路由器基础配置及数据传输浅析

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在现今网络飞速发展的时代中，路由器有着举足轻重的作用。因为路由器作为网络层中的中继系统，提供着一个在第三层网络间数据的路由选择与转发功能。因此，路由器的功能、作用及基础配置都是作为IT行业成员的我们必须熟练掌握的。

以下，我们将从两方面对路由器作一个简要的分析：即如何在实验中搭建一个最简单的网络环境，并在其配置中常会碰到的情况及相对应的解决方法；以及对在网际中的数据传输中应用不同的数据封装协议（HDLC与PPP）、链路压缩进行传输速率的比较。



路由器配置及网络搭建



要组建一个网络，就须在应用中对网络结构要有一个很清晰的了解，而在物理上的正确连接、路由器中的分配IP地址、广域网路由协议的选择及局域网的接入等都是在实际应用中必需十分注意的。以下则是我们经过实验总结出来的使整个网络运行起来的三个主要方面。



一、网间的物理连接



在我们的实验环境中，运用了最简单的点对点环境，通过一对MODEM把两台路由器的广域网口连接起来进行数据传输。MODEM间连接双绞线(直通线) ，还要给予线路传输的带宽。而在局域网口,路由器直接与一台微机相连。但在实际的应用中，往往并不单单是两台路由器相连，或要多台路由器、交换机、集线器等。这要视网络结构来对网络设备的数量、位置，根据环境和要求进一步考虑。



二、路由器的配置



因为今天的路由器所包含的已不仅仅是对数据转发与路由转换的概念，它还可以实现多种意义和功能，如：安全限制、流量控制等。所以，在此我们只是简要介绍一下实现其原始功能的几个步骤。首先，进入端口模式，给予每个广域网口及以太网口一个IP地址与相应的地址掩码。其次，在广域网口要设置带宽与数据的链路传输封装协议(在实验中我们分别使用了HDLC及PPP协议)。最后，要配置路由协议，在大型的网络中，可选用的有很多不同的协议(静态路由、动态的OSPF、EIGRP)。而我们则选用的是CISCO的专有动态路由协议EIGRP。



三、用户终端的设定



为了实验的简便，为此我们只在以太网内放置了一台微机与以太网口相连。从以太口接出的所有设备都必须要对其指定一个IP地址且是与路由器的以太网口同一网段的，同时以路由器的以太网口为网关，才能保证以太网与外网段正常交换信息。











经过上面的三点配置，这个实验网络就能运行起来。利用PING命令即可检测两台微机间是否能正常通信。但在实验的过程中，在以上的每一个方面中,还有很多需要注意的小地方。以下即是我们在实验当中所得的几点体会。



一.广域网中连接的ASCOM是智能的，因此在连接后等待两个MODEM的时钟同步后即可进行通信。但需要注意的是在此对MODEM中会自定义一主一从或手工设定也可，当主MODEM改变传输的速率时，链路自动断开，从MODEM会与主MODEM进行时钟重同步以新设定的速率通信。



二.在路由器的端口状态检查中，当接口与下联设备连接，端口为UP；当下联设备处于开启状态，而且连接的链路协议也配置完成，端口的协议状态才会呈现UP。



三.配置路由协议时，如果协议还没有起来，检查路由器的状态则是所有端口都是UP，但链路却不通。这是由于路由器没有把下连设备的路由信息传给上连路由器的路由表，数据转发时就只能通过上连路由器的路由表找到直接相连的网段却找不到下一跳相连的网段地址。只有在协议正常运行后，路由器通过路由协议学习到网络中的路由，才能把得到的数据对其下一跳进行转发。还要注意起用路由协议时，网络号的指定是指运用此路由协议的整个网络。



四.路由器广域网的数据链路层封装协议要同步，就是收发数据必须用同一种封装协议，否则广域网口会丢掉与接口封装类型不相同的数据包，导致链路的不通。



五.由于微机与路由器的接口属于同类网络接入设备，要用反双绞线(交叉线)进行连接。同样的情况还有交换机与集线器的相连。也可以通过端口的标识判定。同种标识则用交叉线，反之，用直通线。



数据的传输



网络本身的意义就在于它能使信息更快，更便捷的传送到网络所覆盖的整个区域范围，从而实现信息化和全球化的时代要求。但信息的传送必须要得到正确、完整的保证。在计算机通信的早期人们就已发现，对于经常产生误码的实际链路，只要加上合适的控制规程，就可以使通信变为比较可靠的。这些规程演变到现在，成为网际间的数据传输封装协议有HDLC、PPP、ATM、帧中继等。于是，在两台微机可以在这个实验网络通信后，我们不但对HDLC与PPP进行了传输速率，还用CISCO路由器分别在这两种协议下的加压缩与不加压缩时的状态做了一个比较。



用于测试传输速度的软件是5.58M的一个注册表文件，使用FTP进行数据传输。传输过程应用了二进制算法和HASH排序，得出的结果在下表中列出。











从实验的结果，可以看出在同样的网络环境中，HDLC与PPP相比，在正常的情况下，PPP要稍快一点。在加压缩后，两协议都明显要比未压缩前要快。这是什么原因呢？那么就从他们的结构开始说起吧。



HDLC（High-level Data Link Control），高级数据链路控制。前身是面向比特的规程SDLC，后经ISO修改才称为HDLC的。在CISCO的路由器中，HDLC是默认的传输协议，与普通的HDLC的结构相似，为此，我们就以普通的HDLC对其结构进行分析。



HDLC的帧结构











数据链路层的数据是以帧为单位的。一个帧的结构具有固定的格式。标志字段F(Flag )，放在帧的开头和结尾，作为帧的边界，用于解决比特同步的问题。帧校验序列FCS(Frame Check Sequence)字段共占16bit，它采用的生成多项式是CRC-CCITT。所检验的范围是从地址字段的第1个比特起，到信息字段的最末1个为止。控制字段C共8bit。HDLC的许多重要功能都要靠控制字段来实现。

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