簡單的講,路由器主要有以下幾種功能:
第一,網(wǎng)絡(luò)互連,路由器支持各種局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)接口,主要用于互連局域網(wǎng)和廣域網(wǎng),實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)互相通信;
第二,數(shù)據(jù)處理,提供包括分組過濾、分組轉(zhuǎn)發(fā)、優(yōu)先級(jí)、復(fù)用、加密、壓縮和防火墻等功能;
第三,網(wǎng)絡(luò)管理,路由器提供包括配置管理、性能管理、容錯(cuò)管理和流量控制等功能。
路由器(Router)是一種負(fù)責(zé)尋徑的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,它在互連網(wǎng)絡(luò)中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網(wǎng)絡(luò)路徑提供給用戶通信。路由器用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)。對(duì)用戶提供最佳的通信路徑,路由器利用路由表為數(shù)據(jù)傳輸選擇路徑,路由表包含網(wǎng)絡(luò)地址以及各地址之間距離的清單,路由器利用路由表查找數(shù)據(jù)包從當(dāng)前位置到目的地址的正確路徑。路由器使用最少時(shí)間算法或最優(yōu)路徑算法來調(diào)整信息傳遞的路徑,如果某一網(wǎng)絡(luò)路徑發(fā)生故障或堵塞,路由器可選擇另一條路徑,以保證信息的正常傳輸。路由器可進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換,成為不同協(xié)議之間網(wǎng)絡(luò)互連的必要設(shè)備。
路由器使用尋徑協(xié)議來獲得網(wǎng)絡(luò)信息,采用基于“尋徑矩陣”的尋徑算法和準(zhǔn)則來選擇最優(yōu)路徑。按照OSI參考模型,路由器是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層系統(tǒng)。路由器分為單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器。
為了完成“路由”的工作,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。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。在路由器中涉及到兩個(gè)有關(guān)地址的名字概念,那就是:靜態(tài)路由表和動(dòng)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)隨未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。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)調(diào)整的路由表。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?br />
為了簡單地說明路由器的工作原理,現(xiàn)在我們假設(shè)有這樣一個(gè)簡單的網(wǎng)絡(luò)。如圖所示,A、B、C、D四個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接在一起。
現(xiàn)在我們來看一下在如圖所示網(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。現(xiàn)假設(shè)網(wǎng)絡(luò)A中一個(gè)用戶A1要向C網(wǎng)絡(luò)中的C3用戶發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)時(shí),信號(hào)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)以廣播的形式發(fā)送給同一網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn),當(dāng)路由器A5端口偵聽到這個(gè)地址后,分析得知所發(fā)目的節(jié)點(diǎn)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(bào)頭中取出目的用戶C3的IP地址,并根據(jù)路由表計(jì)算出發(fā)往用戶C3的最佳路徑。因?yàn)閺姆治龅弥紺3的網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)與路由器的C5網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)相同,所以由路由器的A5端口直接發(fā)向路由器的C5端口應(yīng)是信號(hào)傳遞的最佳途經(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(hào),如果在網(wǎng)絡(luò)中有交換機(jī)則可先發(fā)給交換機(jī),由交換機(jī)根據(jù)MAC地址表找出具體的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置;如果沒有交換機(jī)設(shè)備則根據(jù)其IP地址中的主機(jī)ID直接把數(shù)據(jù)幀發(fā)送給用戶C3,這樣一個(gè)完整的數(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)有多么復(fù)雜,路由器其實(shí)所做的工作就是這么幾步,所以整個(gè)路由器的工作原理基本都差不多。當(dāng)然在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中還遠(yuǎn)比上圖所示的要復(fù)雜許多,實(shí)際的步驟也不會(huì)像上述那么簡單,但總的過程是這樣的。