考点20 路由器与网关《计算机网络》河北省（对口招生）计算机类 知识点讲解

河北省（计算机类）对口招生《计算机网络》 复习讲义 模块 3 广域网技术 考点20 路由器与网关 【考纲要求】 1.理解路由器的工作原理及工作过程； 2.熟悉网关的作用； 【知识网络】 【知识和技能要点】 一、路由器 1.路由器概述 路由器工作在OSI 参考模型网络层，实现不同网络之间的互联。路由器具备网桥的全部功能，核心新增路径选择（路由选择）能力，可以互联多个网络、多种不同类型网络。处理的数据单元为IP 数据包，依据 IP 地址完成转发。 2.路由器工作过程 （1）IP 数据包到达路由器，进入接口队列，按照先来先出排队等待处理。 （2）路由器提取 IP 数据包中的目的 IP 地址，查询本机路由表。 ①路由表中存在多条可达路径时，依据路由算法选择最佳路径，确定下一跳地址与出接口。 ②若下一跳网络允许的最大数据包长度小于当前数据包长度，路由器执行IP 分片，把大数据包拆分成多个小分片再转发。 （3）将数据包转发到下一跳设备；到达目的网段后交付给目标主机。 3.路由的分类与路由优先级 （1）直连路由 路由器接口配置 IP 网段后，接口所在网段自动生成直连路由，存入路由表。特点：跟随接口状态动态变化；接口物理、链路层 UP，路由自动生成；接口关闭，路由自动消失。 优先级最高。 （2）静态路由 由网络管理员手工配置的路由条目。特点：不会随网络拓扑变化自动更新；拓扑稳定网络使用，提升网络性能；适合无冗余链路的小型网络。优先级仅次于直连路由。 （3）缺省路由（默认路由） 属于特殊的静态路由，路由表中表示为0.0.0.0/0。作用：当路由表中没有匹配的明确路由条目时，所有未知目标网段数据包，按照缺省路由指定的下一跳、接口转发。常用于企业内网访问互联网。 （4）动态路由 依靠动态路由协议（RIP、OSPF 等），路由器之间互相交换路由信息。特点：自动学习网络拓扑，网络发生变化自动重新计算最佳路由；适合大规模、复杂网络。 优先级低于直连、静态路由。 3.IP分组的交付和路由选择 （1）IP 分组的两种交付方式 IP 分组交付分为直接交付和间接交付，是 IP 数据包转发的基础。 ①直接交付 源主机与目的主机在同一个 IP 网段。 不需要经过路由器转发。 源主机通过 ARP 获取目的主机 MAC 地址，把 IP 数据包封装成帧，直接发给目的主机。 特点：同一网段内部通信，不经过三层路由设备。 ②间接交付 源主机与目的主机不在同一个 IP 网段。 源主机发现目标不在本地网段，把 IP 数据包发给默认网关（路由器）。 数据包经过一台或多台路由器逐跳转发，每一台路由器做一次路由选择，直到送达目的网段。 到达目的网段后，最后一跳路由器执行直接交付，把数据包交给目的主机。 （2）路由选择 路由选择：路由器收到 IP 分组，根据目的 IP 地址查询路由表，选择合适出接口与下一跳，把数据包转发出去的过程。 （3）路由器工作流程（路由选择完整过程） IP 分组到达路由器接口，进入队列，按先来先出排队。路由器提取 IP 包头中的目的 IP 地址，查询本机路由表。在路由表中查找与目的 IP 匹配的路由条目： ①若有多条可达路径，选择最佳路径，确定出接口、下一跳地址。 ②如果下一跳链路 MTU 更小，数据包长度超过允许值，路由器执行IP 分片，将大 IP 包拆分成多个分片，分别转发。 重新封装二层帧头，从选定的出接口转发 IP 分组。 2、 网关 1.概念 网关是一个网络通向另一个网络的通信关口，能够连接不同体系结构的网络。网关本质上就是本网络通往其他网络的 IP 地址。 2.网关的作用 网关是网络通往其他网络的关口。①作为本地网络的出口，负责转发本网段去往其他网络的数据包；②能够连接不同体系结构的异构网络，完成协议转换，实现不同网络之间的相互通信。 3.工作过程 网络 A 主机要访问网络 B 主机： （1）A 主机判断目标 IP 不在本地网段，将数据包发送给自己的网关。 （2）A 的网关把数据包转发给网络 B 的网关。 （3）B 网关再把数据包转发给 B 内部目标主机。 （4）B 回包反向执行相同流程。 3、 常见网络互联设备对比 设备 工作层次 核心作用 集线器 HUB 物理层 信号放大复制，共享冲突域，所有设备同一冲突域 二层交换机 数据链路层（二层） 依据 MAC 地址转发；隔离冲突域；不能 VLAN 间路由 三层交换机 数据链路层 + 网络层 二层交换 + 三层路由；用于局域网 VLAN 之间高速互通 路由器 网络层 依据 IP 地址路由；实现不同网段、广域网互联；路径选择 网关 网络层及以上 连接不同体系结构异构网络，网络出口关口 【练习题】 一、填空题 1.路由器工作在OSI参考模型的______层，其处理的核心数据单元是______。 2.缺省路由属于特殊的______路由，在路由表中通常表示为0.0.0.0/0。 3.当源主机与目的主机在同一个IP网段时，IP分组的交付方式为______，该过程不需要经过路由器转发。 4.网关本质上就是本网络通往其他网络的______地址。 5.集线器（HUB）工作在OSI参考模型的______层，其核心作用是信号放大复制，所有设备处于同一个______域。 6.三层交换机结合了二层交换与三层路由功能，主要用于局域网内______之间的高速互通。 7.网关工作在OSI参考模型的______层及以上，作为网络出口的关口。 8.在直接交付中，源主机通过______协议获取目的主机的MAC地址，将IP数据包封装成帧直接发送。 9.缺省路由属于特殊的静态路由，当路由表中没有匹配的明确路由条目时，所有未知目标网段的数据包都会按照缺省路由指定的______与出接口进行转发。 10.______能够连接不同体系结构的异构网络，完成协议转换，实现不同网络之间的相互通信。 二、选择题 1.当路由器发现下一跳网络允许的最大数据包长度小于当前数据包长度时，会执行的操作是（ ） A. 丢弃数据包 B. IP分片 C. 缓存等待 D. 重新封装 2.路由器接口配置IP网段后自动生成的路由是（ ） A. 静态路由 B. 缺省路由 C. 动态路由 D. 直连路由 3.缺省路由在路由表中的表示为（ ） A. 127.0.0.1/8 B. 255.255.255.255/32 C. 0.0.0.0/0 D. 192.168.1.0/24 4.在间接交付中，源主机将不在本地网段的IP数据包发送给（ ） A. 目的主机 B. DNS服务器 C. 默认网关（路由器） D. DHCP服务器 5.网关的主要作用是连接不同体系结构的（ ）网络并完成协议转换。 A. 同构 B. 异构 C. 局域 D. 广域 6.路由选择过程中，路由器根据（ ）地址查询路由表。 A. 源IP地址 B. 目的IP地址 C. 源MAC地址 D. 目的MAC地址 7.以下关于路由优先级的排序，正确的是（ ） A. 动态路由 > 静态路由 > 直连路由 B. 静态路由 > 直连路由 > 动态路由 C. 直连路由 > 静态路由 > 动态路由 D. 直连路由 > 动态路由 > 静态路由 8.在间接交付的最后阶段，最后一跳路由器执行（ ）交付将数据包交给目的主机。 A. 间接交付 B. 直接交付 C. 广播交付 D. 组播交付 9.主要用于局域网VLAN之间高速互通的设备是（ ） A. 集线器 B. 二层交换机 C. 三层交换机 D. 网关 10.在IP分组的间接交付过程中，关于数据包从源主机到达目的主机的整个生命周期，以下描述最准确的是（ ） A. 数据包在每一跳路由器之间转发时，源IP和目的IP都会随着下一跳的改变而改变 B. 数据包在中间路由器的逐跳转发过程中，源IP和目的IP始终保持不变，仅每一跳的源MAC和目的MAC发生改变 C. 数据包到达目的网段后，最后一跳路由器会将源IP修改为网关IP，再交付给目的主机 D. 数据包在传输过程中，无论是否跨越网段，源MAC地址和目的MAC地址始终保持不变 三、判断题 1.路由器的核心功能是路径选择，它只能互联相同类型的网络。（ ） 2.直连路由是由网络管理员手工配置的路由条目，优先级最高。（ ） 3.路由器可以完成VLAN之间的数据传递。（ ） 4.动态路由协议（如RIP、OSPF）能够自动学习网络拓扑，并在网络变化时重新计算最佳路由。（ ） 5.当源主机与目的主机不在同一IP网段时，IP分组采用直接交付方式发送。（ ） 6.路由选择过程中，若存在多条可达路径，路由器会依据路由算法选择最佳路径并确定下一跳地址。（ ） 7.路由器依据MAC地址进行路由选择，实现不同网段的互联。（ ） 8.静态路由不会随网络拓扑变化自动更新，因此适合拓扑稳定的小型网络。（ ） 9.网关在工作时，网络A主机访问网络B主机，B主机的回包无需经过网关，可直接发送给A主机。（ ） 10.IP分组的直接交付和间接交付是IP数据包转发的基础，区分依据是源主机与目的主机是否在同一IP网段。（ ） 【答案】 一、填空题 1.网络；IP数据包 2.静态 3.直接交付 4.IP 5. 物理；冲突 6.VLAN 7. 网络 8.ARP 9.下一跳 10.网关 二、选择题 1.B 2.D 3.C 4.C 5.B 6.B 7.C 8. B 9.C 10.B 三、判断题 1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.√ 7.× 8.√ 9.× 10.√ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $