600）运用 DRAM 中的一段作为数据包存储器。数据包存储器用于缓冲数据包。

要断定路由器上的总 DRAM 巨细，请将两个数字相加。在本例中，Cisco 2621 路由器有 60，416 KB（千字节）的可用 DRAM用于暂时存储 Cisco IOS 和其它体系进程。其他 5，120 KB 专用作数据包存储器。二者相加之和为 65，536K，即一共 64 兆字节 （MB） 的 DRAM.）

接口：2 FastEthernet/IEEE 802.3 interface（s）

2 Low-speed serial（sync/async） network interface（s）

（这一段输出闪现的是路由器上的物理接口。在本例中，Cisco 2621 路由器有两个活络以太网接口和两个低速串行接口。）

NVRAM 巨细：32K bytes of non-volatile configuration memory.（这是路由器上 NVRAM 的巨细。NVRAM 用于存储 startup-config 文件。）

闪存巨细：16384K bytes of processor board System flash （Read/Write）

（这是路由器上闪存的巨细。闪存用于耐久存储 Cisco IOS.）

装备寄存器：Configuration register is 0x2十2（终究一行闪现的是软件装备寄存器的其服装备值（十六进制格局）。假定有括在括号中的第二个值，则该值标明下次从头加载时会运用的装备寄存器值。

装备寄存器有多种用处，例如口令康复。装备寄存器的出厂默许设置是 0x2十2.此值标明路由器会从闪存加载 Cisco IOS 软件映像，从 NVRAM 加载主张装备文件。）

路由器端口：路由器处理端口：处理端口（CONSOLE）无需网络就能够装备设备、辅佐端口（AUX）也能够处理设备一同也能够联接调制解调器。

路由器接口：路由器接口首要担任接纳和转发数据包，依据接口的类型纷歧样它们的用处和介质也纷歧样。与其他设备相同Cisco运用LED指示灯供应状况信息。

接口分属纷歧样的网络，路由器接口首要分为2组：l LAN 接口 － 如以太网接口和活络以太网接口l WAN 接口 － 如串行接口、ISDN 接口和帧中继接口LAN接口：它与PC相同也有MAC地址也会参与ARP进程。路由器接口通常运用支撑非屏蔽双绞线（UTP）网线的RJ-45接口。当路由器与沟通机联接时，运用直通电缆。当两台路由器直接经过以太网接口联接，或 PC 网卡与路由器以太网接口联接时，运用穿插电缆。

WAN接口：用于联接路由器与外部网络，这些网络通常散布在距离较为悠远的本地。WAN 接口的第 2 层封装可所以纷歧样的类型，如 PPP、帧中继和 HDLC（高档数据链路操控）。MAC 地址不必在WAM接口上。WAN 接口运用自个的第 2 层地址。

路由器和网络层：路由器的首要用处是联接多个网络，并将数据包转发到自身的网络或其它网络。由于路由器的首要转发挑选是依据第 3 层 IP 数据包（即依据意图 IP 地址）做出的，因而路由器被视为第 3 层设备。作出挑选的进程称为路由。

路由器在收到数据包时会查看其意图 IP 地址。假定意图 IP 地址不归于路由器直连的任何网络，则路由器会将该数据包转发到另一路由器。

每个路由器在收到数据包后，都会查找自身的路由表，寻觅数据包意图 IP 地址与路由表中网络地址的最好匹配。假定找到匹配项，就将数据包封装到对应外发接口的第 2 层数据链路帧中。数据链路封装的类型取决于接口的类型，如以太网接口或 HDLC 接口。

路由器作业在第1、第2和第3层：路由器收到一个比特流后经过解码后上载到第 2 层，在此由路由器将帧解封。路由器会查看数据链路帧的意图地址，断定其是不是与接纳接口（包含播送地址或组播地址）匹配。假定与帧的数据有些匹配，则 IP 数据包将上载到第 3 层，在此由路由器做将因由挑选。然后路由器将数据包从头封装到新的第 2 层数据链路帧中，并将它作为编码后的比特流从出站端口转宣告去。

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