㈠ 路由器在網路中的作用
路由器(Router)是一種負責尋徑的網路設備,它在互連網路中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網路路徑提供給用戶通信。路由器用於連接多個邏輯上分開的網路。對用戶提供最佳的通信路徑,路由器利用路由表為數據傳輸選擇路徑,路由表包含網路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據包從當前位置到目的地址的正確路徑。路由器使用最少時間演算法或最優路徑演算法來調整信息傳遞的路徑,如果某一網路路徑發生故障或堵塞,路由器可選擇另一條路徑,以保證信息的正常傳輸。路由器可進行數據格式的轉換,成為不同協議之間網路互連的必要設備。
路由器使用尋徑協議來獲得網路信息,採用基於「尋徑矩陣」的尋徑演算法和准則來選擇最優路徑。按照OSI參考模型,路由器是一個網路層系統。路由器分為單協議路由器和多協議路由器。
Internet由各種各樣的網路構成,路由器是其中非常重要的組成部分,整個Internet上的路由器不計其數。Intranet要並入Internet,兼作Internet服務,路由器是必不可少的組件,並且路由器的配置也比較復雜。
(一)路由器的定址和路由選擇
在互連網上交換信息的一個基本要求是每個站都具有可達的唯一地址。像郵政編址類似,互連網地址也由幾部分組成。在互連網上,通常要求使用網路地址、主機地址和計算機上運行的應用。
規定了地址之後,接下來便是如何選擇路徑到達報文的終點。路由選擇涉及規定路由選擇參數以及如何獲得這些參數。
在互連網中使用的地址是32位的IP地址,該地址由網路號和主機號組成。IP地址分為下述3類:
A類地址使用7位來標識網路,24位用來規定網路上的主機;
B類地址使用14位來標識網路,16位用來標識主機;
C類地址使用21位來標識網路,8位用來標識主機。
路由器在選擇路徑時常用的演算法有兩種:一是距離向量;二是鏈路狀態。前一種由路由選擇信息協議(RIP)使用,後一種由開放式最短路徑優先協議(OSPF)使用。
現舉例來說明路由器如何工作。假設由一個路由器連接了三個子網,子網地址(掩碼)分別為1000、2000
和
3000,相互通信的兩個站的地址分別是1400和2034。
假定編址為1400的站向2034發送報文。信源站首先將其網路地址掩碼(1000)與終點網路地址掩碼進行比較,因為兩者不同,源站認識到報文接收者不在同一LAN上,
不能直接發送到接收者。於是該源站便從其路由選擇表中把它所連接的路由器1的地址和該報文置於一個信封內,並將信封發給路由器1。
路由器1收到報文,丟掉信封,觀察報文的終點地址,將其與它具有的3個網路地址掩碼(1000,2000
和
3000)比較。由於與2000相同,
路由器便將報文直接發送給接收者。當然,這個例子是互連網路中最簡單的一種,但基本原理是一樣的。
(二)路由器與網橋的差別
路由器在網路層提供連接服務,用路由器連接的網路可以使用在數據鏈路層和物理層完全不同的協議。由於路由器操作的OSI層次比網橋高,所以,路由器提供的服務更為完善。路由器可根據傳輸費用、轉接時延、網路擁塞或信源和終點間的距離來選擇最佳路徑。路由器的服務通常要由端用戶設備明確地請求,它處理的僅僅是由其它端用戶設備要求定址的報文。
路由器與網橋的另一個重要差別是,路由器了解整個網路,維持互連網路的拓撲,了解網路的狀態,因而可使用最有效的路徑發送包。
網橋和路由器之間功能上的差別經常很模糊。由於網橋變得越來越復雜,它們現在能處理一些以前由路由器處理的日常雜務,這樣使很多路由器失了業。執行路由功能的網橋有時也稱為網橋路由器(brouters)。
㈡ 路由器主要的作用是什麼
所謂路由就是指通過相互連接的網路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,即網路層。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年代之前的網路結構都非常簡單,路由技術沒有用武之地。直到最近十幾年,大規模的互聯網路才逐漸流行起來,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)。作為不同網路之間互相連接的樞紐,路由器系統構成了基於 TCP/IP 的國際互連網路 Internet 的主體脈絡,也可以說,路由器構成了 Internet 的骨架。它的處理速度是網路通信的主要瓶頸之一,它的可*性則直接影響著網路互連的質量。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。在當前我國網路基礎建設和信息建設方興未艾之際,探討路由器在互連網路中的作用、地位及其發展方向,對於國內的網路技術研究、網路建設,以及明確網路市場上對於路由器和網路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路,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,減輕網路系統通信負荷,節約網路系統資源,提高網路系統暢通率,從而讓網路系統發揮出更大的效益來。
從過濾網路流量的角度來看,路由器的作用與交換機和網橋非常相似。但是與工作在網路物理層,從物理上劃分網段的交換機不同,路由器使用專門的軟體協議從邏輯上對整個網路進行劃分。例如,一台支持IP協議的路由器可以把網路劃分成多個子網段,只有指向特殊IP地址的網路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路,使用路由器可以提高網路的整體效率。路由器的另外一個明顯優勢就是可以自動過濾網路廣播。從總體上說,在網路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,它不會隨未來網路結構的改變而改變。
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。路由器的結構路由器的體系結構
從體系結構上看,路由器可以分為第一代單匯流排單CPU結構路由器、第二代單匯流排主從CPU結構路由器、第三代單匯流排對稱式多CPU結構路由器;第四代多匯流排多CPU結構路由器、第五代共享內存式結構路由器、第六代交*開關體系結構路由器和基於機群系統的路由器等多類。
路由器的構成
路由器具有四個要素:輸入埠、輸出埠、交換開關和路由處理器。
輸入埠是物理鏈路和輸入包的進口處。埠通常由線卡提供,一塊線卡一般支持4、8或16個埠,一個輸入埠具有許多功能。第一個功能是進行數據鏈路層的封裝和解封裝。第二個功能是在轉發表中查找輸入包目的地址從而決定目的埠(稱為路由查找),路由查找可以使用一般的硬體來實現,或者通過在每塊線卡上嵌入一個微處理器來完成。第三,為了提供QoS(服務質量),埠要對收到的包分成幾個預定義的服務級別。第四,埠可能需要運行諸如SLIP(串列線網際協議)和PPP(點對點協議)這樣的數據鏈路級協議或者諸如PPTP(點對點隧道協議)這樣的網路級協議。一旦路由查找完成,必須用交換開關將包送到其輸出埠。如果路由器是輸入端加隊列的,則有幾個輸入端共享同一個交換開關。這樣輸入埠的最後一項功能是參加對公共資源(如交換開關)的仲裁協議。
交換開關可以使用多種不同的技術來實現。迄今為止使用最多的交換開關技術是匯流排、交*開關和共享存貯器。最簡單的開關使用一條匯流排來連接所有輸入和輸出埠,匯流排開關的缺點是其交換容量受限於匯流排的容量以及為共享匯流排仲裁所帶來的額外開銷。交*開關通過開關提供多條數據通路,具有N×N個交*點的交*開關可以被認為具有2N條匯流排。如果一個交*是閉合,輸入匯流排上的數據在輸出匯流排上可用,否則不可用。交*點的閉合與打開由調度器來控制,因此,調度器限制了交換開關的速度。在共享存貯器路由器中,進來的包被存貯在共享存貯器中,所交換的僅是包的指針,這提高了交換容量,但是,開關的速度受限於存貯器的存取速度。盡管存貯器容量每18個月能夠翻一番,但存貯器的存取時間每年僅降低5%,這是共享存貯器交換開關的一個固有限制。輸出埠在包被發送到輸出鏈路之前對包存貯,可以實現復雜的調度演算法以支持優先順序等要求。與輸入埠一樣,輸出埠同樣要能支持數據鏈路層的封裝和解封裝,以及許多較高級協議。
路由處理器計算轉發表實現路由協議,並運行對路由器進行配置和管理的軟體。同時,它還處理那些目的地址不在線卡轉發表中的包。
㈢ 路由器有什麼作用
路由器是一種連接多個網路或網段的網路設備,它能將不同網路或網段之間的數據信息進行「翻譯」,以使它們能夠相互「讀」懂對方的數據,從而構成一個更大的網路。
路由器有兩大典型功能,即數據通道功能和控制功能。數據通道功能包括轉發決定、背板轉發以及輸出鏈路調度等,一般由特定的硬體來完成;控制功能一般用軟體來實現,包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統配置、系統管理等。
多少年來,路由器的發展有起有伏。90年代中期,傳統路由器成為制約網際網路發展的瓶頸。ATM交換機取而代之,成為IP骨幹網的核心,路由器變成了配角。進入90年代末期,Internet規模進一步擴大,流量每半年翻一番,ATM網又成為瓶頸,路由器東山再起,Gbps路由交換機在1997年面世後,人們又開始以Gbps路由交換機取代ATM交換機,架構以路由器為核心的骨幹網