路由器是什么

2023-07-31 09:55:00 生活常识 投稿:浅时光

路由器是连接两个或多个网络的硬件设备,在网络间起网关的作用,是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。它能够理解不同的协议,例如某个局域网使用的以太网协议,因特网使用的TCP/IP协议。

路由器是连接两个或多个网络的硬件设备,在网络间起网关的作用,是读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。它能够理解不同的协议,例如某个局域网使用的以太网协议,因特网使用的 TCP/IP 协议。这样,路由器可以分析各种不同类型网络传来的数据包的目的地址,把非 TCP/IP 网络的地址转换成 TCP/IP 地址,或者反之;再根据选定的路由算法把各数据包按最佳路线传送到指定位置。所以路由器可以把非 TCP/ IP 网络连接到因特网上。

路由器是什么

简介

路由器又可以称之为网关设备。路由器就是在 OSI/RM 中完成的网络层中继以及第三层中继任务,对不同的网络之间的数据包进行存储、分组转发处理,其主要就是在不同的逻辑分开网络。而数据在一个子网中传输到另一个子网中,可以通过路由器的路由功能进行处理。在网络通信中,路由器具有判断网络地址以及选择 IP 路径的作用,可以在多个网络环境中,构建灵活的链接系统,通过不同的数据分组以及介质访问方式对各个子网进行链接。路由器在操作中仅接受源站或者其他相关路由器传递的信息,是一种基于网络层的互联设备。

路由器通常位于网络层,因而路由技术也是与网络层相关的一门技术, 路由器与早期的网桥相比有很多的变化和不同。 通常而言,网桥的局限性比较大,它只能够连通数据链路层相同或者类似的网络,不能够连接数据链路层之间有着较大差异的网络。但是路由器却不同,它打破了这个局限,能够连接任意的两种不同的网络,但是这两种不同的网络之间要遵守一个原则,就是使用相同的网络层协议,这样才能够被路由器连接。 路由技术简单来说就是对网络上众多的信息进行转发与交换的一门技术,具体来说,就是通过互联网络将信息从源地址传送到目的地址。路由技术这几年来也取得了不错的发展和进步,特别是第五代路由器的出现,满足了人们对数据、语音和图像的综合应用,逐渐被大多数家庭网络所选择并且广泛被使用。 除此之外,这几年来,我国的路由技术越来越成熟,同时也结合了当代的智能化技术,使得人们在使用路由技术的过程中能够体会到快捷、快速的效果,从而推动和促进互联网和网络技术的发展。

路由器是互联网的主要结点设备。路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择(routing),这也是路由器名称的由来。作为不同网络之间互相连接的枢纽,路由器系统构成了基于 TCP/IP 的国际互联网络 Internet 的主体脉络,也可以说,路由器构成了 Internet 的骨架。它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一,它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。因此,在园区网、地区网、乃至整个 Internet 研究领域中,路由器技术始终处于核心地位,其发展历程和方向,成为整个 Internet 研究的一个缩影。在当前我国网络基础建设和信息建设方兴未艾之际,探讨路由器在互连网络中的作用、地位及其发展方向,对于国内的网络技术研究、网络建设,以及明确网络市场上对于路由器和网络互连的各种似是而非的概念,都有重要的意义。

原理

网络中的设备相互通信主要是用它们的 IP 地址,路由器只能根据具体的 IP 地址来转发数据。IP 地址由网络地址和主机地址两部分组成。在 Internet 中采用的是由子网掩码来确定网络地址和主机地址。子网掩码与 IP 地址一样都是 32 位的,并且这两者是一一对应的,子网掩码中“1”对应 IP 地址中的网络地址,“0”对应的是主机地址,网络地址和主机地址就构成了一个完整的 IP 地址。在同一个网络中,IP 地址的网络地址必须是相同的。计算机之间的通信只能在具有相同网络地址的 IP 地址之间进行,如果想要与其他网段的计算机进行通信,则必须经过路由器转发出去。不同网络地址的 IP 地址是不能直接通信的,即便它们距离非常近,也不能进行通信。路由器的多个端口可以连接多个网段,每个端口的 IP 地址的网络地址都必须与所连接的网段的网络地址一致。不同的端口它的网络地址是不同的,所对应的网段也是不同的,这样才能使各个网段中的主机通过自己网段的 IP 地址把数据发送到路由器上。

传输介质

路由器分本地路由器和远程路由器,本地路由器是用来连接网络传输介质的,如光纤、同轴电缆、双绞线;远程路由器是用来连接远程传输介质,并要求相应的设备,如电话线要配调制解调器,无线要通过无线接收机、发射机。

结构

电源接口(POWER):接口连接电源。

复位键(RESET):此按键可以还原路由器的出厂设置。

猫(MODEM)或者是交换机与路由器连接口(WAN):此接口用一条网线与家用宽带调制解调器(或者与交换机)进行连接。

电脑与路由器连接口(LAN1~4):此接口用一条网线把电脑与路由器进行连接。

作用功能

路由器最主要的功能可以理解为实现信息的转送。因此,我们把这个过程称之为寻址过程。因为在路由器处在不同网络之间,但并不一定是信息的最终接收地址。所以在路由器中, 通常存在着一张路由表。根据传送网站传送的信息的最终地址,寻找下一转发地址,应该是哪个网络。其实深入简出的说,就如同快递公司来发送邮件。邮件并不是瞬间到达最终目的地,而是通过不同分站的分拣,不断的接近最终地址,从而实现邮件的投递过程的。路由器寻址过程也是类似原理。通过最终地址,在路由表中进行匹配,通过算法确定下一转发地址。这个地址可能是中间地址,也可能是最终的到达地址。

路由器的功能就是将不同的子网之间的数据进行传递。 具体功能有以下几点:

(1)实现 IP、TCP、UDP、ICMP 等网络的互连。

(2)对数据进行处理。收发数据包,具有对数据的分组过滤、复用、加密、压缩及防护墙等各项功能。

(3)依据路由表的信息,对数据包下一传输目的地进行选择。

(4) 进行外部网关协议和其他自制域之间拓扑信息的交换。

(5) 实现网络管理和系统支持功能。

分类

(1)功能上可以划分为:骨干级、企业级和接入级路由器。骨干级路由器数据吐量较大且重要,是企业级网络实现互连的关键。骨干级路由器要求性能的高速度及高可靠性。 网络通常采用热备份、双电源和双数据通路等技术来确保其可靠性。企业级路由器连接对象为许多终端系统,简单且数据流量较小。

(2)结构上可以划分为:模块化和非模块化路由器。 模块化路由器可以实现路由器的灵活配置,适应企业的业务需求;非模块化路由器只能提供固定单一的端口。通常情况下,高端路由器是模块化结构,低端路由器是非模块化结构的。

(3)按所处网络位置划分为“边界路由器”和“中间节点路由器”。在广域网范围内的路由器按其转发报文的性能可以分为两种类型,即边界路由器和中间节点路由器。

边界类

尽管在不断改进的各种路由协议中,对这两类路由器所使用的名称可能有很大的差别,但所发挥的作用却是一样的。 很明显”边界路由器”是处于网络边缘,用于不同网络路由器的连接;而”中间节点路由器”则处于网络的中间,通常用于连接不同网络,起到一个数据转发的桥梁作用。

中间节点类

中间节点路由器在网络中传输时,提供报文的存储和转发。同时根据当前的路由表所保持的路由信息情况,选择最好的路径传送报文。由多个互连的 LAN 组成的公司或企业网络一侧和外界广域网相连接的路由器,就是这个企业网络的连界路由器。它从外部广域网收集向企业网络寻址的信息,转发到企业网络中有关的网络段;另一方面集中企业网络中各个 LAN 段向外部广域网发送的报文,对相关的报文确定最好的传输路径。

路由器的主要技术

背板结构

路由器的核心是背板,高效率的背板有助于提高路由器的性能。由于传统的共享总线式背板无法满足路由器的需要,所以采用结构可以用不同技术实现的交换式背板。 Banyan 结构、Crossbar 结构以及并行共享存储结构是交换式背板常用结构。Banyan 结构采用自路由技术和多级缓冲结构;Crossba 结构是单级、单通路、非阻塞的结构,采用的是全互联网交换结构;并行共享储存结构是研究的一个热点。

移动 IP 技术

LETF 建立了一个工作组来解决人们想要在任何地点都能够将计算机、笔记本连接到 Internet 的方案,工作组整理出了实现任何一个方案所要满足的条件,有以下几点:

(1)每一台主机必须确保在任何一个地方都能够使用其 IP 地址;

(2)固定的主机,不能改动软件设备;路由器软件和路由表也不能随意的改动;

发展趋势

传统路由器在转发每一个分组时,都要进行一系列复杂操作,包括路由查找、访问控制表匹配、地址解析、优先级管理以及其他附加操作。这些操作大大影响了路由器的性能与效率,降低了分组转发速率和转发的吞吐量,增加了 CPU 的负担。经过路由器的前后分组间的相关性很大,具有相同目的地址和源地址的分组往往连续到达,这为分组的快速转发提供了实现的可能与依据。新一代路由器,如 IP Switch、Tag Switch 等,就是采用这一设计思想用硬件以实现快速转发,从而大大提高了路由器的性能与效率。

新一代路由器使用转发缓存来简化分组的转发操作。在快速转发过程中,只需对一组具有相同目的地址和源地址的分组的前几个分组进行传统的路由转发处理,并把成功转发的分组的目的地址、源地址和下一网关地址 (下一路由器地址) 放入转发缓存中。当其后的分组要进行转发时,应先查看转发缓存,如果该分组的目的地址和源地址与转发缓存中的匹配,则直接根据转发缓存中的下一网关地址进行转发,而无需经过传统的复杂操作,大大减轻了路由器的负担,从而达到了提高路由器吞吐量的目标。

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