詳解路由器的工作原理

1、資料來源：來自本人網(wǎng)絡(luò)整理！祝您工作順利！詳解路由器的工作原理 許多人都知道路由器是如今很重要的上網(wǎng)連接設(shè)備，但可能都不太理解路由器的工作原理，下面是我整理的一些關(guān)于路由器的相關(guān)資料，供你參考。 詳解路由器的工作原理 我們知道路由器是用來連接不同網(wǎng)段或網(wǎng)絡(luò)的，在一個局域網(wǎng)中，假如不需與外界網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展通信的話，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的各工作站都能識別其它各節(jié)點，完全可以通過交換機(jī)就可以實現(xiàn)目的發(fā)送，根本用不上路由器來記憶局域網(wǎng)的各節(jié)點mac地址。路由器識別不同網(wǎng)絡(luò)的方法是通過識別不同網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)id號進(jìn)展的，所以為了保證路由勝利，每個網(wǎng)絡(luò)都必需有一個唯一的網(wǎng)絡(luò)編號。路由器要識別另一個網(wǎng)絡(luò)，首先要識別的就是對方網(wǎng)絡(luò)

2、的路由器ip地址的網(wǎng)絡(luò)id，看是不是與目的節(jié)點地址中的網(wǎng)絡(luò)id號相全都。假如是當(dāng)然就向這個網(wǎng)絡(luò)的路由器發(fā)送了，接收網(wǎng)絡(luò)的路由器在接收到源網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的報文后，依據(jù)報文中所包括的目的節(jié)點ip地址中的主機(jī)id號來識別是發(fā)給哪一個節(jié)點的，然后再挺直發(fā)送。 為了更清晰地說明路由器的工作原理，如今我們假設(shè)有這樣一個簡潔的網(wǎng)絡(luò)。假設(shè)其中一個網(wǎng)段網(wǎng)絡(luò)id號為a，在同一網(wǎng)段中有4臺終端設(shè)備連接在一起，這個網(wǎng)段的每個設(shè)備的ip地址分別假設(shè)為：a1、a2、a3和a4。連接在這個網(wǎng)段上的一臺路由器是用來連接其它網(wǎng)段的，路由器連接于a網(wǎng)段的那個端口ip地址為a5。同樣路由器連接另一網(wǎng)段為b網(wǎng)段，這個網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)id號為b，

3、那連接在b網(wǎng)段的另幾臺工作站設(shè)備設(shè)的ip地址我們設(shè)為：b1、b2、b3、b4，同樣連接與b網(wǎng)段的路由器端口的ip地址我們設(shè)為b5。 在這樣一個簡潔的網(wǎng)絡(luò)中同時存在著兩個不同的網(wǎng)段，現(xiàn)假如a網(wǎng)段中的a1用戶想發(fā)送一個數(shù)據(jù)給b網(wǎng)段的b2用戶，有了路由器就特別簡潔了。 首先a1用戶把所發(fā)送的數(shù)據(jù)及發(fā)送報文預(yù)備好，以數(shù)據(jù)幀的形式通過集線器或交換機(jī)播送發(fā)給同一網(wǎng)段的全部節(jié)點(集線器都是實行播送方式，而交換機(jī)因為不能識別這個地址，也實行播送方式)，路由器在偵聽到a1發(fā)送的數(shù)據(jù)幀后，分析目的節(jié)點的ip地址信息(路由器在得到數(shù)據(jù)包后總是要先進(jìn)展分析)。得知不是本網(wǎng)段的，就把數(shù)據(jù)幀接收下來，進(jìn)一步依據(jù)其路由表分

4、析得知接收節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)id號與b5端口的網(wǎng)絡(luò)id號一樣，這時路由器的a5端口就挺直把數(shù)據(jù)幀發(fā)給路由器b5端口。b5端口再依據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的節(jié)點ip地址信息中的主機(jī)id號來確定最終目的節(jié)點為b2，然后再發(fā)送數(shù)據(jù)到節(jié)點b2。這樣一個完好的數(shù)據(jù)幀的路由轉(zhuǎn)發(fā)過程就完成了，數(shù)據(jù)也正確、順當(dāng)?shù)氐竭_(dá)目的節(jié)點。 當(dāng)然事實上像以上這樣的網(wǎng)絡(luò)算是特別簡潔的，路由器的功能還不能從根本上表達(dá)出來，一般一個網(wǎng)絡(luò)都會同時連接其它多個網(wǎng)段或網(wǎng)絡(luò)，就像圖2所示的一樣，a、b、c、d四個網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接在一起。 如今我們來看一下在如圖2所示網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下路由器又是如何發(fā)揮其路由、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)作用的。我們同樣需要假設(shè)，各網(wǎng)絡(luò)用戶的ip地

5、址安排就不多講了，圖2已有標(biāo)注?，F(xiàn)假設(shè)網(wǎng)絡(luò)a中一個用戶a1要向c網(wǎng)絡(luò)中的c3用戶發(fā)送一個懇求信號時，信號傳遞的步驟如下： 第1步：用戶a1將目的用戶c3的地址c3，連同數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)幀的形式通過集線器或交換機(jī)以播送的形式發(fā)送給同一網(wǎng)絡(luò)中的全部節(jié)點，當(dāng)路由器a5端口偵聽到這個地址后，分析得知所發(fā)目的節(jié)點不是本網(wǎng)段的，需要路由轉(zhuǎn)發(fā)，就把數(shù)據(jù)幀接收下來。 第2步：路由器a5端口接收到用戶a1的數(shù)據(jù)幀后，先從報頭中取出目的用戶c3的ip地址，并依據(jù)路由表計算動身往用戶c3的最正確途徑。因為從分析得知到c3的網(wǎng)絡(luò)id號與路由器的c5網(wǎng)絡(luò)id號一樣，所以由路由器的a5端口挺直發(fā)向路由器的c5端口應(yīng)是信號傳

6、遞的最正確途經(jīng)。 第3步：路由器的c5端口再次取出目的用戶c3的ip地址，找出c3的ip地址中的主機(jī)id號，假如在網(wǎng)絡(luò)中有交換機(jī)那么可先發(fā)給交換機(jī)，由交換機(jī)依據(jù)mac地址表找出詳細(xì)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點位置;假如沒有交換機(jī)設(shè)備那么依據(jù)其ip地址中的主機(jī)id挺直把數(shù)據(jù)幀發(fā)送給用戶c3，這樣一個完好的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)過程也完成了。 從上面可以看出，不管網(wǎng)絡(luò)有多么冗雜，路由器其實所作的工作就是這么幾步，所以整個路由器的工作原理都差不多。當(dāng)然在實際的網(wǎng)絡(luò)中還遠(yuǎn)比上圖2所示的要冗雜很多，實際的步驟也不會像上述那么簡潔，但總的過程是這樣的。 路由器用法分類 互聯(lián)網(wǎng)各種級別的網(wǎng)絡(luò)中隨處都可見到路由器。接入網(wǎng)絡(luò)使得家庭和小型

7、企業(yè)可以連接到某個互聯(lián)網(wǎng)效勞供應(yīng)商;企業(yè)網(wǎng)中的路由器連接一個校內(nèi)或企業(yè)內(nèi)成千上萬的計算機(jī);骨干網(wǎng)上的路由器終端系統(tǒng)通常是不能挺直訪問的，它們連接長間隔 骨干網(wǎng)上的isp和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。互聯(lián)網(wǎng)的快速進(jìn)展無論是對骨干網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)還是接入網(wǎng)都帶來了不同的挑戰(zhàn)。骨干網(wǎng)要求路由器能對少數(shù)鏈路進(jìn)展高速路由轉(zhuǎn)發(fā)。企業(yè)級路由器不但要求端口數(shù)目多、價格低廉，而且要求配置起來簡潔便利，并供應(yīng)qos，像飛魚星的企業(yè)級路由器就供應(yīng)smartqosiii。 接入 接入路由器連接家庭或isp內(nèi)的小型企業(yè)客戶。接入路由器已經(jīng)開頭不只是供應(yīng)slip或ppp連接。諸如adsl等技術(shù)將很快進(jìn)步各家庭的可用帶寬，這將進(jìn)一步增加接入路由器

8、的負(fù)擔(dān)。由于這些趨勢，接入路由器將來會支持很多異構(gòu)和高速端口，并在各個端口可以運行多種協(xié)議，同時還要避開電話交換網(wǎng)。 企業(yè)級 企業(yè)或校內(nèi)級路由器連接很多終端系統(tǒng)，其主要目的是以盡量廉價的方法實現(xiàn)盡可能多的端點互連，并且進(jìn)一步要求支持不同的效勞質(zhì)量。很多現(xiàn)有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)都是由hub或網(wǎng)橋連接起來的以太網(wǎng)段。盡管這些設(shè)備價格廉價、易于安裝、無需配置，但是它們不支持效勞等級。相反，有路由器參加的網(wǎng)絡(luò)可以將機(jī)器分成多個碰撞域，并因此可以掌握一個網(wǎng)絡(luò)的大小。此外，路由器還支持肯定的效勞等級，至少允許分成多個優(yōu)先級別。但是路由器的每端口造價要貴些，并且在可以用法之前要進(jìn)展大量的配置工作。因此，企業(yè)路由器的成

9、敗就在于是否供應(yīng)大量端口且每端口的造價很低，是否簡單配置，是否支持qos。另外還要求企業(yè)級路由器有效地支持播送和組播。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)還要處理歷史遺留的各種lan技術(shù)，支持多種協(xié)議，包括ip、ipx和vine。它們還要支持防火墻、包過濾以及大量的管理和平安策略以及vlan。 骨干級 骨干級路由器實現(xiàn)企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。對它的要求是速度和牢靠性，而代價那么處于次要地位。 硬件牢靠性可以采納電話交換網(wǎng)中用法的技術(shù)，如熱備份、雙電源、雙數(shù)據(jù)通路等來獲得。這些技術(shù)對全部骨干路由器而言差不多是標(biāo)準(zhǔn)的。骨干ip路由器的主要性能瓶頸是在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找某個路由所耗的時間。當(dāng)收到一個包時，輸入端口在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找該包的目的地

10、址以確定其目的端口，當(dāng)包越短或者當(dāng)包要發(fā)往很多目的端口時，勢必增加路由查找的代價。因此，將一些常訪問的目的端口放到緩存中可以進(jìn)步路由查找的效率。不管是輸入緩沖還是輸出緩沖路由器，都存在路由查找的瓶頸問題。除了性能瓶頸問題，路由器的穩(wěn)定性也是一個常被無視的問題。 太比特 在將來核心互聯(lián)網(wǎng)用法的三種主要技術(shù)中，光纖和dwdm都已經(jīng)是很成熟的并且是現(xiàn)成的。假如沒有與現(xiàn)有的光纖技術(shù)和dwdm技術(shù)供應(yīng)的原始帶寬對應(yīng)的路由器，新的網(wǎng)絡(luò)根底設(shè)施將無法從根本上得到性能的改善，因此開發(fā)高性能的骨干交換/路由器(太比特路由器)已經(jīng)成為一項迫切的要求。太比特路由器技術(shù)還主要處于開發(fā)試驗階段。 多wan 雙wan路由器具有物理上的2個wan口作為外網(wǎng)接入，這樣內(nèi)網(wǎng)電腦就可以經(jīng)過雙wan路由器的負(fù)載平衡功能同時用法2條外網(wǎng)接入線路，大幅進(jìn)步了網(wǎng)絡(luò)帶寬。當(dāng)前雙wan路由器主要有帶寬會聚和一網(wǎng)雙線的應(yīng)用優(yōu)勢，這是傳統(tǒng)單wan路由器做不到的。 3g無線 3g無線路由器采納32位高性能工業(yè)級arm9通信處理器，以嵌入式實時操作系統(tǒng)rtos為軟件支撐平臺，系統(tǒng)集成了全系列從規(guī)律鏈路層到應(yīng)用層通信協(xié)議，支持靜態(tài)及動態(tài)路由、ppp server及ppp client、(包括、pptp和ipsec)、dhcp se