路由器的转发机制有哪些
本篇文章给大家谈谈路由器的转发机制有哪些，以及路由器的转发规则的作用是什么对应的知识点，希望对各位有所帮助，不要忘了收藏本站喔。
本文目录一览：
1、路由器结构
2、路由器支持的数据包转发机制有哪三种?各有什么特点?
3、路由器转发规则是什么
4、交换机 l路由器的 转发模式是什么？
路由器结构
输入端口是物理链路和输入包的进口处。端口通常由线卡提供，一块线卡一般支持4、8或16个端口，一个输入端口具有许多功能。第一个功能是进行数据链路层的封装和解封装。第二个功能是在转发表中查找输入包目的地址从而决定目的端口（称为路由查找），路由查找可以使用一般的硬件来实现，或者通过在每块线卡上嵌入一个微处理器来完成。第三，为了提供QoS（服务质量），端口要对收到的数据包进行业务分类，分成几个预定义的服务级别。第四，端口可能需要运行诸如SLIP（串行线网际协议）和PPP（点对点协议）这样的数据链路级协议或者诸如PPTP（点对点隧道协议）这样的网络级协议。一旦路由查找完成，必须用交换开关将包送到其输出端口。如果路由器是输入端加队列的，则有几个输入端共享同一个交换开关。这样输入端口的最后一项功能是参加对公共资源（如交换开关）的仲裁协议。普通路由器中该部分的功能完全由路由器的中央处理器来执行，制约了数据包的转发速率（每秒几千到几万个数据包）。高端路由器中普遍实现了分布式硬件处理，接口部分有强大的CPU处理器和大容量的高速缓存，使接口数据速率达到10Gbps，满足了高速骨干网络的传输要求。
路由器的转发机制对路由器的性能影响很大，常见的转发方式有：进程转发、快速转发、优化转发、分布式快速转发。进程转发将数据包从接口缓存拷贝到处理器的缓存中进行处理，先查看路由表再查看ARP表，重新封装数据包后将数据包拷贝到接口缓存中准备传送出去，两次查表和拷贝数据极大的占用CPU的处理时间，所以这是最慢的交换方式，只在低档路由器中使用。快速交换将两次查表的结果作了缓存，无需拷贝数据，所以CPU处理数据包的时间缩短了。优化交换在快速交换的基础上略作改进，将缓存表的数据结构作了改变，用深度为4的256叉树代替了深度为32的2叉树或哈希表（hash），CPU的查找时间进一步缩短。这两种转发方式在中高档路由器中普遍加以应用。在骨干路由器中由于路由表条目的成倍增加，路由表或ARP表的任何变化都会引起大部分路由缓冲失效，以前的交换方式都不再适用，最新的交换方式是分布式快速交换，它在每个接口处理板上构建一个镜像（mirror）路由表和MAC地址表相结合的转发表，该表是深度为4的256叉树，但每个节点的数据部分是指向另一个称为邻接表的指针，邻接表中含有路由器成帧所需要的全部信息。这种结构使得转发表完全由路由表和ARP表来同步更新，本身不再需要额外的老化进程，克服了其它交换方式需要不断对缓存表进行老化的缺陷。
交换结构最常见的有总线型、共享内存型、Cross-bar空分结构型。总线型结构最简单，所有输入和输出接口挂在一个总线上，同一时间只有两个接口通过总线交换数据。其缺点是其交换容量受限于总线的容量以及为共享总线仲裁所带来的额外开销。在调度共享数据传输通道上必须花费一定的开销，而且总线带宽的扩展受到限制，制约了交换容量的扩张，一般在中档路由器中使用这种结构。共享内存型结构中，进来的包被存贮在共享存贮器中，所交换的仅是包的指针，这提高了交换容量，但它受限于内存的访问速度和存储器的管理效率，尽管存贮器容量每18个月能够翻一番，但存贮器的存取时间每年仅降低5%，这是共享存贮器交换开关的一个固有限制。共享内存型结构在早期的中低档路由器中普遍应用。Cross-bar空分结构相当于多条并行工作的总线，具有N×N个交叉点的交叉开关可以被认为具有2N条总线。如果一个交叉是闭合，输入总线上的数据在输出总线上可用，否则不可用。对流经它的数据不断进行开关切换，可见开关速度决定了交换容量，随着各种高速器件的不断涌现，这种结构的交换容量普遍达到几十Gbps以上，成为目前高端路由器和交换机的首选交换结构。
路由计算或处理部分主要是运行动态路由协议。接收和发送路由信息，计算出路由表，为数据包的转发提供依据。各种档次的路由器的路由表条目的大小存在很大差异，从几千条到几百万条不等，因此高端路由器的路由表的构造对路由查找速度影响很大，其路由表的数据结构常采用二叉树的形式，查找与更新的速度都比较快。
输出端口在包被发送到输出链路之前对包存贮，可以实现复杂的调度算法以支持优先等级要求。与输入端口一样，输出端口同样要能支持数据链路层的封装和解封装，以及许多较高级协议。
一般而言，路由器对一个数据包的交换要经过一系列的复杂处理，主要有以下几个方面：
1）压缩和解压缩
2）加密和解密
3）用输入/输出访问列表进行报文过滤
4）输入速率限制
5）进行网络地址翻译（NAT）
6）处理影响本报文的任何策略路由
7）应用防火墙特性对包进行检查
8）处理Web页缓冲的重定向
9）物理广播处理，如帮助性地址（ip help address）
10）利用启用的QoS机制对数据包排队
11）TTL值的处理
12）处理IP头部中的任选项
13）检查数据包的完整性
路由器支持的数据包转发机制有哪三种?各有什么特点?
三层交换机采用一次路由多次转发的方式，也就是说对于到达同一目标的数据只需要第一次进行路由查询，以后的就直接转发。而路由器是每一个数据包都是独立路由并转发的。因此在局域网内部，三层交换机的速率要比路由器快很多。
路由器转发规则是什么
大部分路由器上都有这样一个功能：端口映射或端口转发。在TP-LINK的家用路由器上，这个功能叫"转发规则"，这个功能就是为了完成internet上的其他主机访问路由器后的LAN里的PC用的。 要在路由器上完成端口映射或"转发规则"，该怎么做呢？ 首先，需要知道要完成什么服务，完成这个服务需要的TCP或UDP端口，如：WEB服务默认需要80端口，FTP服务默认需要20和21端口。 其次，需要知道LAN里的PC的私网IP地址，假如LAN里有两台PC，A和B，A的IP地址是192.168.0.2，B的IP地址是192.168.0.3，A机想提供WEB服务并已安装相应的WEB服务程序如IIS,APACHE，B机想提供FTP服务并已安装相应的服务程序如IIS、Serv-u、G6FTP等。如果不在路由器上做相应的设置的话，这些服务只能向LAN里的其他机器提供，internet上的其他主机是无法访问的。 第三，在路由器上设置端口映射（TP-LINK路由器上是"转发规则"），添加一个80服务端口，将IP地址选择192.168.0.2（就是上例的A机），因WEB服务用的是TCP协议，在协议那部分选择"TCP"，再将"启用"勾上；再添加一个20端口和21端口，IP地址则为192.168.0.3（上例中的B机），协议也都选TCP，也要注意将"启用"勾上，注意，这样设置的FTP服务只能用PORT模式连接.
交换机 l路由器的 转发模式是什么？
所有路由器对数据包都是存储转发模式，交换机只有两种：存储转发和快速转发。
这两种模式的区别是：
存储转发是将数据包完全接收下来后，帧校验判断为有效帧后，再根据目的MAC地址转发；
而快速转发只需要接收到帧头部分，即只要判断出目的MAC地址就将该数据包直接转发，而不必等到完全接收数据包后再进行转发，相比存储转发模式，快速转发模式转发时延更小。
还有一种数据转发模式叫直通模式，是指从A端口接收到的比特直接发送到B端口，而不需要将帧完全接收或接收整头部分判别目的MAC地址后才转发。相比前两种转发模式，直通模式是时延最小的，但由于交换机是多端口设备，正常数据必须判断目的MAC地址后才能转发，所以直通模式在交换机上没有应用，但是在光纤收发器上会用到。
路由器的转发机制有哪些的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于路由器的转发规则的作用是什么、路由器的转发机制有哪些的信息别忘了在本站进行查找喔。
