路由器

1、路由器概述

在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，有非常多的主機(jī)，這些主機(jī)分布在不同的局域網(wǎng)中，如果沒(méi)有能夠連接不同局域網(wǎng)的設(shè)備，那么這些主機(jī)之間不可能進(jìn)行通信。路由器就是這樣一種能夠?qū)⒍鄠€(gè)局域網(wǎng)相連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，有大量的路由器，用來(lái)連接各個(gè)不同的局域網(wǎng)。路由器可以學(xué)習(xí)和傳播各種路由信息，并根據(jù)這些路由信息將網(wǎng)絡(luò)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)到正確的網(wǎng)絡(luò)中。

路由器是工作在OSI七層模型中的第三層（網(wǎng)絡(luò)層）的設(shè)備，其具有局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)兩種接口。它可以作為企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和Internet骨干網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備來(lái)使用。路由器通過(guò)路由表為進(jìn)入路由器的數(shù)據(jù)分組選擇最佳的路徑并將分組傳輸?shù)竭m當(dāng)?shù)某隹凇?/p>

2、路由器的功能

路由器主要有以下三種功能：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)隔離和流量控制。

（1）網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

路由器的主要功能是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，它主要采用以下技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)包傳輸。

地址映射：地址映射技術(shù)可以完成邏輯地址（IP地址）與物理地址（MAC地址）之間的轉(zhuǎn)換，從而完成數(shù)據(jù)在同一網(wǎng)段內(nèi)的傳輸。

路由選擇：在每個(gè)路由器都會(huì)保持著一個(gè)獨(dú)立的路由表，該路由表根據(jù)數(shù)據(jù)包中的目的IP地址判斷該數(shù)據(jù)包應(yīng)該送往下一個(gè)路由器的地址。路由表分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種，建立和維護(hù)更新路由表是路由器完成路由選擇的關(guān)鍵。

協(xié)議轉(zhuǎn)換：路由器可以連接不同結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)。不同結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)要進(jìn)行連接，需要連接設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)議的轉(zhuǎn)換（如IP協(xié)議向IPX協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換）。

（2）網(wǎng)絡(luò)隔離

路由器一方面用來(lái)連接各個(gè)局域網(wǎng)，保證各個(gè)局域網(wǎng)之間的通信，另一方面路由器可以根據(jù)數(shù)據(jù)包的源地址、目的地址、數(shù)據(jù)包類型等對(duì)數(shù)據(jù)包能否被轉(zhuǎn)發(fā)作出適當(dāng)?shù)呐袛?，從而隔離各個(gè)局域網(wǎng)之間的不需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包。這種隔離，能夠?qū)⒏鱾€(gè)局域網(wǎng)中的廣播風(fēng)暴隔離在每個(gè)局域網(wǎng)之內(nèi)，防止局域網(wǎng)中的廣播風(fēng)暴影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能；同時(shí)能夠保證網(wǎng)絡(luò)的安全，將不必要的數(shù)據(jù)流量隔離，以保證網(wǎng)絡(luò)的安全。

（3）流量控制

路由器具有非常好的流量控制能力，它可以利用相應(yīng)的路由算法來(lái)均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，從而有效的控制網(wǎng)絡(luò)擁塞，避免因擁塞而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能的下降。

3、路由表

路由器的主要工作就是為經(jīng)過(guò)路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)。由此可見(jiàn)，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關(guān)鍵所在。

為了完成這項(xiàng)工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)--路由表（Routing Table），供路由選擇時(shí)使用。打個(gè)比方，路由表就像我們平時(shí)使用的地圖一樣，標(biāo)識(shí)著各種路線，路由表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個(gè)數(shù)和下一個(gè)路由器的名字等內(nèi)容。路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動(dòng)態(tài)修改，可以由路由器自動(dòng)調(diào)整，也可以由主機(jī)控制。

（1）靜態(tài)路由表

由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路由表稱之為靜態(tài)（static）路由表，一般是在系統(tǒng)安裝時(shí)就根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定的，它不會(huì)隨網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。

（2）動(dòng)態(tài)路由表

動(dòng)態(tài)（Dynamic）路由表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行情況而自動(dòng)生成的路由表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議（Routing Protocol）提供的功能，自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，在需要時(shí)自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?/p>

4、路由選擇協(xié)議

路由選擇協(xié)議是一種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，它通過(guò)提供一種共享路由選擇信息的機(jī)制，允許路由器與其他路由器通信以更新和維護(hù)自己的路由表，并確定最佳的路由選擇路徑。通過(guò)路由選擇協(xié)議，路由器可以了解未直接連接的網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化時(shí)，路由表中的信息可以隨時(shí)更新，以保證網(wǎng)絡(luò)上的路由選擇路徑處于可用狀態(tài)。

路由表由路由協(xié)議生成。路由協(xié)議根據(jù)其生成路由表的方式，可以分為靜態(tài)路由協(xié)議和動(dòng)態(tài)路由協(xié)議兩種。靜態(tài)路由協(xié)議下的路由信息完全有管理員手工完成，在完成路由表后，除非管理員再次調(diào)整路由信息不會(huì)發(fā)生變化。而動(dòng)態(tài)路由協(xié)議可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)變化而不斷的調(diào)整路由器中的路由表，以使路由表能夠隨時(shí)保持最新的狀態(tài)，保證數(shù)據(jù)包能夠順利的轉(zhuǎn)發(fā)。

（1）靜態(tài)路由協(xié)議

在靜態(tài)路由協(xié)議下，路由信息由管理員配置而成，它適用于小型的局域網(wǎng)絡(luò)（擁有5臺(tái)以下的路由器）。靜態(tài)路由協(xié)議具有運(yùn)行速度快、占用資源少、配置方法簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但是由于靜態(tài)路由需要管理員手工配置，如果在網(wǎng)絡(luò)中的狀態(tài)發(fā)生變化，需要修改路由信息，那么對(duì)于網(wǎng)絡(luò)管理員來(lái)說(shuō)，將會(huì)是非常大的工作量，同時(shí)管理和配置的難度也較大。所以，靜態(tài)路由協(xié)議在小型的網(wǎng)絡(luò)中能夠工作的很好，但在較大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中并不能夠很好的運(yùn)行和維護(hù)。

（2）動(dòng)態(tài)路由協(xié)議

動(dòng)態(tài)路由協(xié)議根據(jù)路由信息更新方式的不同，可以分為距離矢量路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議兩種。

距離矢量路由協(xié)議：距離矢量（Distance-vector）路由協(xié)議采用距離矢量路由選擇算法，它確定到網(wǎng)絡(luò)中任一鏈路的方向（向量）與距離，如RIP協(xié)議。

鏈路狀態(tài)路由協(xié)議：鏈路狀態(tài)（Link-state）路由協(xié)議創(chuàng)建整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)確拓?fù)洌杂?jì)算路由器到其他路由器的最短路徑，如OSPF,IS-IS等。