導(dǎo)讀：說(shuō)起路由器，大家對(duì)它一定非常熟悉吧，上網(wǎng)都靠他，但它是靠什么原理工作的呢，它的工作流程是怎樣呢?今天小編帶大家了解一下路由器的工作原理。

路由器的概念及基本構(gòu)成

路由器是一種用于網(wǎng)絡(luò)互連的計(jì)算機(jī)設(shè)備，它工作在 OSI 參考模型的第三層

(網(wǎng)絡(luò)層)，為不同的網(wǎng)絡(luò)之間報(bào)文尋徑并存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)。

作為路由器，必須具備：

Ⅰ 兩個(gè)或兩個(gè)以上的接口：用于連接不同的網(wǎng)絡(luò)。

Ⅱ 協(xié)議至少實(shí)現(xiàn)到網(wǎng)絡(luò)層：只有理解網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議才能與網(wǎng)絡(luò)層通訊。

Ⅲ 至少支持兩種以上的子網(wǎng)協(xié)議：異種子網(wǎng)互聯(lián)。

Ⅳ 具有存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)、尋徑功能 ：實(shí)現(xiàn)速率匹配與路由尋徑。

Ⅴ 一組路由協(xié)議：包括域內(nèi)路由協(xié)議、域間路由協(xié)議。

路由器的作用

Ⅰ 異種網(wǎng)絡(luò)互連：主要是具有異種子網(wǎng)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互連。

Ⅱ 子網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換：不同子網(wǎng)間包括局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)間協(xié)議轉(zhuǎn)換。

Ⅲ 路由(尋徑)：路由表建立、刷新、查找。

Ⅳ 速率適配：不同接口具有不同的速率，路由器可以利用自己 緩存及流控協(xié)議適配。

Ⅴ 隔離網(wǎng)絡(luò)：防止廣播風(fēng)暴，網(wǎng)絡(luò)安全(防火墻)。

Ⅵ 報(bào)文分片與重組：接口的 MTU 不同，超過(guò)接口的 MTU 的報(bào)文會(huì)被分片，到達(dá)目的地的報(bào)文會(huì)被重組。

Ⅶ備份、流量流控：主備線路的切換及復(fù)雜的流量控制。

路由器工作原理

路由器中時(shí)刻維持著一張路由表，所有報(bào)文的發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)都通過(guò)查找路由表。從相應(yīng)端口發(fā)送。這張路由表可以是靜態(tài)配置的，也可以是動(dòng)態(tài)路由協(xié)議產(chǎn)生的。物理層從路由器的一個(gè)端口收到一個(gè)報(bào)文，上送到數(shù)據(jù)鏈路層。數(shù)據(jù)鏈路層去掉鏈路層封裝，根據(jù)報(bào)文的協(xié)議域上送到網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層首先看報(bào)文是否是送給本機(jī)的，若是，去掉網(wǎng)絡(luò)層封裝，送給上層。若不是，則根據(jù)報(bào)文的目的地址查找路由表，若找到路由，將報(bào)文送給相應(yīng)端口的數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層封裝后，發(fā)送報(bào)文。若找不到路由，報(bào)文丟棄。

子網(wǎng)尋徑及路由

標(biāo)準(zhǔn)的尋徑表表目是一個(gè)二維組(信宿網(wǎng)絡(luò)地址，下一驛站地址)，其中不攜帶子網(wǎng)信息，不能滿足子網(wǎng)尋徑。引入子網(wǎng)編址以后，子網(wǎng)尋徑表的每一表目中加入子網(wǎng)模，于是子網(wǎng)尋徑表表目變?yōu)槿S組：子網(wǎng)模、信宿網(wǎng)絡(luò)地址、下一驛站地址。

路由算法、路由協(xié)議、尋徑

路由器依據(jù)路由表來(lái)為報(bào)文尋徑，路由表由路由協(xié)議建立和維護(hù)。路由協(xié)議的設(shè)計(jì)則是依據(jù)某種路由算法。

選徑是否是最佳：

以什么參數(shù)來(lái)衡量路由，如時(shí)延、距離、中間網(wǎng)關(guān)數(shù)等。

簡(jiǎn)潔性：路由算法應(yīng)設(shè)計(jì)的盡可能簡(jiǎn)潔。

強(qiáng)壯性：路由算法必須具有魯棒性，應(yīng)經(jīng)得起各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的考驗(yàn)。

快速收斂性：即所有路由器就最優(yōu)路徑達(dá)成一致的過(guò)程路由算法如果收斂的慢，就會(huì)引起路徑循環(huán)或網(wǎng)絡(luò)消耗。

靈活性、彈性：路由算法能否適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的各種變化，例如網(wǎng)絡(luò)帶寬、路由器的緩存、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延等發(fā)生變化，路由算法能否根據(jù)這些變化做出調(diào)整。路由表包含的信息用來(lái)交換路由信息和選擇最佳路由路由表是路由器的核心，其中的路由信息來(lái)源有兩種：一種是手動(dòng)添加的靜態(tài)路由，另外一種是路由器運(yùn)行過(guò)程中由動(dòng)態(tài)路由協(xié)議學(xué)習(xí)而得來(lái)。路由算法使用了許多不同的權(quán)決定最佳路由。

通常采用的權(quán)如下：

Ⅰ 路徑距離：指所經(jīng)過(guò)的每條鏈路的權(quán)值之和，有的路由協(xié)議指節(jié)點(diǎn)數(shù)目;

Ⅱ 可靠性：指網(wǎng)絡(luò)鏈路是否容易出故障;

Ⅲ 時(shí)延：指網(wǎng)絡(luò)鏈路造成的網(wǎng)絡(luò)延時(shí);

Ⅳ 帶寬：指鏈路傳輸信息流容量的能力;

Ⅴ 承載量：指網(wǎng)絡(luò)資源如路由器的繁忙程度;

Ⅵ 通信費(fèi)用。

路由器與相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的比較

Hubs(中繼器)：對(duì)應(yīng) 7 層模型的物理層，它的作用是放大電信號(hào)。主要用于連接具有相同物理層的 LAN。Hubs 還將以太網(wǎng)的總線結(jié)構(gòu)變成星狀結(jié)構(gòu)。Bridges(Switches)：是一種在數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)互連的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，廣泛用于局域網(wǎng)的擴(kuò)展。Bridges 從一個(gè)網(wǎng)段接收完整的數(shù)據(jù)幀，進(jìn)行必要的比較和驗(yàn)證，然后決定是丟棄還是發(fā)送給另外一個(gè)網(wǎng)段。Bridges 具有隔離網(wǎng)段的作用。在網(wǎng)絡(luò)上適當(dāng)?shù)厥褂?Bridges 可以調(diào)整網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，提高傳輸性能。

Router(路由器)：與 Bridges 相比，路由器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連是發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)層，它實(shí)現(xiàn)了相對(duì)復(fù)雜的功能：路由選擇、多路重發(fā)、錯(cuò)誤檢測(cè)等。路由器的異構(gòu)網(wǎng)互連能力、阻塞控制能力和網(wǎng)段的隔離能力要強(qiáng)于 Bridges。路由器可以阻止網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴、支持多協(xié)議、提供多種接口。

關(guān)鍵詞： 路由器 路由器工作原理