Routers operativsystem | Routers bootprocess
En routers huvudsakliga uppgift i ett nätverk är att ta emot, analysera och vidarebefordra IP-paket mellan olika nätverk. Detta kräver att routern inte bara känner till vilka nätverk som finns tillgängliga, utan också kan fatta beslut om vilken väg ett paket ska ta. I detta arbete har routern flera centrala ansvarsområden:
- hantering av routinginformation
- val av bästa väg
- anpassning av datalänkformat och snabb
- effektiv vidarebefordring av data.
Denna lektion förklarar hur dessa uppgifter hanteras i praktiken.
Routingtabellen – nätverkskartan
För att fatta beslut om paketets väg använder routern en routing-tabell.
Routing-tabellen innehåller information om vilka nätverk routern känner till och hur dessa kan nås. När ett IP-paket tas emot extraherar routern destinationens IP-adress och jämför den mot posterna i tabellen. När en matchning hittas avgör routern vilket interface som ska användas samt vilket nästa hopp (next hop) paketet ska skickas till.
Paketförmedling – från inkommande till utgående interface
Efter att rätt väg har identifierats måste paketet skickas vidare. Routern kapslar då om paketet och anpassar det efter det aktuella nätverkets datalänks-protokoll, exempelvis från Ethernet till PPP. Det nya ramformatet skickas ut via det utvalda interfacet. Denna process sker varje gång ett paket passerar en router.
Tre mekanismer för paketförmedling
Cisco-routrar kan använda olika metoder för att hantera denna förmedling, var och en med olika prestanda.
Process switching
Den äldsta metoden, där varje paket behandlas individuellt av routerns CPU. Destinationen kontrolleras i routingtabellen, och beslut fattas för varje enskilt paket. Detta är mycket resurskrävande och används sällan i moderna nätverk.
Fast switching
Här behandlas det första paketet av CPU:n, och informationen om nästa hopp lagras i en cache. Efterföljande paket till samma destination kan hanteras snabbare direkt från cachen, vilket minskar CPU-belastningen.
Cisco Express Forwarding (CEF)
Den mest avancerade och effektiva metoden. CEF använder färdigbyggda strukturer: FIB (Forwarding Information Base) och Adjacency Table. Dessa innehåller all nödvändig information för att direkt kunna skicka vidare paket utan CPU-inblandning för varje enskilt fall. CEF är standardmetoden i moderna Cisco-nätverk.
Sammanfattning
Routrar har ett centralt ansvar för att IP-trafik ska nå rätt destination i ett nätverk.
- De bygger upp och använder routing-tabeller
- identifierar nästa hopp
- anpassar paket till rätt ramformat och skickar vidare informationen – allt på ett så effektivt sätt som möjligt.
De olika paketförmedlings mekanismerna visar hur routerns arbete har utvecklats för att möta dagens krav på snabbhet och prestanda. I praktiken arbetar moderna routrar nästan uteslutande med Cisco Express Forwarding för att kunna hantera stora trafikmängder i realtid.