簡(jiǎn)述路由器的基本工作原理都有哪些
路由器相信很多人都知道是什么，但或許很多人不太了解路由器的原理，下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的一些關(guān)于路由器原理的相關(guān)資料，供你參考。
路由器原理知識(shí)
當(dāng)IP子網(wǎng)中的一臺(tái)主機(jī)發(fā)送IP分組給同一IP子網(wǎng)的另一臺(tái)主機(jī)時(shí)，它將直接把IP分組送到網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)方就能收到。而要送給不同IP于網(wǎng)上的主機(jī)時(shí)，它要選擇一個(gè)能到達(dá)目的子網(wǎng)上的路由器，把IP分組送給該路由器，由路由器負(fù)責(zé)把IP分組送到目的地。如果沒(méi)有找到這樣的路由器，主機(jī)就把IP分組送給一個(gè)稱(chēng)為“缺省網(wǎng)關(guān)(default gateway)”的路由器上。“缺省網(wǎng)關(guān)”是每臺(tái)主機(jī)上的一個(gè)配置參數(shù)，它是接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)路由器端口的IP地址。
——路由器轉(zhuǎn)發(fā)IP分組時(shí)，只根據(jù)IP分組目的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)部分，選擇合適的端口，把IP分組送出去。同主機(jī)一樣，路由器也要判定端口所接的是否是目的子網(wǎng)，如果是，就直接把分組通過(guò)端口送到網(wǎng)絡(luò)上，否則，也要選擇下一個(gè)路由器來(lái)傳送分組。路由器也有它的缺省網(wǎng)關(guān)，用來(lái)傳送不知道往哪兒送的IP分組。這樣，通過(guò)路由器把知道如何傳送的IP分組正確轉(zhuǎn)發(fā)出去，不知道的IP分組送給“缺省網(wǎng)關(guān)”路由器，這樣一級(jí)級(jí)地傳送，IP分組最終將送到目的地，送不到目的地的IP分組則被網(wǎng)絡(luò)丟棄了。
——目前TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，全部是通過(guò)路由器互連起來(lái)的，Internet就是成千上萬(wàn)個(gè)IP子網(wǎng)通過(guò)路由器互連起來(lái)的國(guó)際性網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為以路由器為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)(router based network)，形成了以路由器為節(jié)點(diǎn)的“網(wǎng)間網(wǎng)”。在“網(wǎng)間網(wǎng)”中，路由器不僅負(fù)責(zé)對(duì)IP分組的轉(zhuǎn)發(fā)，還要負(fù)責(zé)與別的路由器進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，共同確定“網(wǎng)間網(wǎng)”的路由選擇和維護(hù)路由表。
——路由動(dòng)作包括兩項(xiàng)基本內(nèi)容：尋徑和轉(zhuǎn)發(fā)。尋徑即判定到達(dá)目的地的最佳路徑，由路由選擇算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于涉及到不同的路由選擇協(xié)議和路由選擇算法，要相對(duì)復(fù)雜一些。為了判定最佳路徑，路由選擇算法必須啟動(dòng)并維護(hù)包含路由信息的路由表，其中路由信息依賴(lài)于所用的路由選擇算法而不盡相同。路由選擇算法將收集到的不同信息填入路由表中，根據(jù)路由表可將目的網(wǎng)絡(luò)與下一站(nexthop)的關(guān)系告訴路由器。路由器間互通信息進(jìn)行路由更新，更新維護(hù)路由表使之正確反映網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渥兓?，并由路由器根?jù)量度來(lái)決定最佳路徑。這就是路由選擇協(xié)議(routing protocol)，例如路由信息協(xié)議(RIP)、開(kāi)放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議(OSPF)和邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP)等。
——轉(zhuǎn)發(fā)即沿尋徑好的最佳路徑傳送信息分組。路由器首先在路由表中查找，判明是否知道如何將分組發(fā)送到下一個(gè)站點(diǎn)(路由器或主機(jī))，如果路由器不知道如何發(fā)送分組，通常將該分組丟棄;否則就根據(jù)路由表的相應(yīng)表項(xiàng)將分組發(fā)送到下一個(gè)站點(diǎn)，如果目的網(wǎng)絡(luò)直接與路由器相連，路由器就把分組直接送到相應(yīng)的端口上。這就是路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議(routed protocol)。
——路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議和路由選擇協(xié)議是相互配合又相互獨(dú)立的概念，前者使用后者維護(hù)的路由表，同時(shí)后者要利用前者提供的功能來(lái)發(fā)布路由協(xié)議數(shù)據(jù)分組。文中提到的路由協(xié)議，除非特別說(shuō)明，都是指路由選擇協(xié)議，這也是普遍的習(xí)慣。
路由器工作原理
首先來(lái)看一下路由器是怎么工作的。對(duì)于普通用戶(hù)來(lái)說(shuō)，所能夠接觸到的只是局域網(wǎng)的范圍，通過(guò)在PC上設(shè)置默認(rèn)網(wǎng)關(guān)就可以是局域網(wǎng)的計(jì)算機(jī)與Internet進(jìn)行通信，
其實(shí)在計(jì)算機(jī)上所設(shè)置的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)就是路由器以太口的IP地址，如果局域網(wǎng)的計(jì)算機(jī)要和外面的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，只要把請(qǐng)求提交給路由器的以太口就可以了，接下來(lái)的工作就由路由器來(lái)完成了。因此可以說(shuō)路由器就是互聯(lián)網(wǎng)的中轉(zhuǎn)站，網(wǎng)絡(luò)中的包就是通過(guò)一個(gè)一個(gè)的路由器轉(zhuǎn)發(fā)到目的網(wǎng)絡(luò)的。
那么路由器是如何 進(jìn)行包的轉(zhuǎn)發(fā)的呢?就像一個(gè)人如果在去某個(gè)地方，一定要在他的腦海里有一張地圖，在每個(gè)路由器的內(nèi)部也有一張地圖，這張地圖就是路由表。
在這個(gè)路由表中包含有該路由器掌握的所有目地網(wǎng)絡(luò)地址，以及通過(guò)此路由器到達(dá)這些網(wǎng)絡(luò)中最佳路徑，這個(gè)最佳路徑指的是路由器的某個(gè)接口或下一條路由器的地址。
這是由于路由表的存在，路由器才可以依據(jù)路由表進(jìn)行包的轉(zhuǎn)發(fā)，如下面圖所示網(wǎng)絡(luò)為例。介紹路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的過(guò)程。為了方便，將網(wǎng)段192.168.1.0/24簡(jiǎn)寫(xiě)為0，其他網(wǎng)段也做類(lèi)似處理。
主機(jī)1.1要發(fā)送數(shù)據(jù)包給主機(jī)4.1，因?yàn)镮P地址不再同一網(wǎng)段，主機(jī)會(huì)將數(shù)據(jù)包發(fā)送給本網(wǎng)段的網(wǎng)關(guān)路由器A。
路由器A接收到數(shù)據(jù)包，查看數(shù)據(jù)包IP中的目標(biāo)IP地址，在查找自己的路由表，數(shù)據(jù)包的目標(biāo)IP地址是4.1，屬于4.0網(wǎng)段，路由器A在路由表中查到4。0網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)的接口是SO接口。于是，路由表A將數(shù)據(jù)包從SO接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。
網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)路由器都是按這樣的步驟去轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，直到到達(dá)了路由器B，用同樣的轉(zhuǎn)發(fā)方法，從EO口轉(zhuǎn)發(fā)出去，4.1主機(jī)接收發(fā)哦這個(gè)數(shù)據(jù)包。
在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的過(guò)程中，如果在路由表中沒(méi)有找到包的目的地地址，則根據(jù)路由器的配置轉(zhuǎn)發(fā)到默認(rèn)接口或者用戶(hù)返回目標(biāo)地址不可達(dá)的信息。
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