路由器工作原理
传统地,路由器工作于OSI七层协议中的第三层,其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包,根据其中所含的目的地址,决定转发到下一个目的地址。因此,路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址,若找到了目的地址,就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址,同时IP数据包头的TTL(Time To Live)域也开始减数,并重新计算校验和。当数据包被送到输出端口时,它需要按顺序等待,以便被传送到输出链路上。
路由器在工作时能够按照某种路由通信协议查找设备中的路由表。如果到某一特定节点有一条以上的路径,则基本预先确定的路由准则是选择最优(或最经济)的传输路径。由于各种网络段和其相互连接情况可能会因环境变化而变化,因此路由情况的信息一般也按所使用的路由信息协议的规定而定时更新。
网络中,每个路由器的基本功能都是按照一定的规则来动态地更新它所保持的路由表,以便保持路由信息的有效性。为了便于在网络间传送报文,路由器总是先按照预定的规则把较大的数据分解成适当大小的数据包,再将这些数据包分别通过相同或不同路径发送出去。当这些数据包按先后秩序到达目的地后,再把分解的数据包按照一定顺序包装成原有的报文形式。路由器的分层寻址功能是路由器的重要功能之一,该功能可以帮助具有很多节点站的网络来存储寻址信息,同时还能在网络间截获发送到远地网段的报文,起转发作用;选择最合理的路由,引导通信也是路由器基本功能;多协议路由器还可以连接使用不同通信协议的网络段,成为不同通信协议网络段之间的通信平台。
一般来说,路由器的主要工作是对数据包进行存储转发,具体过程如下:
第一步:当数据包到达路由器,根据网络物理接口的类型,路由器调用相应的链路层功能模块,以解释处理此数据包的链路层协议报头。这一步处理比较简单,主要是对数据的完整性进行验证,如CRC校验、帧长度检查等。
第二步:在链路层完成对数据帧的完整性验证后,路由器开始处理此数据帧的IP层。这一过程是路由器功能的核心。根据数据帧中IP包头的目的IP地址,路由器在路由表中查找下一跳的IP地址;同时,IP数据包头的TTL(Time To Live)域开始减数,并重新计算校验和(Checksum)。
第三步:根据路由表中所查到的下一跳IP地址,将IP数据包送往相应的输出链路层,被封装上相应的链路层包头,最后经输出网络物理接口发送出去。
简单地说,路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳传输路径,并将该数据包有效地传送到目的站点。由此可见,选择最佳路径策略或叫选择最佳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——路由表(Routing Table),供路由选择时使用。上述过程描述了路由器的主要而且关键的工作过程,但没有说明其它附加性能,例如访问控制、网络地址转换、排队优先级等。
对初学者来说,路由器的配置并不是一件易事。现以Cisco
2600路由器为例,将Cisco路由器配置的常识介绍给大家。
一、连接
1.用Cisco
2600路由器自带的一条串行电缆将路由器的Console口与1台计算机串口相连。
2.启动Windows
2000后,执行以下操作:“开始→程序→附件→通讯→超级终端”,在“连接描述”对话框的名称一栏中输入超级终端名,点击“确定”。
3.在“连接到”窗体中的“连接时使用”栏选择“COM1”,单击确定。在弹出的“COM1属性”窗体中进行端口设置。
设置结束,打开路由器电源,就会出现路由器的启动信息。这时就可以像在终端一样对路由器进行操作了。
二、配置
路由器的配置操作都必须连接到路由器的终端上,在Cisco路由器操作系统IOS的提示符下进行操作。
常用配置方法如下:
1.配置以太网络接口的IP地址
Router> enable '进入特权模式
Password:��������� '特权用户口令
Router# configure terminal '进入配置模式
Enter configuration commands� one per line. End with CNTL/Z.
Router config # interface Ethernet 0 '进入外部以太网口配置
Router config-if # ip address 192.168.0.11 255.255.255.0
'进入AUI0接口的IP地址配置为192.168.0.11,子网掩码为255.255.255.0。
2.配置静态路由表
Router> enable
Password:���������
Router# config terminal
Enter configuration commands� one per line. End with CNTL/Z.
Router config # ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 192.168.0.1
'配置进入AUI0接口的IP地址。
3.配置动态OSPF路由
Router> enable
Password:���������
Router# config terminal
Enter configuration commands� one per line. End with CNTL/Z.
Router config # router ospf 1
Router config-router # network 192.168.0.0 0.0.0.255 area 0.0.0.0
其中的192.168.0.0是子网的地址,也可以是路由器上的接口的IP地址或OSPF路由器所用接口的网络地址;而0.0.0.255掩码后面为OSPF所用的域。
4.查看以太网接口0的状态
Router> enable
Password:���������
Router# show interface Ethernet 0 '显示以太网接口0的状态。
5.查看路由器的当前配置
Router> enable
Password:���������
Router# show run '显示路由器的当前配置
宽带路由器也是一种共享上网设备,同路由式ADSL Modem相似,它也具有“路由”的功能,可以取代代理服务器的位置而成为客户机的“网关”。客户机就通过这个“网关”来上网。而且,多数宽带路由器上面还带有4口或者5口交换机,客户机只要把网线插在宽带路由器的交换机口中,再进行简单的配置就可以上网了。它的组网方式如图1所示。
图1
宽带路由器支持多种Internet接入方式的共享,例如ADSL、FTTB+LAN(光纤到楼+局域网到户)、闭路线宽带(即Cable Modem)、普通56Kbps Modem拨号上网等。不过,对于ADSL接入方式,它只支持以太式ADSL Modem。
下面,我们依旧以Windows 2000平台为基础,以ASUS(华硕)AAM6000EV非路由以太式ADSL Modem和TP-Link(普瑞尔)TL-R400宽带路由器为例,来讲解宽带路由器共享ADSL的方法(其他品牌的宽带路由器在设置界面上会有所不同,但需要设置的地方和具体设置内容几乎都是相同的)。
首先,确保ADSL Modem工作正常,即我们已经能够通过它上网。然后,我们切断计算机和ADSL Modem的电源,把TL-R400宽带路由器连接进来。
图2
TL-R400宽带路由器如图2所示,它是专门针对家庭用户和小型办公室而开发的共享上网设备。它集成了4口10/100Mbps交换机,用于连接需要上网的用户计算机。而背面板上的WAN口,则是用来连接ADSL Modem等网络接入设备的。首先,我们把随AAM6000EV附送的那条直通式双绞线连接Modem的RJ-45口和TL-R400的WAN口(原来这条直通式双绞线是用来连接Modem和计算机的),然后,再用直通式双绞线连接计算机上网卡的RJ-45口和TL-R400的交换机口(LAN口)。连接好以后,接通Modem和TL-R400的电源,开启计算机。
一、宽带路由器的配置
现在,我们要对TL-R400宽带路由器进行简单的配置,让它能够代替计算机进行自动拨号。
图3
同大多数以太式ADSL Modem一样,TL-R400宽带路由器也具有一个IP地址,且采用Web页管理方式。我们可以在IE浏览器地址栏中输入“
http://xxx.xxx.xxx.xxx”进入管理页面来对它进行设置。TL-R400出厂时默认的IP地址是“192.168.123.254”,子网掩码为“255.255.255.0”。我们要注意,现在直接在计算机的IE浏览器地址栏中输入“
http://192.168.123.254 ”是无法访问管理页面的,道理很简单:IP地址要处于同一个网段才可以进行访问。于是我们首先要修改计算机本地连接的IP地址。
图4
在系统桌面上鼠标右击“网上邻居”图标,在弹出的快捷菜单中选择“属性”项,弹出的“网络和拨号连接”对话框。在该对话框中选中“本地连接”,再鼠标右击,在弹出的菜单中选择“属性”项,进入“本地连接 属性”对话框。在该对话框中,选择“Internet协议(TCP/IP)”项,点击“属性”按钮,进入“TCP/IP属性”对话框。在该对话框中,将IP地址设置为“192.168.123.x”(x为1~253的自然数)(例如本例中的“192.168.123.200”),同时将网关设置为“192.168.123.254”(图3)。连续两次“确定”后,设置立即生效。现在,我们可以在IE地址栏中输入“
http://192.168.123.254 ”进入TL-R400的管理页面了。
图5
在出现的登陆页面左侧登录框输入默认密码“admin”进入管理页面。在管理页面左侧的菜单中,选择“Primary Setup”(主要设置)项,出现如图4所示的对话框。在该对话框中,显示有TL-R400的默认IP地址以及WAN(广域网)的类型,默认为“Dynamic IP Address”(动态IP地址)。点击“Change”(更改)按钮,进入图5所示对话框,在该对话框中,我们需要点选“PPP over Ethernet”来将WAN类型更改为“PPPoE”(局域网上的点对点协议),这是因为ADSL拨号采用的是该协议。点选后,点击“Save”按钮进入下一步的对话框。在这里,我们需要设定ADSL的账号和密码(即ISP提供给你的ADSL用户名和密码),以后,拨号的任务就交给TL-R400了。填写完毕,我们需要保存设置。不过且慢!!我们仔细思考网上数据传送到用户计算机的过程,是从Internet→ADSL Modem→宽带路由器→本机,而前面我们已经看到为了访问宽带路由器,我们必须将本地连接的IP地址段和宽带路由器的IP地址段统一起来才行,那么,进而联想到ADSL Modem——ASUS AAM6000EV以太式ADSL Modem的默认私有IP地址是“192.168.1.1”(多数以太式ADSL Modem出厂默认IP地址都是“192.168.1.1”),子网掩码为“255.255.255.0”。很显然,和“192.168.254.x”不在一个网段上,也就是说,这时TL-R400是无法访问ADSL Modem的,数据也无法传送。只有当ADSL Modem、宽带路由器、本地连接三者的IP地址段统一的时候,才能实现互访和数据传输!所以,我们还需要将TL-R400的IP地址进行修改,我们建议将IP地址修改成与ADSL Modem同网段,例如本例的“192.168.1.2”,子网掩码“255.255.255.0”(图6)。最后点击“Save”按钮保存设置,并点击“Reboot”立即重新启动TL-R400宽带路由器使设置生效。
图6
二、客户机的配置
当TL-R400重新启动后,会弹出一个显示有“System is restarted Please reconnect manually”(系统已重启,请手动连接)字样的对话框让我们重新连接管理页面。这时你再次在IE地址栏中输入“
http://192.168.123.254 ”已无法访问该管理页面了,因为TL-R400的IP地址段已经做了修改,和现有本地连接的IP地址又不在一个段上了。所以现在我们需要重新配置客户机。
图7
进入图4所示对话框,在这里,将IP地址修改为“192.168.1.x”(x为3~255的自然数)(本例中为“192.168.1.3),子网掩码依旧是“255.255.255.0”。由于TL-R400现在取代了以前的代理服务器,起到一个“网关”的作用,所以这里我们将“网关”设置为TL-R400的IP地址“192.168.1.2”。由于采用的是“网关”式共享,那么客户机的DNS服务器也应该指向“网关”,即“192.168.1.2”(图7)(关于这一点,我们在用SyGate共享组网时已提及)。
三、宽带路由器拨号连接Internet
现在,ADSL Modem、宽带路由器、本地连接的私有IP地址都处在同一个网段下,能够实现数据传送了。
在IE地址栏中输入“
http://192.168.1.2 ”,然后输入管理密码进入TL-R400管理页面,点击右下角的“Connect”按钮进行拨号连接。等待约5秒钟后,连接成功,同时TL-R400将显示获得的公有IP地址、ISP的DNS服务器地址等信息(图8)。
图8
现在客户机可以上网了。打开IE,输入网址——Go!!
以后要上网时,只要将ADSL Modem和TL-R400的电源打开,TL-R400就会自动拨号并连接上Internet。这时计算机登录后,就可以直接上网了,无须任何额外的操作。如果不想上网了,关闭TL-R400的电源即可。
TL-R400支持4台计算机共享上网,如果多于4台计算机,可以再加一个集线器(或交换机),组网方式如图9。
图9
【路由式ADSL共享的优缺点】
可能有的读者会说,我又不要共享上网,路由不路由无所谓。的确,如果对于单机上网的用户来说,路由与否,似乎并不是很重要,但对于需要共享的用户来说,路由与否,的确有着比较直观的差异。最后我们再总结一下路由模式的利弊,大家可依据自己的实际情况决定是否采用路由方式。
优点
1.组网方便,且不需要单独一台计算机作为代理服务器,可以降低损耗并节约电费^__^。
2.一次设置后,计算机开机便可上网,无须在安装拨号软件进行拨号,非常方便省事。
3.所有计算机都不暴露在公网中,相对比较安全。如果开启了宽带路由器的防火墙功能,上网安全将得到进一步的保障!
缺点
1.所有计算机都没有公有IP地址了,暴露在外的是路由式ADSL Modem或宽带路由器。某些需要公有IP地址的应用(例如点对点信息共享,如P2P;各种服务器架设,例如流媒体服务器、邮件服务器等)需要靠端口映射来实现。尽管多数ADSL Modem和宽带路由器支持端口映射,但还是需要单独设置,显得不那么方便。
2.支持的共享计算机数量有限,比不上采用单独的代理服务器/网关计算机的共享方式。一般路由式ADSL Modem能够稳定地支持到5~12台,而能够稳定地支持60台计算机共享的宽带路由器(不带交换机,还需要单独购买交换机或者集线器)则需要2000多元,价格并不便宜。
上述内容只是一些常见的路由器配置方法,要想全面掌握路由器的配置,还需要有扎实的知识和丰富的实际经验。初学者可以通过使用模拟软件来学习配置.
参考资料:http://zhidao.baidu.com/q?ct=17&word=%C2%B7%D3%C9%C6%F7&tn=ikaslist&rn=10&pn=0