路由器的網路架構

⑴ 路由器結構

輸入埠是物理鏈路和輸入包的進口處。埠通常由線卡提供，一塊線卡一般支持4、8或16個埠，一個輸入埠具有許多功能。第一個功能是進行數據鏈路層的封裝和解封裝。第二個功能是在轉發表中查找輸入包目的地址從而決定目的埠（稱為路由查找），路由查找可以使用一般的硬體來實現，或者通過在每塊線卡上嵌入一個微處理器來完成。第三，為了提供QoS（服務質量），埠要對收到的數據包進行業務分類，分成幾個預定義的服務級別。第四，埠可能需要運行諸如SLIP（串列線網際協議）和PPP（點對點協議）這樣的數據鏈路級協議或者諸如PPTP（點對點隧道協議）這樣的網路級協議。一旦路由查找完成，必須用交換開關將包送到其輸出埠。如果路由器是輸入端加隊列的，則有幾個輸入端共享同一個交換開關。這樣輸入埠的最後一項功能是參加對公共資源（如交換開關）的仲裁協議。普通路由器中該部分的功能完全由路由器的中央處理器來執行，制約了數據包的轉發速率（每秒幾千到幾萬個數據包）。高端路由器中普遍實現了分布式硬體處理，介面部分有強大的CPU處理器和大容量的高速緩存，使介面數據速率達到10Gbps，滿足了高速骨幹網路的傳輸要求。

路由器的轉發機制對路由器的性能影響很大，常見的轉發方式有：進程轉發、快速轉發、優化轉發、分布式快速轉發。進程轉發將數據包從介面緩存拷貝到處理器的緩存中進行處理，先查看路由表再查看ARP表，重新封裝數據包後將數據包拷貝到介面緩存中准備傳送出去，兩次查表和拷貝數據極大的佔用CPU的處理時間，所以這是最慢的交換方式，只在低檔路由器中使用。快速交換將兩次查表的結果作了緩存，無需拷貝數據，所以CPU處理數據包的時間縮短了。優化交換在快速交換的基礎上略作改進，將緩存表的數據結構作了改變，用深度為4的256叉樹代替了深度為32的2叉樹或哈希表（hash），CPU的查找時間進一步縮短。這兩種轉發方式在中高檔路由器中普遍加以應用。在骨幹路由器中由於路由表條目的成倍增加，路由表或ARP表的任何變化都會引起大部分路由緩沖失效，以前的交換方式都不再適用，最新的交換方式是分布式快速交換，它在每個介面處理板上構建一個鏡像（mirror）路由表和MAC地址表相結合的轉發表，該表是深度為4的256叉樹，但每個節點的數據部分是指向另一個稱為鄰接表的指針，鄰接表中含有路由器成幀所需要的全部信息。這種結構使得轉發表完全由路由表和ARP表來同步更新，本身不再需要額外的老化進程，克服了其它交換方式需要不斷對緩存表進行老化的缺陷。

交換結構最常見的有匯流排型、共享內存型、Cross-bar空分結構型。匯流排型結構最簡單，所有輸入和輸出介面掛在一個匯流排上，同一時間只有兩個介面通過匯流排交換數據。其缺點是其交換容量受限於匯流排的容量以及為共享匯流排仲裁所帶來的額外開銷。在調度共享數據傳輸通道上必須花費一定的開銷，而且匯流排帶寬的擴展受到限制，制約了交換容量的擴張，一般在中檔路由器中使用這種結構。共享內存型結構中，進來的包被存貯在共享存貯器中，所交換的僅是包的指針，這提高了交換容量，但它受限於內存的訪問速度和存儲器的管理效率，盡管存貯器容量每18個月能夠翻一番，但存貯器的存取時間每年僅降低5%，這是共享存貯器交換開關的一個固有限制。共享內存型結構在早期的中低檔路由器中普遍應用。Cross-bar空分結構相當於多條並行工作的匯流排，具有N×N個交叉點的交叉開關可以被認為具有2N條匯流排。如果一個交叉是閉合，輸入匯流排上的數據在輸出匯流排上可用，否則不可用。對流經它的數據不斷進行開關切換，可見開關速度決定了交換容量，隨著各種高速器件的不斷涌現，這種結構的交換容量普遍達到幾十Gbps以上，成為目前高端路由器和交換機的首選交換結構。

路由計算或處理部分主要是運行動態路由協議。接收和發送路由信息，計算出路由表，為數據包的轉發提供依據。各種檔次的路由器的路由表條目的大小存在很大差異，從幾千條到幾百萬條不等，因此高端路由器的路由表的構造對路由查找速度影響很大，其路由表的數據結構常採用二叉樹的形式，查找與更新的速度都比較快。

輸出埠在包被發送到輸出鏈路之前對包存貯，可以實現復雜的調度演算法以支持優先等級要求。與輸入埠一樣，輸出埠同樣要能支持數據鏈路層的封裝和解封裝，以及許多較高級協議。

一般而言，路由器對一個數據包的交換要經過一系列的復雜處理，主要有以下幾個方面：

1）壓縮和解壓縮

2）加密和解密

3）用輸入/輸出訪問列表進行報文過濾

4）輸入速率限制

5）進行網路地址翻譯（NAT）

6）處理影響本報文的任何策略路由

7）應用防火牆特性對包進行檢查

8）處理Web頁緩沖的重定向

9）物理廣播處理，如幫助性地址（ip help address）

10）利用啟用的QoS機制對數據包排隊

11）TTL值的處理

12）處理IP頭部中的任選項

13）檢查數據包的完整性

⑵ 路由器組成大概是什麼

路由器的組成大致可以分成兩部分：內部構件和外部構件
內部構件：

1、RAM（隨機存儲器）
功能：存放路由表；存放ARP告訴緩存；存放快速交換緩存；存放分組交換緩沖；存放解壓後的IOS；路由器加電後，存放running配置文件；
特點：重啟或者斷電後，RAM中的內容丟失。

2、NVRAM（非易失性RAM）
功能：存儲路由器的startup配置文件；存儲路由器的備份。
特點：重啟或者斷電後內容不丟失。

3、FLASH（快速快閃記憶體）
功能：存放IOS和微代碼。
特點：重啟或者斷電後內容不丟失；可存放多個IOS版本（在容量許可的前提下）；允許軟體升級不需替換CPU中的晶元。

4、ROM(只讀存儲器)
功能：存放POST診斷所需的指令；存放mini-ios；存放ROM監控模式的代碼。
特點：ROM中的軟體升級需要更換CPU的晶元（還好這種情況比較少遇到）

5、CPU（中央處理器）
衡量路由器性能的重要指標，負責路由計算，路由選擇等。

6、背板：
背板能力是一個重要參數，尤其在交換機中。

外部構件：
各種介面：主要有以太口（10M），快速以太口（100M），只適應以太口（10M/100M）,光纖口（1000M），console口），輔助口（AUX口）
還有就是開關和電源介面。

⑶ 路由器的交換結構

路由器的交換結構是指將路由的輸入埠與輸出埠相連接的體系結構。

輸入埠、輸出埠和交換結構共同實現了轉發功能，並且總是用硬體實現。這些轉發功能有時總稱為路由器轉發平面。

交換結構位於一台路由器的核心部位。交換可以用多種方式進行，如經內存交換、經匯流排交換、經互聯網路交換。

在網路介面中，特定媒質介面完成所有的物理層和介質訪問子層的功能，交換結構介面完成IP交換的前期和後期工作。

在交換一個IP之前，先將IP包分成一些固定長度的信元，附上內部路由標識符或者標記優先順序等；而在交換後，則將接收到的一些具有相同標識符的信元重組為一個IP數據包。

(3)路由器的網路架構擴展閱讀：

與路由器交換結構有關的丟包原因：

1、假設輸入和輸出線路的速率都是 R，有 N 個輸入埠和 N 個輸出埠，交換結構的速率足夠快。每個線路上的分組都有相同的固定長度，分組以同步的方式到達輸入埠，且每個分組都被轉發到同一個輸出埠。

2、如果交換結構不能快到使所有到達的分組無時延地通過它傳送，則在輸入埠也將出現分組排隊。因為到達的分組必須加入輸入埠隊列中，以等待通過交換結構傳送到輸出埠。

參考資料來源：網路-路由交換設備

⑷ 路由器的組成有哪幾部分各部分的作用是什麼

路由器的組成有：

1、電源介面（POWER）：介面連接電源。

2、復位鍵（RESET）：此按鍵可以還原路由器的出廠設置。

3、貓(MODEM)或者是交換機與路由器連介面（WAN）：此介面用一條網線與家用寬頻數據機（或者與交換機）進行連接。

4、電腦與路由器連介面（LAN1~4）：此介面用一條網線把電腦與路由器進行連接。

作用功能：

路由器最主要的功能可以理解為實現信息的轉送。因此，我們把這個過程稱之為定址過程。因為在路由器處在不同網路之間，但並不一定是信息的最終接收地址。

在路由器中, 通常存在著一張路由表。根據傳送網站傳送的信息的最終地址，尋找下一轉發地址，應該是哪個網路。其實深入簡出的說，就如同快遞公司來發送郵件。

郵件並不是瞬間到達最終目的地，而是通過不同分站的分揀，不斷的接近最終地址，從而實現郵件的投遞過程的。路由器定址過程也是類似原理。通過最終地址，在路由表中進行匹配。

⑸ 什麼是路由器.原理是什麼結構

路由器（Router）：是連接網際網路中各區域網、廣域網的設備，它會根據信道的情況自動選擇和設定路由，以最佳路徑，按前後順序發送信號的設備。 路由器是互聯網路的樞紐、"交通警察"。目前路由器已經廣泛應用於各行各業，各種不同檔次的產品已成為實現各種骨幹網內部連接、骨幹網間互聯和骨幹網與互聯網互聯互通業務的主力軍。路由和交換之間的主要區別就是交換發生在OSI參考模型第二層（數據鏈路層），而路由發生在第三層，即網路層。這一區別決定了路由和交換在移動信息的過程中需使用不同的控制信息，所以兩者實現各自功能的方式是不同的。
原理：路由器（Router）是用於連接多個邏輯上分開的網路，所謂邏輯網路是代表一個單獨的網路或者一個子網。當數據從一個子網傳輸到另一個子網時，可通過路由器來完成。因此，路由器具有判斷網路地址和選擇路徑的功能，它能在多網路互聯環境中，建立靈活的連接，可用完全不同的數據分組和介質訪問方法連接各種子網，路由器只接受源站或其他路由器的信息，屬網路層的一種互聯設備。它不關心各子網使用的硬體設備，但要求運行與網路層協議相一致的軟體。路由器分本地路由器和遠程路由器，本地路由器是用來連接網路傳輸介質的，如光纖、同軸電纜、雙絞線；遠程路由器是用來連接遠程傳輸介質，並要求相應的設備，如電話線要配數據機，無線要通過無線接收機、發射機。
結構：路由器具有四個要素：輸入埠、輸出埠、交換開關、路由處理器和其他埠

⑹ 在OSI七層網路模型結構中路由器工作在哪一層

路由器與交換機的主要區別體現在以下幾個方面：
（1）工作層次不同
最初的的交換機是工作在OSI／RM開放體系結構的數據鏈路層，也就是第二層，而路由器一開始就設計工作在OSI模型的網路層。由於交換機工作在OSI的第二層（數據鏈路層），所以它的工作原理比較簡單，而路由器工作在OSI的第三層（網路層），可以得到更多的協議信息，路由器可以做出更加智能的轉發決策。
（2）數據轉發所依據的對象不同
交換機是利用物理地址或者說MAC地址來確定轉發數據的目的地址。而路由器則是利用不同網路的ID號（即IP地址）來確定數據轉發的地址。IP地址是在軟體中實現的，描述的是設備所在的網路，有時這些第三層的地址也稱為協議地址或者網路地址。MAC地址通常是硬體自帶的，由網卡生產商來分配的，而且已經固化到了網卡中去，一般來說是不可更改的。而IP地址則通常由網路管理員或系統自動分配。
（3）傳統的交換機只能分割沖突域，不能分割廣播域；而路由器可以分割廣播域
由交換機連接的網段仍屬於同一個廣播域，廣播數據包會在交換機連接的所有網段上傳播，在某些情況下會導致通信擁擠和安全漏洞。連接到路由器上的網段會被分配成不同的廣播域，廣播數據不會穿過路由器。雖然第三層以上交換機具有VLAN功能，也可以分割廣播域，但是各子廣播域之間是不能通信交流的，它們之間的交流仍然需要路由器。
（4）路由器提供了防火牆的服務
路由器僅僅轉發特定地址的數據包，不傳送不支持路由協議的數據包傳送和未知目標網路數據包的傳送，從而可以防止廣播風暴。
交換機一般用於LAN-WAN的連接，交換機歸於網橋，是數據鏈路層的設備，有些交換機也可實現第三層的交換。 路由器用於WAN-WAN之間的連接，可以解決異性網路之間轉發分組，作用於網路層。他們只是從一條線路上接受輸入分組，然後向另一條線路轉發。這兩條線路可能分屬於不同的網路，並採用不同協議。相比較而言，路由器的功能較交換機要強大，但速度相對也慢，價格昂貴，第三層交換機既有交換機線速轉發報文能力，又有路由器良好的控制功能，因此得以廣泛應用
1》什麼是路由器
路由器是一種連接多個網路或網段的網路設備，它能將不同網路或網段之間的數據信息進行「翻譯」，以使它們能夠相互「讀」懂對方的數據，從而構成一個更大的網路。

路由器有兩大典型功能，即數據通道功能和控制功能。數據通道功能包括轉發決定、背板轉發以及輸出鏈路調度等，一般由特定的硬體來完成；控制功能一般用軟體來實現，包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統配置、系統管理等。
多少年來，路由器的發展有起有伏。90年代中期，傳統路由器成為制約網際網路發展的瓶頸。ATM交換機取而代之，成為IP骨幹網的核心，路由器變成了配角。進入90年代末期，Internet規模進一步擴大，流量每半年翻一番，ATM網又成為瓶頸，路由器東山再起，Gbps路由交換機在1997年面世後，人們又開始以Gbps路由交換機取代ATM交換機，架構以路由器為核心的骨幹網。
2》路由器的原理與作用
路由器是一種典型的網路層設備。它是兩個區域網之間接幀傳輸數據，在OSI／RM之中被稱之為中介系統，完成網路層中繼或第三層中繼的任務。路由器負責在兩個區域網的網路層間接幀傳輸數據，轉發幀時需要改變幀中的地址。

一、原理與作用
路由器（Router）是用於連接多個邏輯上分開的網路，所謂邏輯網路是代表一個單獨的網路或者一個子網。當數據從一個子網傳輸到另一個子網時，可通過路由器來完成。因此，路由器具有判斷網路地址和選擇路徑的功能，它能在多網路互聯環境中，建立靈活的連接，可用完全不同的數據分組和介質訪問方法連接各種子網，路由器只接受源 站或其他路由器的信息，屬網路層的一種互聯設備。它不關心各子網使用的硬體設備，但要求運行與網路層協議相一致的軟體。路由器分本地路由器和遠程路由器，本地路由器是用來連接網路傳輸介質的，如光纖、同軸電纜、雙絞線；遠程路由器是用來連接遠程傳輸介質，並要求相應的設備，如電話線要配數據機，無線要通過無線接收機、發射機。
一般說來，異種網路互聯與多個子網互聯都應採用路由器來完成。
路由器主要工作就是為經過路由器的每個數據幀尋找一條最佳傳輸路徑，並將該數據有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由演算法是路由器的關鍵所在。為了完成這項工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數據——路徑表（Routing Table），供路由選擇；時使用。路徑表中保存著子網的標志信息、網上路由器的個數和下一個路由器的名字等內容。路徑表可以是由系統管理員固定設置好的，也可以由系統動態修改，可以由路由器自動調整，也可以由主機控制。
1．靜態路徑表
由系統管理員事先設置好固定的路徑表稱之為靜態（static）路徑表，一般是在系統安裝時就根據網路的配置情況預先設定的，它不會隨未來網路結構的改變而改變。
2．動態路徑表
動態（Dynamic）路徑表是路由器根據網路系統的運行情況而自動調整的路徑表。路由器根據路由選擇協議（Routing Protocol）提供的功能，自動學習和記憶網路運行情況，在需要時自動計算數據傳輸的最佳路徑。
二、路由器的優缺點

1．優點
適用於大規模的網路；
復雜的網路拓撲結構，負載共享和最優路徑；
能更好地處理多媒體；
安全性高；
隔離不需要的通信量；
節省區域網的頻寬；
減少主機負擔。

2．缺點
它不支持非路由協議；
安裝復雜；
價格高。

三、路由器的功能
（1）在網路間截獲發送到遠地網段的報文，起轉發的作用。
（2）選擇最合理的路由，引導通信。為了實現這一功能，路由器要按照某種路由通信協議，查找路由表，路由表中列出整個互聯網路中包含的各個節點，以及節點間的路徑情況和與它們相聯系的傳輸費用。如果到特定的節點有一條以上路徑，則基於預先確定的准則選擇最優（最經濟）的路徑。由於各種網路段和其相互連接情況可能發生變化，因此路由情況的信息需要及時更新，這是由所使用的路由信息協議規定的定時更新或者按變化情況更新來完成。網路中的每個路由器按照這一規則動態地更新它所保持的路由表，以便保持有效的路由信息。
（3）路由器在轉發報文的過程中，為了便於在網路間傳送報文，按照預定的規則把大的數據包分解成適當大小的數據包，到達目的地後再把分解的數據包包裝成原有形式。
（4）多協議的路由器可以連接使用不同通信協議的網路段，作為不同通信協議網路段通信連接的平台。
（5）路由器的主要任務是把通信引導到目的地網路，然後到達特定的節點站地址。後一個功能是通過網路地址分解完成的。例如，把網路地址部分的分配指定成網路、子網和區域的一組節點，其餘的用來指明子網中的特別站。分層定址允許路由器對有很多個節點站的網路存儲定址信息。
在廣域網范圍內的路由器按其轉發報文的性能可以分為兩種類型，即中間節點路由器和邊界路由器。盡管在不斷改進的各種路由協議中，對這兩類路由器所使用的名稱可能有很大的差別，但所發揮的作用卻是一樣的。
中間節點路由器在網路中傳輸時，提供報文的存儲和轉發。同時根據當前的路由表所保持的路由信息情況，選擇最好的路徑傳送報文。由多個互連的LAN組成的公司或企業網路一側和外界廣域網相連接的路由器，就是這個企業網路的邊界路由器。它從外部廣域網收集向本企業網路定址的信息，轉發到企業網路中有關的網路段；另一方面集中企業網路中各個LAN段向外部廣域網發送的報文，對相關的報文確定最好的傳輸路徑。
我們通過一個例子來說明路由器工作原理。
例：工作站A需要向工作站B傳送信息（並假定工作站B的IP地址為120.0.5），它們之間需要通過多個路由器的接力傳遞。

其工作原理如下：
（1）工作站A將工作站B的地址120.0.5連同數據信息以數據幀的形式發送給路由器1。
（2）路由器1收到工作站A的數據幀後，先從報頭中取出地址120.0.5，並根據路徑表計算出發往工作站B的最佳路徑：R1->R2->R5->B；並將數據幀發往路由器2。
（3）路由器2重復路由器1的工作，並將數據幀轉發給路由器5。
（4）路由器5同樣取出目的地址，發現120.0.5就在該路由器所連接的網段上，於是將該數據幀直接交給工作站B。
（5）工作站B收到工作站A的數據幀，一次通信過程宣告結束。

事實上，路由器除了上述的路由選擇這一主要功能外，還具有網路流量控制功能。有的路由器僅支持單一協議，但大部分路由器可以支持多種協議的傳輸，即多協議路由器。由於每一種協議都有自己的規則，要在一個路由器中完成多種協議的演算法，勢必會 降低路由器的性能。因此，我們以為，支持多協議的路由器性能相對較低。用戶購買路由器時，需要根據自己的實際情況，選擇自己需要的網路協議的路由器。
近年來出現了交換路由器產品，從本質上來說它不是什麼新技術，而是為了提高通信能力，把交換機的原理組合到路由器中，使數據傳輸能力更快、更好。

⑺ 路由器內部的網路結構是星形，環形還是匯流排網路

路由器屬於匯流排型，
集線器屬於星型，
現在基本沒有環形了

⑻ 簡述wifi連接點的網路成員和結構

WiFi網路結構和工作原理 WiFi網路結構
* 站點（Station），網路最基本的組成部分。
* 基本服務單元（Basic Service Set，BSS）。網路最基本的服務單元。最簡單的服務單元可以只由兩個站點組成。站點可以動態的聯結（associate）到基本服務單元中。 * 分配系統（Distribution System，DS）。分配系統用於連接不同的基本服務單元。分配系統使用的媒介（Medium）邏輯上和基本服務單元使用的媒介是截然分開的，盡管它們 物理上可能會是同一個媒介，例如同一個無線頻段。
* 接入點（Access Point，AP）。接入點即有普通站點的身份，又有接入到分配系統的功能。 * 擴展服務單元（Extended Service Set，ESS）。由分配系統和基本服務單元組合而成。這種組合是邏輯上，並非物理上的──不同的基本服務單元物有可能在地理位置相去甚遠。分配系統也可 以使用各種各樣的技術。
* 關口（Portal），也是一個邏輯成分。用於將無線區域網和有線區域網或其它網路聯系起來。
這兒有3種媒介，站點使用的無線的媒介，分配系統使用的媒介，以及和無線區域網集成一起的其它區域網使用的媒介。物理上它們可能互相重迭。IEEE 802.11隻負責在站點使用的無線的媒介上的定址（Addressing）。分配系統和其它區域網的定址不屬無線區域網的范圍。 IEEE802.11沒有具體定義分配系統，只是定義了分配系統應該提供的服務（Service）。整個無線區域網定義了9種服務：
* 5種服務屬於分配系統的任務，分別為，聯接（Association）、結束聯接（Diassociation）、分配（Distribution）、集 成（Integration）、再聯接（Reassociation）。
* 4種服務屬於站點的任務，分別為，鑒權（Authentication）、結束鑒權（Deauthentication）、隱私（Privacy）、 MAC 數據傳輸（MSDU delivery）。 WiFi工作原理
WiFi 的設置至少需要一個Access Point（ap）和一個或一個以上的client（hi）。AP 每100ms將SSID（Service Set Identifier）經由beacons（信號台）封包廣播一次，beacons封包的傳輸速率是1 Mbit/s，並且長度相當的短，所以這個廣播動作對網路效能的影響不大。因為WiFi規定的最低傳輸速率是1 Mbit/s ，所以確保所有的WiFi client端都能收到這個SSID廣播封包，client 可以藉此決定是否要和這一個SSID的AP連線。使用者可以設定要連線到哪一個SSID。
中國電信提供最優質的網路通訊服務，目前安徽電信有活動，話費1折扣，9元打99元，建議直接通過安徽電信營業廳或者實體營業廳查詢。