《高性能计算机网络》课程教学课件（讲义）第六章 网络层 第31讲 三层交换技术

第31讲三层交换技术

第31讲 三层交换技术

6.4.6、路由器与第三层交换技术路由器主要功能建立并维护路由表为了实现分组转发功能，路由器内部有一个路由表数据库与一个网络路由状态数据库：，路由器定期更新路由表；提供网络间的分组转发功能，当一个分组进入路由器时，路由器检查报文分组的源地址与目的地址，然后根据路由表数据库的相关信息，决定该分组应该传送给哪个路由器或主机

6.4.6 路由器与第三层交换技术 路由器主要功能 建立并维护路由表 • 为了实现分组转发功能，路由器内部有一个 路由表数据库与一个网络路由状态数据库； • 路由器定期更新路由表； 提供网络间的分组转发功能 • 当一个分组进入路由器时，路由器检查报文分 组的源地址与目的地址，然后根据路由表数据 库的相关信息，决定该分组应该传送给哪个路 由器或主机。 1

路由器的结构与工作原理路由器的基本结构·路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口，完成分组转发功能的专用计算机系统；·路由器是由“路由选择处理机”和分组处理与交换”两部分组成

路由器的结构与工作原理 路由器的基本结构 •路由器是一种具有多个输入端口和 多个输出端口，完成分组转发功能 的专用计算机系统； •路由器是由“路由选择处理机”和 “分组处理与交换”两部分组成。 1

路由器结构示意图路由选择处理机路由器路由选择协议路由表数据输入端口1物理层网络层数据链路层分组处理网络层物理层输入端口1链路层转发表.数据数据输入端口N网络层交换结构网络层物理层物理层输出端口N链路层链路层-

路由器结构示意图 1

路由选择处理机·路由选择部分又称为控制部分，其核心构件是路由选择处理器：·路由选择处理器的任务是根据所选定的路由选择协议构造路由表，同时从相邻路由器交换路由信息，更新和维护路由表

路由选择处理机 •路由选择部分又称为控制部分， 其核心构件是路由选择处理器； •路由选择处理器的任务是根据所 选定的路由选择协议构造路由表 ，同时从相邻路由器交换路由信 息，更新和维护路由表。 1

分组处理与交换部分·分组处理与交换部分主要包括：交换结构、一组输入端口和一组输出端口：·交换结构根据转发表对分组进行处理，将输入端口进入的分组从合适的输出端口转发出去：·路由器每个输入和输出端口中各有三个模块：对应于物理层、数据链路层和网络层；·如果接收的分组是交换的路由信息的分组（如RIP或OSPF分组），则将这种分组送交路由选择处理器；如果接收到的是数据分组，则按照分组头中的目的地址查找转发表，决定合适的输出端口

分组处理与交换部分 •分组处理与交换部分主要包括：交换结构、一 组输入端口和一组输出端口； •交换结构根据转发表对分组进行处理，将输入 端口进入的分组从合适的输出端口转发出去； •路由器每个输入和输出端口中各有三个模块， 对应于物理层、数据链路层和网络层； •如果接收的分组是交换的路由信息的分组（如 RIP或OSPF分组），则将这种分组送交路由选 择处理器；如果接收到的是数据分组，则按照 分组头中的目的地址查找转发表，决定合适的 输出端口。 1

讨论：·衡量路由器性能的重要参数是路由器每秒钟能够转发分组的速率：·最理想的状况是路由器分组处理速率等于输入端口的线路传送速率，人们将路由器的这种能力称为线速（linespeed）；·如果使用的是OC-48链路，速率为2.488Gbps，分组长度为256字节。如果路由器的处理能力达到线速，就要求路由器每秒钟能处理121.48×10个分组，记作121.48Mpps

讨论： •衡量路由器性能的重要参数是路由器每秒钟能 够转发分组的速率； •最理想的状况是路由器分组处理速率等于输入 端口的线路传送速率，人们将路由器的这种能 力称为线速（line speed）； •如果使用的是OC-48链路，速率为2.488Gbps， 分组长度为256字节。如果路由器的处理能力 达到线速，就要求路由器每秒钟能处理 121.48×106个分组，记作121.48Mpps。 1

排队队列·当一个分组到达一个输入端口时需要在输入队列中排队等待处理：·路由器输出端口设有缓存，存储等待转发的输出分组队列；·只要路由器的接收分组速率、处理分组速率、输出分组速率小于线速，无论是输入端口、处理分组过程与输出端口都会出现排队等待，产生分组转发延时，严重时会由于队列长度不够溢出，而造成分组丢失

排队队列 •当一个分组到达一个输入端口时需要在输入队 列中排队等待处理； •路由器输出端口设有缓存，存储等待转发的输 出分组队列； •只要路由器的接收分组速率、处理分组速率、 输出分组速率小于线速，无论是输入端口、处 理分组过程与输出端口都会出现排队等待，产 生分组转发延时，严重时会由于队列长度不够 溢出，而造成分组丢失。 1

路由器技术演变与发展·第一代单总线单CPU结构的路由器路由器CPURAM+总线↑物理接口物理接口物理接口

路由器技术演变与发展 •第一代单总线单CPU结构的路由器 1

第二代多总线多CPU结构的路由器路由器路由CPUSxBUS?交换CPUAdBUSACxBUS14★?★4接口CPU接口CPU接口CPU全全全物理接口物理接口物理接口全↑全

第二代多总线多CPU结构的路由器 1