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这玩意儿能连接全世界的网络?路由组网

时间:2022-02-20 13:01 发布:http://www.vecloud.com 阅读量:158

随着接入网络的终端越来越多,网络规模越来越大,但是二层交换机的容量和性能有限,无法接入日益增多的终端。于是就有了三层网络设备路由器,连接不同网段的二层交换机,进而把全世界的网络都连接起来。接下来我们看看关于路由器的常见问题:

1、什么是路由器?

路由器是负责网络层的工作的硬件设备,通过不同端口,连接不同的网段,识别目的地址,根据路由表进行数据包转发。

2、什么是路由选择?

路由器为数据包选择路径的过程叫做路由选择。

路由器从接口收到数据包后,根据目的地址的信息进行路由选择,按照选择结果将数据包从对应接口转发出去。

转发的路线叫做路径。

路由器在路由选择时,参考的信息叫做路由表。路由器通过这些信息判断数据包转发到哪个网络。

路由表由多个路由表项组成,路由表项既可以手动设置静态路由,也可以通过路由协议自动生成动态路由。

路由选择在网络层完成,过程如下:

3、什么是转发?

路由选择的过程需要根据目的 IP 地址的信息,判断将数据包转发到哪个网络。路由器的一个接口对应一个网络,发送到不同网络,是指路由器从某个接口收到数据,然后从另外的接口发送出去。

把数据包从接收接口到发送接口的发送过程叫做转发。

4、路由器设备有哪些类型?

一种是在 PC 或 Service 中运行路由器软件当做一台路由器使用。

还有一种更常见、更普及的路由器,是安装路由器专用操作系统和配备专用硬件的设备,也叫做硬件设备。

与路由器软件对比,专用的硬件设备有许多优点:

提供更容易使用的接口

操作简单

可以在短时间完成加载

定制系统可以轻松的提高吞吐量

可靠性更高

对于路由器功能来说,成本更低

5、根据性能分类,路由器有哪些类型?

路由器根据性能,可以分为高端路由器、中端路由器和低端路由器,以及价格便宜的家用路由器,共 4 种类型。

高端路由器

高端路由器的性能最好,主要作为骨干网络的核心路由器使用,在数据中心、电信运营商网络中完成网络互连等功能。

这类路由器又叫做框式路由器,有可以插入多块扩展卡的卡槽。扩展卡的类型丰富,主要有路由引擎、交换结构、线卡等。

框式路由器不仅可以控制接口的数量,还可以增强设备的交换容量,具有引擎冗余功能。

当某一个模块发生故障时,无需关闭路由器电源,在其它模块仍在工作状态下,只替换发生故障的扩展卡即可修复,这种操作叫做热插拔或在线插拔。

中端路由器

中端路由器通常作为企业的核心路由器,是整个企业网络的中心。

中端路由器可分为两类,一类是在机框上配置固定数量接口的设备,无法额外添加端口,叫做箱式路由器;另一类是可以根据需要的端口,添加对应端口的可选模块,进而扩充端口数量的设备,叫做模块式路由器。

低端路由器

低端路由器用于中小企业或大型企业营业部、或分支机构。同中端路由器一样,也分成两类,一类是端口数量固定的箱式路由器,另一条是端口数量和类型可变的模块式路由器。

还有一类是无法在机架内使用的,叫做桌面式路由器。

6、什么是家用路由器?

一般是小规模分支机构或家庭连接宽带使用的路由器,也叫做 WAN 路由器。还集成了无线网络功能,支持 WiFi 6 无线标准。

7、运营商用什么类型的路由器?

电信运营商在对企业或家庭提供网络服务时,搭建的网络规模会比企业网大很多,对路由器的功能和性能有更高的要求,也更加复杂。从电信运营商的角度分类,路由器可分为:核心路由器、边缘路由器和用户边缘路由器。

核心路由器

核心路由器位于骨干网中,用于构建核心网络。核心网络用于各个业务网络的互联,承载着高速转发各个网络之间流量的任务。

边缘路由器

边缘路由器是在骨干网边缘接入的路由器,用于接入用户网络线路,并连接骨干网。由于用户众多,边缘路由器需要高速转发,同时还要完成数据的优先级、包过滤、认证、加密等多个功能。

用户边缘路由器

用户边缘路由器是放在用户处的路由器,连接运营商的边缘路由器。

8、企业用什么类型的路由器?

面向企业的路由器叫做企业路由器,根据网络中所在的位置和分工,可分为几类:

接入路由器

用户接入网络使用的路由器叫做接入路由器,由接入路由器组成的网络叫做接入网。它可以提供认证、接入控制等功能,通常部署在企业的分支机构或下属部门。

在家里或出差时,接入公司网络使用的远程接入路由器,也是接入路由器的一种,使用拨号连接、PPTP 、IPsec 、SSL 等协议完成接入过程。

汇聚路由器

在大型网络中,会在核心层和接入层中间搭建一个汇聚层网络,形成 3 层网络结构。汇聚路由器负责在汇聚接入网的路由选择信息,完成包过滤等工作,实现多个网络的互连。

核心路由器

核心路由器是位于网络中心位置的路由器,和接入网或汇聚网实现数据高速传输。

家用路由器

家用路由器是内置 ADSL 调制解调器和 ONU 、使用 PPPOE 协议连接运营商网络的路由器。

移动路由器

出差或外出时,用来连接互联网的便携式路由器,也叫做移动路由器。这种路由器外形小巧轻便,有些配有有线 LAN 接口和无线 LAN 接入点,有些通过 USB 接口或流量卡连接互联网,有些还集成了流量卡和路由器的两种功能。

9、什么是 IP 地址?

IP协议常见的有两种:IPv4 和 IPv6 。

IPv4 地址用点 “ . ” 把地址等分成 4 个部分,使用十进制表示。IPv4 共 32 位二进制,每部分长度是 8 位,取值范围是 0~255 ,举个栗子:192.168.0.1 。

10、地址如何分类?

IP 地址分为五类,分别是 A 类、 B 类、 C 类、 D 类 、E 类。前面三类是根据固定的网络位和主机位区分的。A 类地址范围是 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255 ,前面 8 位是网络位,剩余的是主机位。B 类地址范围是 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 ,前面 16 位是网络位,后面 16 位是主机位。C 类地址范围是 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255 ,前面 24 位是网络位,后面 8 位是主机位。

还有用于组播的 D 类地址,范围是 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255 ,用于研究的 E 类地址,范围是 240.0.0.0 ~ 255.255.255.255 。

11、什么是 CIDR ?

CIDR 不使用固定的地址分类,而是使用可变长子网掩码确定网络位。网络位之前只有 8 位、16 位或 24 位三种,使用 CIDR 后,可分配任意长度的网络位,主机位也可以是任意长度,就出现了新的子网掩码。子网掩码的网络位全是 1 ,主机位全是 0 。举个栗子:网络位长度为 24 为,子网掩码就是 255.255.255.0 ,还可以用 /24 表示。

12、什么是私有地址?什么是公网地址?

在内部网络使用的地址,就是私有地址。每个地址分类都有一段私有地址,给不同规模的内部网络使用。

A 类到 C 类地址中,除了私有地址之外,所有地址都是公网地址。

13、单播、广播、组播和任意波的区别是什么?

单播:向目的 IP 地址的单台主机发送数据。使用 IPv4 中的 A 类、B 类、C 类地址。

广播:向同网段内的所有主机发送数据。使用 255.255.255.255 或主机为全是 1 的地址。

组播:使用专用 IP 地址,向特定的多个主机发送相同的数据。使用 IPv4 中的 D 类地址。

任意播:一个任意播地址分配给多个主机,还有多条路由到达相同的目的地,选择代价最小的主机发送数据。只在 IPv6 中存在。

14、接口有哪些类型?

IP 地址是网络层的逻辑地址。MAC 地址是数据链路层的物理地址,与物理接口一一对应,无法修改,也不存在重复的地址。

15、什么是 ARP ?

ARP 是通过 IPv4 地址获取 MAC 地址的网络协议。路由器在发送 IP 包时,会用 ARP 获取以太网帧需要的目的 MAC 地址。完成 ARP 解析后,解析结果会保存在 ARP 表中。这个表项有一定时限,这个时限叫做老化时间,超时后需要再次解析 ARP 。

16、什么是 DHCP ?

DHCP 是为主机(客户端)自动配置 IP 地址、子网掩码、域名、DNS 服务器、默认网关等信息的网络协议。

如果手动为每台主机配置 IP 地址,是非常繁琐的,而且容易出错。而使用 DHCP 就可以自动完成地址分配,非常的方便和快捷。

17、什么是 PPPoE ?

PPPoE 就是以太网上的点对点协议,在 LAN 上完成用户认证,并分配 IP 地址的网络协议。用于提供网络接入服务,让设备接入互联网。

18、路由表包含哪些信息?

路由表包含路由选择的必要信息,主要内容如下:

目的 IP 地址:IP 包的目的地址。

子网掩码:表示目的 IP 地址有多少位是网络位。

网关:IP 包下一跳的 IP 地址。

网络接口:IP 包从哪个路由器接口发送出去。

度量值:当有多条到达目的地的不同路径时,度量值越小表示优先级越高。

五个内容组成一条路由表项。

19、什么是最长匹配原则?

如果路由表中出现多条到达同一个目的网络的表项时,选择子网掩码最长、度量值最小的表项,这就是最长匹配原则。

20、什么是默认网关?

如果路由表中不存在满足条件的表项,那么会根据路由表中的默认路由表项进行转发。默认路由表项的 IP 地址是 0.0.0.0 ,子网掩码是 0.0.0.0 ,即 0.0.0.0/0 。默认路由表项又叫做默认网关。如果路由表中不存在默认网关,那么路由器会告知错误,并丢弃这个数据包。

21、什么是静态路由?

手动在路由器上设置的路由表项就叫做静态路由。

22、什么是动态路由?

当网络规模越来越大,路由器的数量越来越多时,通过手动配置路由表项是不可能的,这就要使用动态路由协议,在路由器之间交换信息自动生成路由表项。

如果网络使用动态路由,需要消耗一定的时间从其它路由器获取路由信息,路由表在这个过程中会逐渐增大,最终所有的路由器都获取到完整的路由表,这个过程叫做收敛。路由表从初始状态到收敛完成花费的时间叫做收敛时间,收敛时间越短,网络越稳定。通常,路由器数量越多,收敛时间越长,同时收敛时间还跟路由算法有关。算法不同,收敛时间的长短也不同。

使用动态路由时,有三种情况会发送路由器之间的路由信息交互:

首次运行动态路由协议时

网络中添加新的路由器或新的链路时

网络中路由器离线或链路端口导致网络故障时

23、动态路由有哪些类型?

随着 IP 网络的发展,网络规模已经很大了,无论哪种路由协议都不能完成全网的路由计算,因此网络分成了很多个自治系统( AS )。在自治系统内部运行的 IGP 和在 AS 之间运行的 EPG 两类。

其中,EGP 广泛使用的是 BGP 。

IGP 最常用的是 RIP 和 OSPF 。

根据不同的最优路径算法,IGP 可分为距离矢量型、链路状态型和混合型。

24、什么是 RIP ?

RIP 是使用到达目的网络需要经过的跳数作为度量值,也就是需要经过多少个路由器。通常 RIP 每 30 秒更新一次路由信息。当网络规模太大时,会出现路径无法收敛的情况,定义了 16 跳的限制距离。当路由器收到度量值 16跳以上的信息,则认为网络不可达。

RIP 除了 RIPv1 外,还有升级的 RIPv2 和 IPv6 使用的 RIPng 。

RIPv1 使用广播交换路由信息,是有类路由协议。RIPv2使用组播交换路由信息,是无类路由协议,还有路由信息的认证功能。

RIPng 使用组播交换路由信息,由于 IPv6 协议自带认证和加密功能,因此 RIPng 不需要携带认证功能。

由于距离矢量型路由协议依靠相邻路由器的信息进行路由选择,无法了解整个网络结构。为了防止环路,需要使用水平分隔技术或毒性逆转方法进行放环。

25、什么是 OSPF?

OSPF 是用于大规模网络的 IGP ,是运营商和企业首选的动态路由协议。还有使用组播的 MOSPF 和对应 IPv6 的 OSPFv3 作为 OSPF 扩展的动态路由协议。

OSPF 会把网络分隔成多个区域,形成一级级联骨干区域 0 的结构。以区域为单位进行管理,能够将网络变化限制在区域内,缩短收敛时间。只有区域 0 网络叫做单一区域 OSPF ,由多个区域构成的网络叫做多区域 OSPF 。

26、什么是 BGP ?

BGP 是 AS 直接进行路由选择的 EGP 。由于 BGP 需要获取大量的、可靠的网络信息,因此采用 TCP 协议的 179 端口进行数据传输。

AS 之间通过 AS 编号区分,编号范围是 1 ~ 65535 。其中 64512 ~ 65535 是私有 AS 编号,和私有 IP 地址一样,可以在私有网络中使用。

BGP 的路由信息和 IGP 的路由信息不在一起管理,运行 BGP 的路由器会同时有 IGP 和 EGP 两张路由表。

27、什么是 IS-IS ?

IS-IS 也是用于大型网络的 IGP ,属于链路状态型的路由协议,也可以用在 AS 之间。

IS-IS 是经过 ISO 标准化的路由协议。IS 是指转发包的系统,也就是路由器。与 IS 对应的是 ES ,指无法进行路由选择的主机。

28、什么是路由重分发?

当网络中运行多个路由协议时,各个路由协议的路由信息互相独立。但是在路由器上配置路由重分发,就可以在多个路由协议之间共享路由信息。比如:将通过 BGP 获取的外部 AS 路由信息加入到 OSPF 中,也能够将静态路由向其它路由协议分发路由信息。

29、什么是管理距离?

管理距离是用来表示路由信息的可信度,数值越小可信度越高。获取路由信息,通常有三种来源,一种是与路由器直连的网络,一种是配置的静态路由,还有一种是根据各种动态路由协议获取的路由。如果有多条相同的路由,会选择管理距离值最小的路由。

30、什么是 IP 隧道?

通信协议被其它的通信协议封装后,进行转发的技术叫做隧道技术。在网络中的两台路由器配置隧道后,就可以在路由器之间建立一条虚拟的通信链路。

举个栗子:路由器 A 收到的原始数据包通过隧道协议封装后,转发到目的路由器 B 。路由器 B 进行解封装,还原原始数据包,并以原始数据包转发给实际的目的地。

31、什么是路由器冗余?

路由器冗余是即使有一部分路由器发生故障,也能够通过线路的切换来进行正常工作,达到网络不间断的效果。路由器通常用来接入互联网或者作为核心数据通信枢纽,一旦发生故障,会造成巨大的影响。但故障是无法完全杜绝的,这种情况下还要向用户提供不间断的业务,就需要将路由器冗余。

冷备份:平时不使用的备份设备,当运行的设备发生故障时,使用备份设备进行替换。这种方式使用简单,但是需要一定的时间进行设备的替换和启动,这个过程会中断用户的网络。

热备份:主设备和备用设备同时运行,当主设备故障时,自动切换到备用设备。这种方式无需人工干预,系统自动切换,最快的切换速度在毫秒级。

替换:在冗余结构中,停止主设备运行,使用备用设备进行工作的过程叫做替换。

回退:替换后恢复到原来的运行状态,也就是运行的设备从备用设备切换到主设备的过程叫做回退。

32、路由器冗余有哪些种类?

在使用主备方式时,会用到 VRRP 这种冗余协议,还有思科私有的 HSRP 冗余协议。

双活方式会使用到负载均衡技术,适用于两组主备结构,还可以运用到等价多路径路由或 DNS 轮询等技术。

由 1 台活跃设备和 1 台备用设备组成的冗余结构叫做 1+1 冗余结构,是最常见的热备方式,通常用于企业网的数据中心以及互联网网关中。

集群是由 N 台活跃设备和 1 台备用设备组成的 N+1 冗余结构。在运营商需要处理大流量转发的情况下,路由器大部分采用 N+1 集群的冗余模式。

由 N 台活跃设备和 N 台备用设备组成的冗余结构叫做 2N 冗余结构。

33、什么是认证?

认证是指用户接入网络时,要求用户输入认证信息(用户名和密码)、验证认证信息是否正确、确认正确后允许用户接入网络的过程。认证信息不正确时,网络会拒绝用户的接入请求。常用的认证技术有 RADIUS 和 TACACS+ 。

34、什么是 QoS ?

QoS 提供保证通信质量的功能,主要分为带宽控制和优先级控制。使用优先级对流量进行分类的过程叫做类别,根据流量的每一个类别进行带宽控制或优先级控制的过程叫做 CoS 。

35、什么是用户界面?

路由器提供的方便管理路由器的用户界面( UI )。通过 UI 配置路由器、获取路由器信息、查看路由器的状态和流量统计信息等。

路由器的 UI 分为 Web 和 CLI 两类。

Web 通过 PC 的 Web 浏览器进行访问,可以提供可视化的配置和管理,又叫做 GUI 。路由器内置了 Web 服务器,通过 PC 的 HTTP 和 HTTPS 协议访问。

CLI 是通过终端软件访问路由器。PC 连接路由器有两种方式,一种是 PC 使用线缆直接连接路由器的管理接口,另一种是通过网络使用 Telnet 或 SSH 进行连接。

路由器可以限制访问 UI 的功能,让指定 IP 地址的终端才能连接。连接成功,还需要提供用户名和密码才能登录。路由器还可以指定账号的权限功能,包括 root 权限、读取权限、配置功能权限等。

从网络安全的角度来讲,能够访问路由器的 UI ,意味着可以查看和修改路由器的配置,禁止非管理人员的访问权限很重要。

为了防止信息等被窃听,建议使用 Web 中的 HTTPS 或 CLI 的 SSH 等支持加密的协议进行访问。

36、日志有什么作用?

如果路由器修改配置或发生异常,路由器的日志就会记录下来,并且根据事件的重要性进行分类。

路由器没有太多保存日志的空间,通常是将日志上传到 Syslog 服务器保存。

37、告警有哪些类型?

路由器为了预防各种故障,配置了告警功能。常见的告警类型有:温度告警、风扇告警和电源告警等。

38、路由器有哪些常用命令?


39、什么是初始化?

新买的路由器在第一次配置前会保持出厂时的初始状态。

低端路由器或家用路由器的初始默认配置会包含一部分信息:用户名和密码、网络接口的私有 IP 地址、DHCP 服务功能等,只要使用 PC 直连就可以远程访问 UI ,完成后续配置。

大部分的企业路由器是没有任何配置的初始配置状态,需要配置网络接口的 IP 地址、子网掩码、默认网关、用户名和密码,保持以后就能够远程访问 Web 或 CLI 界面。

已经配置过且保存配置后,如果要重新进行配置,只需要输入初始化命令就可以让设备回到出厂时的默认配置状态。

40、CLI 的模式有什么类型?

不同厂家设备的 CLI 都有不同的模式,有的模式只能只用特定命令用于管理,有的模式专门用于配置工作等。每个模式都需要密码认证,非指定用户无法看到显示信息或更改配置。

Cisco ISO 路由器使用的模式如下:

以上就是这玩意儿能连接全世界的网络?路由组网的介绍。如果你还有其他问题,欢迎进行咨询探讨,希望Vecloud的专业的解决方案,可以解决你目前遇到的问题。Vecloud提供全球主机托管、服务器租用、MPLS VPNSD-WAN等方面的专业服务,资源覆盖全球。欢迎咨询。

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