路由器基本概念及作用

　　歡迎來到學習啦，本文為大家講解路由器是什麼，揭開路由器的神秘面紗，歡迎大家閱讀學習。

　　路由器是什麼

　　是什麼把網絡相互連接起來?是路由器。路由器是互聯網絡的樞紐、"交通警察"。目前路由器已經廣泛應用於各行各業，各種不同檔次的產品已經成為實現各種骨干網內部連接、骨干網間互聯和骨干網與互聯網互聯互通業務的主力軍。

　　所謂路由就是指通過相互連接的網絡把信息從源地點移動到目標地點的活動。一般來說，在路由過程中，信息至少會經過一個或多個中間節點。通常，人們會把路由和交換進行對比，這主要是因為在普通用戶看來兩者所實現的功能是完全一樣的。其實，路由和交換之間 的主要區別就是交換發生在OSI參考模型的第二層(數據鏈路層)，而路由發生在第三層，即網絡層。這一區別決定了路由和交換在移動信息的過程中需要使用不同的控制信息，所以兩者實現各自功能的方式是不同的。

　　早在40多年之間就已經出現了對路由技術的討論，但是直到80年代路由技術才逐漸進入商業化的應用。路由技術之所以在問世之初沒有被廣泛使用主要是因為80年代之前的網絡結構都非常簡單，路由技術沒有用武之地。直到最近十幾年，大規模的互聯網絡才逐漸 流行起來，為路由技術的發展提供了良好的基礎和平台。

　　路由器是互聯網的主要節點設備。路由器通過路由決定數據的轉發。轉發策略稱為路由選擇(routing)，這也是路由器名稱的由來(router，轉發者)。作為不同網絡之間互相連接的樞紐，路由器系統構成了基於 TCP/IP 的國際互連網絡 Internet 的主體脈絡，也可以說，路由器構成了 Internet 的骨架。它的處理速度是網絡通信的主要瓶頸之一，它的可靠性則直接影響著網絡互連的質量。因此，在園區網、地區網、乃至整個 Internet 研究領域中，路由器技術始終處於核心地位，其發展歷程和方向，成為整個 Internet 研究的一個縮影。在當前我國網絡基礎建設和信息建設方興未艾之際，探討路由器在互連網絡中的作用、地位及其發展方向，對於國內的網絡技術研究、網絡建設，以及明確網絡市場上對於路由器和網絡互連的各種似是而非的概念，都具有重要的意義。

　　路由器的作用

　　路由器的一個作用是連通不同的網絡，另一個作用是選擇信息傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網絡系統通信負荷，節約網絡系統資源，提高網絡系統暢通率，從而讓網絡系統發揮出更大的效益來。

　　從過濾網絡流量的角度來看，路由器的作用與交換機和網橋非常相似。但是與工作在網絡物理層，從物理上劃分網段的交換機不同，路由器使用專門的軟件協議從邏輯上對整個網絡進行劃分。例如，一台支持IP協議的路由器可以把網絡劃分成多個子網段，只有指向特 殊IP地址的網絡流量才可以通過路由器。對於每一個接收到的數據包，路由器都會重新計算其校驗值，並寫入新的物理地址。因此，使用路由器轉發和過濾數據的速度往往要比只查看數據包物理地址的交換機慢。但是，對於那些結構復雜的網絡，使用路由器可以提高網絡 的整體效率。路由器的另外一個明顯優勢就是可以自動過濾網絡廣播。從總體上說，在網絡中添加路由器的整個安裝過程要比即插即用的交換機復雜很多。

　　一般說來，異種網絡互聯與多個子網互聯都應采用路由器來完成。

　　路由器的主要工作就是為經過路由器的每個數據幀尋找一條最佳傳輸路徑，並將該數據有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關鍵所在。為了完成;這項工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數據——路徑表(Routi ng Table)，供路由選擇;時使用。路徑表中保存著子網的標志信息、網上路由器的個數和下一個路由器的名字等內容。路徑表可以是由系統管理員固定設置好的，也可以由系統動態修改，可以由路由器自動調整，也可以由主機控制。

　　1.靜態路徑表

　　由系統管理員事先設置好固定的路徑表稱之為靜態(static)路徑表，一般是在系統安裝時就根據網絡的配置情況預先設定的，它不會隨未來網絡結構的改變而改變。

　　2.動態路徑表

　　動態(Dynamic)路徑表是路由器根據網絡系統的運行情況而自動調整的路徑表。路由器根據路由選擇協議(Routing Protocol)提供的功能，自動學習和記憶網絡運行情況，在需要時自動計算數據傳輸的最佳路徑。

　　路由器的類型

　　互聯網各種級別的網絡中隨處都可見到路由器。接入網絡使得家庭和小型企業可以連接到某個互聯網服務提供商;企業網中的路由器連接一個校園或企業內成千上萬的計算機;骨干網上的路由器終端系統通常是不能直接訪問的，它們連接長距離骨干網上的ISP和企業 網絡。互聯網的快速發展無論是對骨干網、企業網還是接入網都帶來了不同的挑戰。骨干網要求路由器能對少數鏈路進行高速路由轉發。企業級路由器不但要求端口數目多、價格低廉，而且要求配置起來簡單方便，並提供QoS。

　　1.接入路由器

　　接入路由器連接家庭或ISP內的小型企業客戶。接入路由器已經開始不只是提供SLIP或PPP連接，還支持諸如PPTP和IPSec等虛擬私有網絡協議。這些協議要能在每個端口上運行。諸如ADSL等技術將很快提高各家庭的可用帶寬，這將進一步增加接 入路由器的負擔。由於這些趨勢，接入路由器將來會支持許多異構和高速端口，並在各個端口能夠運行多種協議，同時還要避開電話交換網。

　　2.企業級路由器

　　企業或校園級路由器連接許多終端系統，其主要目標是以盡量便宜的方法實現盡可能多的端點互連，並且進一步要求支持不同的服務質量。許多現有的企業網絡都是由Hub或網橋連接起來的以太網段。盡管這些設備價格便宜、易於安裝、無需配置，但是它們不支持服 務等級。相反，有路由器參與的網絡能夠將機器分成多個碰撞域，並因此能夠控制一個網絡的大小。此外，路由器還支持一定的服務等級，至少允許分成多個優先級別。但是路由器的每端口造價要貴些，並且在能夠使用之前要進行大量的配置工作。因此，企業路由器的成敗 就在於是否提供大量端口且每端口的造價很低，是否容易配置，是否支持QoS。另外還要求企業級路由器有效地支持廣播和組播。企業網絡還要處理歷史遺留的各種LAN技術，支持多種協議，包括IP、IPX和Vine。它們還要支持防火牆、包過濾以及大量的管理 和安全策略以及VLAN。

　　3.骨干級路由器

　　骨干級路由器實現企業級網絡的互聯。對它的要求是速度和可靠性，而代價則處於次要地位。硬件可靠性可以采用電話交換網中使用的技術，如熱備份、雙電源、雙數據通路等來獲得。這些技術對所有骨干路由器而言差不多是標准的。骨干IP路由器的主要性能瓶頸是 在轉發表中查找某個路由所耗的時間。當收到一個包時，輸入端口在轉發表中查找該包的目的地址以確定其目的端口，當包越短或者當包要發往許多目的端口時，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能夠提高路由查找的效率。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，路由器的穩定性也是一個常被忽視的問題。

　　4.太比特路由器

　　在未來核心互聯網使用的三種主要技術中，光纖和DWDM都已經是很成熟的並且是現成的。如果沒有與現有的光纖技術和DWDM技術提供的原始帶寬對應的路由器，新的網絡基礎設施將無法從根本上得到性能的改善，因此開發高性能的骨干交換/路由器(太比特路由器)已經成為一項迫切的要求。太比特路由器技術現在還主要處於開發實驗階段。