路由器（Router）是一種典型的網路層設備，對經過的分組進行處理，同時它還要運行路由協議，生成路由表，對每一個分組進行尋路，並轉發到相應的輸出埠。
路由器用於連接多個邏輯上分開的網路，所謂邏輯網路是代表一個單獨的網路或者一個子網。當數據從一個子網傳輸到另一個子網時，可通過路由器來完成。因此，路由器具有判斷網路地址和選擇路徑的功能，它能在多網路互聯環境中，建立靈活的連接，可用完全不同的數據分組和介質訪問方法連接各種子網，路由器只接受源站或其他路由器的信息，屬網路層的一種互聯設備。它不關心各子網使用的硬體設備，但要求運行與網路層協議相一致的軟體。
一般說來，異種網路互聯與多個子網互聯都應採用路由器來完成。
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演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（Routing 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路的配置情況預先設定的，當網路結構的改變時需管理員手工改動相應的表項。
2、動態路徑表
動態（Dynamic）路徑表是路由器根據網路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，自動學習和記憶網路運行情況，在需要時自動計算數據傳輸的最佳路徑。
二、路由器的功能
1、協議轉換：能對網路層及其以下各層的協議進行轉換。
2、路由選擇：當分組從互聯的網路到達路由器時，路由器能根據分組的目的地址按某種路由策略，選擇最佳路由，將分組轉發出去，並能隨網路拓撲的變化，自動調整路由表。
3、能支持多種協議的路由選擇：路由器與協議有關，不同的路由器有不同的路由器協議，支持不同的網路層協議。如果互聯的區域網採用了兩種不同的協議，例如，一種是TCP/IP協議，另一種是SPX/IPX協議（即Netware的傳輸層/網路層協議），由於這兩種協議有許多不同之處，分布在互聯網中的TCP/IP（或SPX/IPX）主機上，只能通過TCP/IP（或SPX/IPX）路由器與其他互聯網中的TCP/IP（或SPX/IPX）主機通信，但不能與同一區域網中的SPX/IPX（或TCP/IP）主機通信。多協議路由器能支持多種協議，如IP，IPX及X.25協議，能為不同類型的協議建立和維護不同的路由表。這樣不僅能連接同一類型的網路，還能用它連接不同類型的網路。
4、流量控制：路由器不僅具有緩沖區，而且還能控制收發雙方數據流量，使兩者更加匹配。
5、分段和組裝：當多個網路通過路由器互聯時，各網路傳輸的數據分組的大小可能不相同，這就需要路由器對分組進行分段或組裝。即路由器能將接收的大分組分段並封裝成小分組後轉發，或將接收的小分組組裝成大分組後轉發。如果路由器沒有分段組裝功能，那麼整個互聯網就只能按照所允許的某個最短分組進行傳輸，大大降低了其他網路的效能。
6、網路管理：路由器是連接多種網路的匯集點，網間分組都要通過它，在這里對網路中的分組、設備進行監視和管理是比較方便的。因此，高檔路由器都配置了網路管理功能，以便提高網路的運行效率、可靠性和可維護行。
三、路由器的工作流程
傳統上路由器工作於網路7層協議的第三層，其主要任務是接收來自一個網路介面的分組，根據其中所含的目的地址，決定轉發到哪一個下一個目的地址（可能是路由器也可能就是目的主機），並決定從哪個網路介面轉發出去。這是路由器的最基本功能――分組轉發功能。為了維護和使用路由器，路由器還需要有配置或者說控制功能。
根據TCP/IP協議，路由器的分組轉發具體過程是：
1、網路介面接收分組。這一步負責網路物理層處理，即把經編碼調制後的數據信號還原為數據。不同的物理網路介質決定了不同的網路介面，如對應於10Base-T乙太網，路由器有10Base-T乙太網介面，對應於SDH，路由器有SDH介面。
2、根據網路物理介面，路由器調用相應的鏈路層（網路7層協議中的第二層）功能模塊以解釋處理此分組的鏈路層協議報頭。這一步處理比較簡單，主要是對數據完整性的驗證，如CRC校驗、幀長度檢查。近年來，IP over something的趨勢非常明顯，IP（處於網路層――網路7層協議中的第三層）跳過鏈路層而被直接載入在物理層之上。
3、在鏈路層完成對數據幀的完整性驗證後，路由器開始處理此數據幀的IP層。這一過程是路由器功能的核心。根據數據幀中IP包頭的目的IP地址，路由器在路由表中查找下一跳（NextHop）的IP地址，IP分組頭的TTL（TimetoLive）域開始減數，並計算新的校驗和（checksum）。如果接收數據幀的網路介面類型與轉發數據幀的網路介面類型不同，則IP分組還可能因為最大幀長度的規定而分段或重組。
4、根據在路由表中所查到的下一跳IP地址，IP數據包送往相應的輸出鏈路層，被封裝上相應的鏈路層幀頭，最後經輸出網路物理介面發送出去。
網路層的產生也是網路發展的結果.在聯機系統和線路交換的環境中，網路層的功能沒有太大意義.當數據終端增多時.它們之間有中繼設備相連.此時會出現一台終端要求不只是與唯一的一台而是能和多台終端通信的情況,這就是產生了把任意兩台數據終端設備的數據鏈接起來的問題,也就是路由或者叫尋徑.另外,當一條物理信道建立之後,被一對用戶使用,往往有許多空閑時間被浪費掉.人們自然會希望讓多對用戶共用一條鏈路，為解決這一問題就出現了邏輯信道技術和虛擬電路技術.
⑴網路層主要功能
網路層為建立網路連接和為上層提供服務,應具備以下主要功能.
1． 路由選擇和中繼.
2． 激活,終止網路連接.
3． 在一條數據鏈路上復用多條網路連接,多採取分時復用技術.
4． 差錯檢測
5． 排序,流量控制.
6． 服務選擇.
7． 網路層管理.
8．分段和合段
9．流量控制
10．加速數據傳送
11．復位
⑵網路層標准簡介
網路層的一些主要標准如下.
ISO.DIS8208:稱為"DTE用的X.25分組級協議".
ISO.DIS8348:稱為"CO 網路服務定義"(面向連接).
ISO.DIS8349:稱為"CL 網路服務定義"(面向無連接).
ISO.DIS8473:稱為"CL 網路協議".
ISO.DIS8348:稱為"網路層定址".
『叄』 在計算機網路中,路徑選擇設置在什麼層
計算機網路這個概念太大了。TCP/IP協議中路徑選擇是在網路層即IP層，這一層主要的設備是路由器，你可以了解下路由器的功能，就不難理解了
『肆』 計算機網路（三）——網路層
網路層的 目的 是實現在任意結點間進行數據報傳輸，它的目的與鏈路層、物理層不是一樣的嗎？但是通過它數據可以在更大的網路中傳輸。
為了能使數據更好地在更大的網路中傳輸，網路層主要實現三個功能： 異構網路互聯 、 路由與轉發 和 擁塞控制 。
我們知道，在物理層、鏈路層，可以使用不同的傳輸介質和拓撲結構將幾台、十幾台主機連接在一起形成一個小型的區域網，把這些組成結構不完全相同的區域網稱為異構網，因此將它們連接擴大成更大的網路，需要一個類似轉接頭的設備——路由器，路由器不僅僅可以連接異構網，還能隔離沖突域和廣播域，依照IP地址轉發。
下圖對集線器、網橋、交換機和路由器能否隔離沖突域和廣播域進行比較：
路由器作為連接多個網路的結點，不僅需要完成對數據的分組轉發，還要選擇傳輸路徑，因此路由器主要由 路由選擇 和 分組轉發 組成。
網路層最重要的功能是 路由與轉發 功能。路由也就是選擇一條合適的路，轉發則是在這條路上遵守協議。這有點像從某個多個國家的交界城市自駕，選其中一條路，那麼就遵守這個國家的交通協議。
數據通過一個又一個路由器到達目的地址，路由器怎麼知道數據應該從哪個埠出發才能到達目的地呢？這就需要構造路由表。
路由表有兩種構造方式： 靜態 和 動態 。
一個個小網路可以構成一個區域，足夠多的區域互連成一個網路，多個網路又形成巨大的互聯網。要想讓數據高效在網路中傳輸，採用「分而治之」的理念。
將互聯網分為許多較小的自治系統，系統有權決定自己內部採用什麼路由協議，這便是層次路由。通過層次路由便可以採用靈活的協議傳輸數據。數據在自治系統內傳輸採用 內部網關協議 而自治系統之間則採用 外部網關協議 。
內部網關協議有兩種協議： 路由信息協議（RIP） 和 開放最短路徑優先協議（OSPF）
外部網關協議則是邊界網關協議（BGP）。內部網關協議服務某個自治系統，范圍較小，所以盡可能有效地從源站送到目的站，也就是找到一條最佳路徑。而外部網關協議需要面對更大的網路范圍和網路環境，因此更關注的找到比較好的路徑，也就是不能兜圈子。
BGP工作原理：
將三種路由協議進行比較：
構建大規模、異構網路的互聯網除了硬體的支持外，還需要建立協議以實現數據報傳輸服務——IP協議。
目前IP協議有兩個版本：IPv4和IPv6。
現在主流的IP協議版本還是IPv4。
IP數據報主要由首部和數據部分組成，由TCP報文段封裝到數據部分，再在前端加上一些描述信息的首部，其格式如下圖：
IP協議使用分組轉發，當報文過大時需要分片。分片的思路如下：
如果把IP數據報看作是信，那麼首部中的源地址與目的地址則分別是發信地址和郵件地址。為了方便路由計算這些地址，並且使IP地址足夠使用，因此將IP地址進行分類。
IP地址的格式 ： {<網路號>,<主機號>}，網路號標志主機所連接的網路，主機號標志該主機，每個IP地址都是唯一的。
IP地址分類 如下：
通過分類，可以計算每個網路中最大的主機數：
網路地址轉換（NAT）是一種轉換機制，將專用網路地址轉換為公用地址，目的是為了對外隱藏內部管理的IP地址，這樣不僅可以保證網路安全，還可以解決IP地址不足問題。
當路由器接收到的目的地址是私有地址則一律不進行轉發，而如果是公用地址，則是用NAT轉換表將源IP及埠號映射成全球IP號，然後從WAN埠發送到網際網路上。
IP地址有A、B、C類網路號，如果把A類網路號分給一個廣播域，那麼這個廣播域可以接入16,777,212台主機，然而一個廣播域不可能融入這么多台主機，因為這樣會導致廣播域過飽和而癱瘓，而只給其分配一定數量的網路號，則會浪費大量的IP地址。因此在IP地址中增加一個「子網號欄位」，將IP地址劃分為三級，即IP地址={<網路號>,<子網號>,<主機號>}，也就是從主機號中借用幾個比特號作為子網號，這個子網號是對內劃分的，對外仍舊表現為二級IP地址。
主機或路由器如何判斷一個網路是否進行子網劃分了呢？——利用子網掩碼。
CIDR是 無分類 域間路由器選擇，目的是消除A、B、C類網路劃分，這樣可以大幅度提高IP地址空間利用率。相比較子網掩碼劃分，它更加靈活。
上圖中，如果R1收到前綴為206.1的IP地址，它只需要轉發給R2，具體發往網路1還是網路2，則由R2計算得出。
通過IP地址，可以將數據從某個網路傳輸到目的網路，但是把信息發送給哪台主機呢？由於路由器的隔離，IP網路沒辦法使用廣播方式查找MAC地址，只有通過鏈路層的MAC地址以廣播方式定址。
因此，IP協議還包括三個協議—— ARP、DHCP和ICMP ，共同配合完成數據轉發。
IPv6是解決IP地址耗盡的根本手段。它與IPv4的報文形式差別如下圖：
IPv6與IPv4地址通信示意圖：
在通信過程中，如果分組過量而導致網路性能下降，會產生擁塞。
擁塞的控制方式：