Ⅰ 路由器原理和常用的路由協議及演算法的介紹
近十年來，隨著計算機網路規模的不斷擴大，大型互聯網路（如Internet）的迅猛發展，路由技術在網路技術中已逐漸成為關鍵部分，路由器也隨之成為最重要的網路設備。用戶的需求推動著路由技術的發展和路由器的普及，人們已經不滿足於僅在本地網路上共享信息，而希望最大限度地利用全球各個地區、各種類型的網路資源。而在目前的情況下，任何一個有一定規模的計算機網路（如企業網、校園網、智能大廈等），無論採用的是快速以大網技術、FDDI技術，還是ATM技術，都離不開路由器，否則就無法正常運作和管理。
1、網路互連
把自己的網路同其它的網路互連起來，從網路中獲取更多的信息和向網路發布自己的消息，是網路互連的最主要的動力。網路的互連有多種方式，其中使用最多的是網橋互連和路由器互連。
1.1 網橋互連的網路
網橋工作在OSI模型中的第二層，即鏈路層。完成數據幀（frame）的轉發，主要目的是在連接的網路間提供透明的通信。網橋的轉發是依據數據幀中的源地址和目的地址來判斷一個幀是否應轉發和轉發到哪個埠。幀中的地址稱為「MAC」地址或「硬體」地址，一般就是網卡所帶的地址。
網橋的作用是把兩個或多個網路互連起來，提供透明的通信。網路上的設備看不到網橋的存在，設備之間的通信就如同在一個網上一樣方便。由於網橋是在數據幀上進行轉發的，因此只能連接相同或相似的網路（相同或相似結構的數據幀），如乙太網之間、乙太網與令牌環（tokenring）之間的互連，對於不同類型的網路（數據幀結構不同），如乙太網與X.25之間，網橋就無能為力了。
網橋擴大了網路的規模，提高了網路的性能，給網路應用帶來了方便，在以前的網路中，網橋的應用較為廣泛。但網橋互連也帶來了不少問題：一個是廣播風暴，網橋不阻擋網路中廣播消息，當網路的規模較大時（幾個網橋，多個乙太網段），有可能引起廣播風暴（broadcastingstorm），導致整個網路全被廣播信息充滿，直至完全癱瘓。第二個問題是，當與外部網路互連時，網橋會把內部和外部網路合二為一，成為一個網，雙方都自動向對方完全開放自己的網路資源。這種互連方式在與外部網路互連時顯然是難以接受的。問題的主要根源是網橋只是最大限度地把網路溝通，而不管傳送的信息是什麼。
1.2 路由器互連網路
路由器互連與網路的協議有關，我們討論限於TCP／IP網路的情況。
路由器工作在OSI模型中的第三層，即網路層。路由器利用網路層定義的「邏輯」上的網路地址（即IP地址）來區別不同的網路，實現網路的互連和隔離，保持各個網路的獨立性。路由器不轉發廣播消息，而把廣播消息限制在各自的網路內部。發送到其他網路的數據茵先被送到路由器，再由路由器轉發出去。
IP路由器只轉發IP分組，把其餘的部分擋在網內（包括廣播），從而保持各個網路具有相對的獨立性，這樣可以組成具有許多網路（子網）互連的大型的網路。由於是在網路層的互連，路由器可方便地連接不同類型的網路，只要網路層運行的是IP協議，通過路由器就可互連起來。
網路中的設備用它們的網路地址（TCP／IP網路中為IP地址）互相通信。IP地址是與硬體地址無關的「邏輯」地址。路由器只根據IP地址來轉發數據。IP地址的結構有兩部分，一部分定義網路號，另一部分定義網路內的主機號。目前，在Internet網路中採用子網掩碼來確定IP地址中網路地址和主機地址。子網掩碼與IP地址一樣也是32bit，並且兩者是一一對應的，並規定，子網掩碼中數字為「1」所對應的IP地址中的部分為網路號，為「0」所對應的則為主機號。網路號和主機號合起來，才構成一個完整的IP地址。同一個網路中的主機IP地址，其網路號必須是相同的，這個網路稱為IP子網。
通信只能在具有相同網路號的IP地址之間進行，要與其它IP子網的主機進行通信，則必須經過同一網路上的某個路由器或網關（gateway）出去。不同網路號的IP地址不能直接通信，即使它們接在一起，也不能通信。
路由器有多個埠，用於連接多個IP子網。每個埠的IP地址的網路號要求與所連接的IP子網的網路號相同。不同的埠為不同的網路號，對應不同的IP子網，這樣才能使各子網中的主機通過自己子網的IP地址把要求出去的IP分組送到路由器上。
2、路由原理
當IP子網中的一台主機發送IP分組給同一IP子網的另一台主機時，它將直接把IP分組送到網路上，對方就能收到。而要送給不同IP於網上的主機時，它要選擇一個能到達目的子網上的路由器，把IP分組送給該路由器，由路由器負責把IP分組送到目的地。如果沒有找到這樣的路由器，主機就把IP分組送給一個稱為「預設網關（defaultgateway）」的路由器上。「預設網關」是每台主機上的一個配置參數，它是接在同一個網路上的某個路由器埠的IP地址。
路由器轉發IP分組時，只根據IP分組目的IP地址的網路號部分，選擇合適的埠，把IP分組送出去。同主機一樣，路由器也要判定埠所接的是否是目的子網，如果是，就直接把分組通過埠送到網路上，否則，也要選擇下一個路由器來傳送分組。路由器也有它的預設網關，用來傳送不知道往哪兒送的IP分組。這樣，通過路由器把知道如何傳送的IP分組正確轉發出去，不知道的IP分組送給「預設網關」路由器，這樣一級級地傳送，IP分組最終將送到目的地，送不到目的地的IP分組則被網路丟棄了。
目前TCP／IP網路，全部是通過路由器互連起來的，Internet就是成千上萬個IP子網通過路由器互連起來的國際性網路。這種網路稱為以路由器為基礎的網路（routerbasednetwork），形成了以路由器為節點的「網間網」。在「網間網」中，路由器不僅負責對IP分組的轉發，還要負責與別的路由器進行聯絡，共同確定「網間網」的路由選擇和維護路由表。
路由動作包括兩項基本內容：尋徑和轉發。尋徑即判定到達目的地的最佳路徑，由路由選擇演算法來實現。由於涉及到不同的路由選擇協議和路由選擇演算法，要相對復雜一些。為了判定最佳路徑，路由選擇演算法必須啟動並維護包含路由信息的路由表，其中路由信息依賴於所用的路由選擇演算法而不盡相同。路由選擇演算法將收集到的不同信息填入路由表中，根據路由表可將目的網路與下一站（nexthop）的關系告訴路由器。路由器間互通信息進行路由更新，更新維護路由表使之正確反映網路的拓撲變化，並由路由器根據量度來決定最佳路徑。這就是路由選擇協議（routingprotocol），例如路由信息協議（RIP）、開放式最短路徑優先協議（OSPF）和邊界網關協議（BGP）等。
轉發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送到下一個站點（路由器或主機），如果路由器不知道如何發送分組，通常將該分組丟棄；否則就根據路由表的相應表項將分組發送到下一個站點，如果目的網路直接與路由器相連，路由器就把分組直接送到相應的埠上。這就是路由轉發協議（routedprotocol）。
路由轉發協議和路由選擇協議是相互配合又相互獨立的概念，前者使用後者維護的路由表，同時後者要利用前者提供的功能來發布路由協議數據分組。下文中提到的路由協議，除非特別說明，都是指路由選擇協議，這也是普遍的習慣。
3、路由協議
典型的路由選擇方式有兩種：靜態路由和動態路由。
靜態路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網路管理員干預，否則靜態路由不會發生變化。由於靜態路由不能對網路的改變作出反映，一般用於網路規模不大、拓撲結構固定的網路中。靜態路由的優點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態路由優先順序最高。當動態路由與靜態路由發生沖突時，以靜態路由為准。
動態路由是網路中的路由器之間相互通信，傳遞路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實時地適應網路結構的變化。如果路由更新信息表明發生了網路變化，路由選擇軟體就會重新計算路由，並發出新的路由更新信息。這些信息通過各個網路，引起各路由器重新啟動其路由演算法，並更新各自的路由表以動態地反映網路拓撲變化。動態路由適用於網路規模大、網路拓撲復雜的網路。當然，各種動態路由協議會不同程度地佔用網路帶寬和CPU資源。
靜態路由和動態路由有各自的特點和適用范圍，因此在網路中動態路由通常作為靜態路由的補充。當一個分組在路由器中進行尋徑時，路由器首先查找靜態路由，如果查到則根據相應的靜態路由轉發分組；否則再查找動態路由。
根據是否在一個自治域內部使用，動態路由協議分為內部網關協議（IGP）和外部網關協議（EGP）。這里的自治域指一個具有統一管理機構、統一路由策略的網路。自治域內部採用的路由選擇協議稱為內部網關協議，常用的'有RIP、OSPF；外部網關協議主要用於多個自治域之間的路由選擇，常用的是BGP和BGP-4。下面分別進行簡要介紹。
3.1 RIP路由協議
RIP協議最初是為Xerox網路系統的Xeroxparc通用協議而設計的，是Internet中常用的路由協議。RIP採用距離向量演算法，即路由器根據距離選擇路由，所以也稱為距離向量協議。路由器收集所有可到達目的地的不同路徑，並且保存有關到達每個目的地的最少站點數的路徑信息，除到達目的地的最佳路徑外，任何其它信息均予以丟棄。同時路由器也把所收集的路由信息用RIP協議通知相鄰的其它路由器。這樣，正確的路由信息逐漸擴散到了全網。
RIP使用非常廣泛，它簡單、可靠，便於配置。但是RIP只適用於小型的同構網路，因為它允許的最大站點數為15，任何超過15個站點的目的地均被標記為不可達。而且RIP每隔30s一次的路由信息廣播也是造成網路的廣播風暴的重要原因之一。
3.2 OSPF路由協議
80年代中期，RIP已不能適應大規模異構網路的互連，0SPF隨之產生。它是網間工程任務組織（1ETF）的內部網關協議工作組為IP網路而開發的一種路由協議。
0SPF是一種基於鏈路狀態的路由協議，需要每個路由器向其同一管理域的所有其它路由器發送鏈路狀態廣播信息。在OSPF的鏈路狀態廣播中包括所有介面信息、所有的量度和其它一些變數。利用0SPF的路由器首先必須收集有關的鏈路狀態信息，並根據一定的演算法計算出到每個節點的最短路徑。而基於距離向量的路由協議僅向其鄰接路由器發送有關路由更新信息。
與RIP不同，OSPF將一個自治域再劃分為區，相應地即有兩種類型的路由選擇方式：當源和目的地在同一區時，採用區內路由選擇；當源和目的地在不同區時，則採用區間路由選擇。這就大大減少了網路開銷，並增加了網路的穩定性。當一個區內的路由器出了故障時並不影響自治域內其它區路由器的正常工作，這也給網路的管理、維護帶來方便。
3.3 BGP和BGP-4路由協議
BGP是為TCP／IP互聯網設計的外部網關協議，用於多個自治域之間。它既不是基於純粹的鏈路狀態演算法，也不是基於純粹的距離向量演算法。它的主要功能是與其它自治域的BGP交換網路可達信息。各個自治域可以運行不同的內部網關協議。BGP更新信息包括網路號／自治域路徑的成對信息。自治域路徑包括到達某個特定網路須經過的自治域串，這些更新信息通過TCP傳送出去，以保證傳輸的可靠性。
為了滿足Internet日益擴大的需要，BGP還在不斷地發展。在最新的BGp4中，還可以將相似路由合並為一條路由。
3.4 路由表項的優先問題
在一個路由器中，可同時配置靜態路由和一種或多種動態路由。它們各自維護的路由表都提供給轉發程序，但這些路由表的表項間可能會發生沖突。這種沖突可通過配置各路由表的優先順序來解決。通常靜態路由具有默認的最高優先順序，當其它路由表表項與它矛盾時，均按靜態路由轉發。
4、路由演算法
路由演算法在路由協議中起著至關重要的作用，採用何種演算法往往決定了最終的尋徑結果，因此選擇路由演算法一定要仔細。通常需要綜合考慮以下幾個設計目標：
——（1）最優化：指路由演算法選擇最佳路徑的能力。
——（2）簡潔性：演算法設計簡潔，利用最少的軟體和開銷，提供最有效的功能。
——（3）堅固性：路由演算法處於非正常或不可預料的環境時，如硬體故障、負載過高或操作失誤時，都能正確運行。由於路由器分布在網路聯接點上，所以在它們出故障時會產生嚴重後果。最好的路由器演算法通常能經受時間的考驗，並在各種網路環境下被證實是可靠的。
——（4）快速收斂：收斂是在最佳路徑的判斷上所有路由器達到一致的過程。當某個網路事件引起路由可用或不可用時，路由器就發出更新信息。路由更新信息遍及整個網路，引發重新計算最佳路徑，最終達到所有路由器一致公認的最佳路徑。收斂慢的路由演算法會造成路徑循環或網路中斷。
——（5）靈活性：路由演算法可以快速、准確地適應各種網路環境。例如，某個網段發生故障，路由演算法要能很快發現故障，並為使用該網段的所有路由選擇另一條最佳路徑。
路由演算法按照種類可分為以下幾種：靜態和動態、單路和多路、平等和分級、源路由和透明路由、域內和域間、鏈路狀態和距離向量。前面幾種的特點與字面意思基本一致，下面著重介紹鏈路狀態和距離向量演算法。
鏈路狀態演算法（也稱最短路徑演算法）發送路由信息到互聯網上所有的結點，然而對於每個路由器，僅發送它的路由表中描述了其自身鏈路狀態的那一部分。距離向量演算法（也稱為Bellman-Ford演算法）則要求每個路由器發送其路由表全部或部分信息，但僅發送到鄰近結點上。從本質上來說，鏈路狀態演算法將少量更新信息發送至網路各處，而距離向量演算法發送大量更新信息至鄰接路由器。
由於鏈路狀態演算法收斂更快，因此它在一定程度上比距離向量演算法更不易產生路由循環。但另一方面，鏈路狀態演算法要求比距離向量演算法有更強的CPU能力和更多的內存空間，因此鏈路狀態演算法將會在實現時顯得更昂貴一些。除了這些區別，兩種演算法在大多數環境下都能很好地運行。
最後需要指出的是，路由演算法使用了許多種不同的度量標准去決定最佳路徑。復雜的路由演算法可能採用多種度量來選擇路由，通過一定的加權運算，將它們合並為單個的復合度量、再填入路由表中，作為尋徑的標准。通常所使用的度量有：路徑長度、可靠性、時延、帶寬、負載、通信成本等。
5、新一代路由器
由於多媒體等應用在網路中的發展，以及ATM、快速乙太網等新技術的不斷採用，網路的帶寬與速率飛速提高，傳統的路由器已不能滿足人們對路由器的性能要求。因為傳統路由器的分組轉發的設計與實現均基於軟體，在轉發過程中對分組的處理要經過許多環節，轉發過程復雜，使得分組轉發的速率較慢。另外，由於路由器是網路互連的關鍵設備，是網路與其它網路進行通信的一個「關口」，對其安全性有很高的要求，因此路由器中各種附加的安全措施增加了CPU的負擔，這樣就使得路由器成為整個互聯網上的「瓶頸」。
傳統的路由器在轉發每一個分組時，都要進行一系列的復雜操作，包括路由查找、訪問控製表匹配、地址解析、優先順序管理以及其它的附加操作。這一系列的操作大大影響了路由器的性能與效率，降低了分組轉發速率和轉發的吞吐量，增加了CPU的負擔。而經過路由器的前後分組間的相關性很大，具有相同目的地址和源地址的分組往往連續到達，這為分組的快速轉發提供了實現的可能與依據。新一代路由器，如IPSwitch、TagSwitch等，就是採用這一設計思想用硬體來實現快速轉發，大大提高了路由器的性能與效率。
新一代路由器使用轉發緩存來簡化分組的轉發操作。在快速轉發過程中，只需對一組具有相同目的地址和源地址的分組的前幾個分組進行傳統的路由轉發處理，並把成功轉發的分組的目的地址、源地址和下一網關地址（下一路由器地址）放人轉發緩存中。當其後的分組要進行轉發時，茵先查看轉發緩存，如果該分組的目的地址和源地址與轉發緩存中的匹配，則直接根據轉發緩存中的下一網關地址進行轉發，而無須經過傳統的復雜操作，大大減輕了路由器的負擔，達到了提高路由器吞吐量的目標。
Ⅱ 路由演算法
路由演算法是網路層軟體的一部分。子網提供數據報服務，每個包都要做路由選擇；子網提供虛電路服務，只需在建立連接時做一次路由選擇
正確性，簡單性，健壯性（魯棒性，網路出現意外情況時候的解決問題的能力。例如突然某個路由器停電了，使得周邊的路由器都沒法正常工作，如果出現這樣的問題說明路由器的健壯性不夠），穩定性（常規使用是否穩定，數據量增多的時候能否正常工作），公平性（網路資源的使用是否公平，避免有些節點出現特別繁忙的狀態，而有些節點總是處於很閑的狀態），最優性
• 按轉發方式和數據副本數量劃分
1.全路路由（廣播路由）演算法：如洪泛演算法，按照所有路徑廣播轉發（中間轉發節點以及目標節點都會送到很多重復數據。不需要路由表和路由控制功能）
2.多路路由演算法：向所有接近目的節點的路徑轉發（中間轉發節點以及目標節點都會送到很多重復數據。）
3.單路路由演算法：如距離矢量演算法，向目的節點沿著唯一的路徑轉發（中間的轉發節點只轉發一份數據即可）
• 按健壯性和簡單性劃分
1.非自適應演算法（靜態路由演算法）：不能根據網路流量和拓撲結構的變化更新路由表，使用靜態路由表。需要人為的更改和設定。特點是簡單、開銷小、靈活性差。典型演算法為基於流量的路由演算法等
2.自適應演算法（動態路由演算法）：可根據網路流量（網路承載的數據量）和拓撲結構的變化更新路由表。特點是開銷大、健壯性和靈活性好。典型演算法為距離向量路由演算法、鏈路狀態路由演算法等
☆可以靜態路由和動態路由結合起來使用，此時靜態路由的優先順序別較高
測量（獲取）有關路由選擇的網路度量參數（選擇最優，比如是要求傳播距離最短，還是要求傳輸時延短等）。如何測量？選取哪些網路參數？
將路由信息傳送到適當的網路節點。傳送給誰？如何傳送？傳送什麼信息？
計算和更新路由表。更新路由表的演算法
根據新路由表執行分組的轉發
如果路由器J在路由器I到K的最優路由上，那麼從J到K的最優路由一定落在同一路由上
從所有的源節點到一個給定的目的節點的最優路由的集合形成了一個以目的節點為根的樹，稱為匯集樹；路由演算法的目的是找出並使用匯集樹
基本思想：構建子網的拓撲圖，圖中的每個節點代表一個路由器，每條弧代表一條通信線路。為了選擇兩個路由器間的路由，演算法需要在圖中找出節點間的最短路徑
節點數量；地理距離；傳輸延遲；距離、信道帶寬等參數的加權函數
網路規模增大帶來的問題：路由器中的路由表增大；路由器為選擇路由而佔用的內存、CPU時間和網路帶寬增大
分層路由：分而治之的思想；根據需要，將路由器分成區域、聚類、區和組；Fig.6-6，路由表由17項減為7項
分層路由帶來的問題：路由表中的路由不一定是最優路由
☆分層路由功能大部分時候性能是比較好的，可以選擇最優路徑，但是有時也會選擇到非最優路徑。比如上圖中如果想從1A到5C，應該是1A→1B→2A→2B→2D→5C是比較優的選擇，但是按照1A的分層路由表顯示，從區域1到區域5出口線路為1C，因此選擇的路線為1A→1C→3B→4A→5A→5B→5C，這時就相對繞遠了
DVR - Distance Vector Routing
動態路由演算法，也稱Bellman - Ford路由演算法或Ford - Fulkerson演算法，最初用於ARPANET（Internet的前身），被RIP協議所採用
每個路由器維護一張路由表，表中給出了到每個目的地的已知最佳距離和線路，並通過與相鄰路由器交換距離信息來更新表；每隔一段時間，路由器向所有鄰居節點發送它到每個目的節點的距離表，同時它也接收每個鄰居節點發來的距離表；鄰居節點X發來的表中，X到路由器I的距離為Xi，本路由器到X的距離為m，則路由器經過X到i的距離為Xi + m。根據不同鄰居發來的信息，計算Xi + m，並取最小值，更新本路由器的路由表
圖1：
此時路由A把它的路由表發給路由B，B會綜合從A得來的路由表來更新自己的矢量表↓
根據初始A矢量表和B矢量表得知B到A為6，B到C為1，B到D沒有；兩個表都有到E的距離，直接從B到E為8；如果B經由A再到E就要計算A到B的距離加上A到E的距離即可，即6+1=7
圖2：
B把路由表發給C之後↓
從C的初始矢量表可得知C到B為1，C到D為2，C無法直接到A，但是通過B的路由表得知B到A為6，再加上C到B的距離1，得出C到A距離為7，同理可得到E距離為7+1=8
圖3：
C把路由表發給D之後↓
圖4：
D把路由表發給E之後↓
J的相鄰節點為4個，分別為A，I，H，K，因此可以選擇的路線也為4種
現在要求J的最新路由表。以J到E為例，J到A為8，A到E為14，和為22；J到I為10，I到E為7，和為17；J到H為12，H到E為30，和為42；J到K為6，K到E為22，和為28。從而得出，經由I的時候得到的和17最小，因此在新生成的J到E的位置記錄17
無限計算問題：對好消息反應迅速，對壞消息反應遲鈍
比如從E到A，E剛開始連通的時候是不知道如何才能到A的，只有通過B與A交互，C與B交互這樣最終E通過與D交互才知道如何能到A，這就是好消息。可能需要花些時間，但是結果都是無論目的節點是哪裡總會找到路徑
壞消息例子：A，B，C之間通信。B到A的距離為1（A，1），C到A的距離為2（B（經B），2）。各個節點都會有一個刷新周期，到了這個周期的時候每個節點會把自己的路由信息發給其相鄰節點。例如A路由斷開連接，這個時候B到A的線路斷開。也就是B到A的距離為無窮大了（A，∞）。如果在B把這個信息反饋給C之前，C先把路由信息告訴B了，那麼B收到的信息就為（C，3）。因為A已經不存在，而B從C處得知通過C有路徑可以到達A，這時B的路由表就變成（C，3），同樣的這時B再告訴C，C就會變成（B，4），就會這樣無窮計算下去。如果一開始是B先把信息發給C就不會發生這樣的問題
• 觸發式更新：節點不等到刷新周期的到來，只要有突發情況馬上就會把情況通知相鄰路由
• 水平分割：因為一開始C是從B得知經過B可以到達A的，所以用了這種方法之後，C就不會再向B發送如何到A，而只等著B給C發如何到A了。這樣就不會有無窮計算問題
• 定義一個最大值：壞消息例子當中，括弧里後面的數會一直循環增長下去，如果把這個數字設置一個最大值，那麼當循環到這個最大值的時候雙方就不會再就怎麼到A的信息進行交互了，就不會發生無窮計算的情況
• 掛起計數器：壞消息例子當中，B收到了C的路由最新信息（C，3）的時候這個不會馬上生效刷新，（A，∞）會保留兩個周期，在這兩個周期裡面，B肯定有機會給C發送（A，∞），
而因為C沒有通往A的路徑，所以當C到刷新周期的時候給B發的就為（B，∞）。B前後收到的信息不一致，但是第二次收到的信息和B發給C的信息是一致的，所以B就會認為第一次收到的（C，3）是無效的。但是如果C真的有了一條通往A的線路，這時兩次發的信息一定是一致的，那麼B就會相信C的信息，從而把（A，∞）刷新成C給B的信息
❉距離向量路由演算法只適用於小規模網路，每個節點不清楚整個網路的拓撲結構
發現鄰居節點，並學習它們的網路地址，測量到每個鄰居節點的延遲或開銷，將所有學習到的內容封裝成一個鏈路狀態包（包以發送方的標識符開頭，後面是序號、年齡和一個鄰居節點列表；鏈路狀態包定期創建或發生重大事件時創建）。將鏈路狀態包廣播發送給所有其他路由器【洪泛方式：狀態包包含一個序號，每次發送新包時加1。路由器記錄信息對（源路由器，序號），當一個鏈路狀態包到達時，若是新的則分發，若是重復的則丟棄，若序號比路由記錄中的最大序號小則認為過時而丟棄】。計算到每個其他路由器的最短路徑
☆鏈路狀態路由演算法適用於大規模網路。每個節點都會了解其他節點的局部拓撲，因此就會了解整個網路的拓撲結構，這時當前節點就能找到到目的節點的最優路由
• 使用32位序號。
因為序號是循環使用的，如果位數很少，比如只是1~7，那麼7不一定比1大，1有可能是下一輪的第一個數。而32位的時候因為數字特別龐大，不會出現這樣問題
• 增加年齡域，每秒鍾年齡減1，為零則丟棄
比如A發給B （C，4），由於差錯，本來是（C，5）的下一個包，變成了（C，1000）。這之後來的（C，6），（C，7）。。。都沒有（C，1000）大，因此包會被丟棄。但其實後面到的包都是新的。為了避免這樣的問題發生，（C，1000）里的1000就會在每一秒減1，直到年齡比新到的包小，接下來就可以正常接包了。不過這之前到的包都會被丟棄，這也是沒有辦法的事
• 鏈路狀態包到達後，延遲一段時間，並與其它已到達的來自同一路由器的鏈路狀態包比較序號，丟棄重復包，保留新包
• 鏈路狀態包需要應答
為了保證數據傳輸的可靠性
Ⅲ 計算機網路自學筆記：選路演算法
網路層必須確定從發送方到接收方分組所經過的路徑。選路就是在網路中的路由瞎物器里的給某個數據報確定好路徑(即路由)。
一 台主機通常直接與一台路由器相連接，該路由器即為該主機的默認路由器，又稱為該主機的默認網關。 每當某主機向外部網路發送一個分組時，該分組都被傳送給它的默認網關。
如果將源主機的默認網關稱為源路由器,把目的主機的默認網關稱為目的路由器。為一個分組從源主機到目的主機選路的問題於 是可歸結為從源路由器到目的路由器的選路問題。
選路演算法的目標很簡單:給定一組路由器以及連接路由器的鏈路，選路演算法要找到一條從源路由器到目的路由器的最好路徑，通常一條好路徑是指具有最低費用的路徑。
圖 G=(N，E)是一個 N 個節點和 E 條邊的集合，其中每條邊是來自 N 的一對節點。在網 絡選路的環境中，節點表示路由器，這是做出分組轉發決定的節點，連接節點的邊表示路由 器之間的物理鏈路。
一條邊有一個值表示它的費用。通常一條邊的費用可反映出對應鏈路的物理長度、鏈路速度或與該鏈路相關的費用。
對於 E 中的任一條邊(xy)可以用 c(xy )表示節點 x 和 y 間邊的費用。一般考慮的都是無向 圖，因此邊(xy)與邊(y x)是相同的並且開銷相等。節點 y 也被稱為節點 x 的鄰居。
在圖中為各條邊指派了費用後，選路演算法的目標自然是找出從源到目的間的最低費用路徑。圖 G=(N，E)中的一條路徑(Path)是一個節點的序列，使得每一對以(x1,x2)， (x2,x3)，…，是 E 中的邊。路徑的費用是沿著路徑所有邊費用的總和。
從廣義上來說，我們對 選路演算法分類的一種方法就是根據該演算法是全局性還是分布式來區分的。
.全局選路演算法： 用完整的、全局性的網路信息來計算從源到目的之間的最低費用路徑。
實際上， 具有全局狀態信息裂殲的演算法常被稱作鏈路狀態 LS 演算法， 因為該演算法必須知道網路中每條鏈路的費用。
.分布式選路演算法： 以迭代的、分布式的方式計算出最低費用路徑。通過迭代計算並與相鄰節點交換信息，逐漸計算出到達某目的節點或一組目的節點的最低費用路徑。
DV 演算法是分布式選路演算法， 因為每個節點維護到網路中的所有其他節點的費用(距離)估計的矢量。
選路演算法的第二種廣義分類方法是根據演算法是靜態的還是動態的來分類。
一： 鏈路狀態選路演算法 LS
在鏈路狀態演算法中，通過讓每個節點向所有其他路由器廣播鏈路狀態分組， 每個鏈路狀態分組包含它所連接的鏈路的特徵和費用， 從而網路中每個節點都建立了關於整個網路的拓撲。
Dijkstra 演算法計算從源節點到網路中所有其他節點的最低費用路徑.
Dijkstra 演算法是磨源液迭代演算法，經演算法的第 k 次迭代後，可知道到 k 個目的節點的最低費用路徑。
定義下列記號:
D(V)隨著演算法進行本次迭代，從源節點到目的節點的最低費用路徑的費用。
P(v)從源節點到目的節點 v 沿著當前最低費用路徑的前一節點(，的鄰居)。
N`節點子集；如果從源節點到目的節點 v 的最低費用路徑已找到，那麼 v 在 N`中。
Dijkstra 全局選路演算法由一個初始化步驟和循環組成。循環執行的次數與網路中的節點個數相同。在結束時，演算法會計算出從源節點 u 到網路中每個其他節點的最短路徑。
考慮圖中的網路，計算從 u 到所有可能目的地的最低費用路徑。
.在初始化階段 ，從 u 到與其直接相連的鄰居 v、x、w 的當前已知最低費用路徑分別初始化為 2，1 和 5。到 y 與 z 的費用被設為無窮大，因為它們不直接與 u 連接。
.在第一次迭代時， 需要檢查那些還未加到集合 N`中的節點，找出在前一次迭代結束時具有最低費用的節點。那個節點是 x 其費用是 1，因此 x 被加到集合 N`中。然後更新所有節點的 D(v)，產生下表中第 2 行(步驟)所示的結果。到 v 的路徑費用未變。經過節點 x 到 w 的 路徑的費用被確定為 4。因此沿從 u 開始的最短路徑到 w 的前一個節點被設為 x。類似地， 到 y 經過 x 的費用被計算為 2，且該表項也被更新。
.在第二次迭代時 ，節點 v 與 y 被發現具有最低費用路徑 2。任意選擇將 y 加到集合 N` 中，使得 N』中含有 u、x 和 y。通過更新，產生如表中第 3 行所示的結果。
.以此類推…
當 LS 演算法結束時，對於每個節點都得到從源節點沿著它的最低費用路徑的前繼節點， 對於每個前繼節點，又有它的前繼節點，按照此方式可以構建從源節點到所有目的節點的完 整路徑。
根據從 u 出發的最短路徑，可以構建一個節點(如節點 u)的轉發表。
二 距離矢量選路演算法 DV
LS 演算法是一種使用全局信息的演算法，而距離矢量演算法是一種迭代的、非同步的和分布式的演算法。
Bellman-Ford 方程：
設 dx(y)是從節點 x 到節點 y 的最低費用路徑的費用，則有 dx(y) = min {c(x,v) + dv(y) }
PS： 方程中的 min，是指取遍 x 的所有鄰居。
Bellman-Ford 方程含義相當直觀，意思是從 x 節點出發到 y 的最低費用路徑肯定經過 x 的某個鄰居，而且 x 到這個鄰居的費用加上這個鄰居到達目的節點 y 費用之和在所有路徑 中其總費用是最小的。 實際上，從 x 到 v 遍歷之後，如果取從 v 到 y 的最低費用路徑，該路 徑費用將是 c(x,v)+ dv(y)。因此必須從遍歷某些鄰居 v 開始，從 x 到 y 的最低費用是對所有鄰 居的 c(x,v)+dv(y)的最小值。
在該 DV 演算法中，當節點 x 看到它的直接相連的鏈路費用變化，或從某個鄰居接收到一 個距離矢量的更新時，就根據 Bellman-Ford 方程更新其距離矢量表。
三 LS 與 DV 選路演算法的比較
DV 和 LS 演算法採用不同的方法來解決計算選路問題。
在 DV 演算法中，每個節點僅與它的直接相連鄰居交換信息，但它為它的鄰居提供了從其 自己到網路中(它所知道的)所有其他節點的最低費用估計。
在 LS 演算法中，每個節點(經廣播)與所有其他節點交換信息，但它僅告訴它們與它直接 相連鏈路的費用。
·報文復雜性：
LS 演算法要求每個節點都知道網路中每條鏈路的費用，需要發送 O(nE)個消息。
DV 演算法要求在每次迭代時，在兩個直接相連鄰居之間交換報文，演算法收斂所需的時間 依賴於許多因素。當鏈路費用改變時，DV 演算法僅當在會導致該節點的最低費用路徑發生改 變時，才傳播已改變的鏈路費用。
·收效速度：
DV演算法收斂較慢，且在收斂時會遇到選路環路。DV演算法還會遭受到計數到無窮的問題。
•健壯性： 在 LS 演算法中，如果一台路由器發生故障、或受到破壞，路由器會向其連接的鏈路廣播 不正確費用，導致整個網路的錯誤。
在 Dv 演算法下， 每次迭代時，其中一個節點的計算結果會傳遞給它的鄰居，然後在下次迭代時再間接地傳遞給鄰居的鄰居。在這種情況下，DV 演算法中一個不正確的計算結果也會擴散到整個網路。
四.層次選路
兩個原因導致層次的選路策略：
•規模： 隨著路由器數目增長，選路信息的計算、存儲及通信的開銷逐漸增高。
•管理自治： 一般來說，一個單位都會要求按自己的意願運行路由器(如運行其選擇的某 種選路演算法)，或對外部隱藏其內部網路的細節。
層次的選路策略是通過將路由器劃分成自治系統 AS 來實施的。
每個 AS 由一組通常在相同管理控制下的路由器組成(例如由相同的 ISP 運營或屬於相同 的公司網路)。在相同的 AS 內的路由器都全部運行同樣的選路演算法。
在一個自治系統內運行的選路演算法叫做自治系統內部選路協議。 在一個 AS 邊緣的一台 或多台路由器，來負責向本 AS 之外的目的地轉發分組，這些路由器被稱為網關路由器
在各 AS 之間，AS 運行相同的自治系統間選路協議。
Ⅳ 計算機網路-網路層-路由器的構成
路由器是一種具有多個輸入埠和多個輸出埠的專用計算機，其任務是轉發分組。從路由器某個輸入埠收到的分組，按照分組要去的目的地（即目的網路），把該分組從路由器的某個合適的輸出埠轉發給下一跳路由器。下一跳路由器也按照這種方法處理分組，直到該分組到達終點為止。路由器的轉發分組正是網路層的主要工作。
整個的路由器結構可劃分為兩大部分：路由選擇部分和分組轉發部分。
路由選擇部分也叫做控制部分，其核心構件是路由選擇處理機。 路由選擇處理機的任務是根據所選定的路由選擇協議構造出路由表，同時經常或定期地和相鄰路由器交換路由信息而不斷地更新和維護路由表。 分組轉發部分由三部分組成：交換結構、一組輸入埠和一組輸出埠（請注意：這里的埠就是硬體介面）。
交換結構(switching fabric)又稱為交換組織 ，交換結構是路由器的關鍵構件，它的作用就是根據轉發表(forwarding table)對分組進行處理，將某個輸入埠進入的分組從一個合適的輸出埠轉發出去，交換結構本身就是一種網路，但這種網路完全包含在路由器之中，因此交換結構可看成是「在路由器中的網路」。實現這樣的交換有多種方法，以下這三種方法都是將輸入埠 I1收到的分組轉發到輸出埠O2。
圖4-45(a)的示意圖表示 分組通過存儲器進行交換 。目的地址的查找和分組在存儲器中的緩存都是在輸入埠中進行的。若存儲器的帶寬（讀或寫）為每秒M個分組，那麼路由器的交換速率（即分組從輸入埠傳送到輸出埠的速率）一定小於M2。這是因為存儲器對分組的讀和寫需要花費的時間是同一個數量級。
圖4-45(b)是 通過匯流排進行交換 的示意圖。採用這種方式時，數據報從輸入埠通過共享的匯流排直接傳送到合適的輸出埠，而不需要路由選擇處理機的干預。但是，由於匯流排是共享的，因此在同一時間只能有一個分組在匯流排上傳送。當分組到達輸入埠時若發現匯流排忙（因為匯流排正在傳送另一個分組），則被阻塞而不能通過交換結構，並在輸入埠排隊等待。因為每一個要轉發的分組都要通過這一條匯流排，因此路由器的轉發帶寬就受匯流排速率的限制。現代的技術已經可以將匯流排的帶寬提高到每秒吉比特的速率，因此許多的路由器產品都採用這種通過匯流排的交換方式。
圖4-45(c)是 通過縱橫交換結構(crossbar switch fabric)進行交換 。這種交換機構常稱為互連網路(interconnection network),它有2N條匯流排，可以使N個輸入埠和N個輸出埠相連接，這取決於相應的交叉結點是使水平匯流排和垂直匯流排接通還是斷開。當輸入埠收到一個分組時，就將它發送到與該輸入埠相連的水平匯流排上。若通向所要轉發的輸出埠的垂直匯流排是空閑的，則在這個結點將垂直匯流排與水平匯流排接通，然後將該分組轉發到這個輸出埠。但若該垂直匯流排已被佔用（有另一個分組正在轉發到同一個輸出埠），則後到達的分組就被阻塞，必須在輸入埠排隊。
在圖4-42中，路由器的輸入和輸出埠裡面都各有三個方框，用方框中的1,2和3分別代表物理層、數據鏈路層和網路層的處理模塊。物理層進行比特的接收。數據鏈路層則按照鏈路層協議接收傳送分組的核。在把航的首部和尾部去後，分組就被送入網路層的處理模塊。若接收到的分組是路由器之間交換路由信總的分組（如RIP或OSPF分組等），則把這種分組送交路由器的路由選擇部分中的路由選擇處理機。若接收到的是數據分組，則按照分組首部中的目的地址查找轉發表，根據得出的結果，分組就經過交換結構到達合適的輸出埠。 一個路由器的輸入埠和輸出埠就做在路由器的線路介面卡上。
輸入埠 中的查找和轉發功能在路由器的交換功能中是最重要的。為了使交換功能分散化，往往把復制的轉發表放在每一個輸入埠中（如圖4-42中的虛線箭頭所示）。路由遠擇處理機負責對各轉發表的副本進行更新。這些副本常稱為「影子副本」(shadow ),分散化交換可以避免在路由器中的某一點上出現瓶頸。
「但在具體的實現中還是會遇到不少困難。問題就在於路由器必須以很高的速率轉發分組。最理想的情況是 輸入埠的處理速率能夠跟上線路把分組傳送到路由器的速率。這種速率稱為線速 （line speed 或 wirc peed)。可以粗略地估算一下。設線路是0C-48鏈路，即2.5 Gbit/s。若分組長度為256位元組，那麼線速就應當達到每秒能夠處理100萬以上的分組。現在常用Mpps(百萬分組每秒)為單位來說明一個路由器對收到的分組的處理速率有多高。」
當一個分組正在查找轉發表時，後面又緊跟著從這個輸入埠收到另一個分組。這個後到的分組就必須在隊列中排隊等待，因而產生了一定的時延。
輸出埠 從交換結構接收分組，然後把它們發送到路由器外面的線路上。在網路層的處理模塊中設有一個緩沖區，實際上它就是一個隊列。當交換結構傳送過來的分組的速率超過輸出鏈路的發送速率時，來不及發送的分組就必須暫時存放在這個隊列中。數據鏈路層處理模塊把分組加上鏈路層的首部和尾部，交給物理層後發送到外部線路。
從以上可以看出，分組在路由器的輸入埠和輸出埠都可能會在隊列中排隊等候處理。若分組處理的速率趕不上分組進入隊列的速率，則隊列的存儲空間最終必定減少到零，這就使後面再進入隊列的分組由於沒有存儲空間而只能被丟棄。分組丟失就是發生在路由器中的輸入或輸出隊列產生溢出的時候。當然，設備或線路出故障也可能使分組丟失。
「轉發」和「路由選擇」的區別 ：在互聯網中， 「轉發」 就是路由器根據轉發表把收到的IP數據報從路由器合適的埠轉發出去。「轉發」僅僅涉及到一個路由器。但 「路由選擇」 則涉及到很多路由器，路由表則是許多路由器協同工作的結果。這些路由器按照復雜的路由演算法，得出整個網銘的拓撲變化情況，因而能夠動態地改變所選擇的路由，並由此構造出整個的路由表，路由表一般僅包含從目的網路到下一跳（用P地址表示）的映射，而轉發表是從路由表得出的。轉發表必須包含完成轉發功能所必需的信息。這就是說，在轉發表的每一行必須包含從要到達的目的網路到輸出埠和某些MAC地址信息（如下跳的乙太網地址)的映射。將轉發表和路由表用不同的數據結構實現會帶來一些好處，這是因為在轉發分組時，轉發表的結構應當使查找過程最優化，但路由表則需要對網路拓撲變化的計算最優化。路由表總是用軟體實現的，但轉發表則甚至可用特殊的硬體來實現。請讀者注意，在討論路由選擇的原理時， 往往不去區分轉發表和路由表的區別，而可以籠統地都使用路由表這一名詞。
Ⅳ 常見的路由選擇演算法有哪些
鏈路狀態演算法（也稱最短路徑演算法）發送路由信息到互聯網上所有的結點，然而對於每個路由器，僅發送它的路由表中描述了其自身鏈路狀態的那一部分。距離向量演算法（也稱為Bellman-Ford演算法）則要求每個路由器發送其路由表全部或部分信息，但僅發送到鄰近結點上。從本質上來說，鏈路狀態演算法將少量更新信息發送至網路各處，而距離向量演算法發送大量更新信息至鄰接路由器。 ——由於鏈路狀態演算法收斂更快，因此它在一定程度上比距離向量演算法更不易產生路由循環。但另一方面，鏈路狀態演算法要求比距離向量演算法有更強的CPU能力和更多的內存空間，因此鏈路狀態演算法將會在實現時顯得更昂貴一些。除了這些區別，兩種演算法在大多數環境下都能很好地運行。
Ⅵ 什麼是路由啊 路由的組成 以及路由的演算法
路由：路由（routing）是指分組從源到目的地時，決定端到端路徑的網路范圍的進程。路由工作在OSI參考模型第三層——網路層的數據包轉發設備。路由器通過轉發數據包來實現網路互連。雖然路由器可以支持多種協議（如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等協議），但是在我國絕大多數路由器運行TCP/IP協議。路由器通常連接兩個或多個由IP子網或點到點協議標識的邏輯埠，至少擁有1個物理埠。路由器根據收到數據包中的網路層地址以及路由器內部維護的路由表決定輸出埠以及下一跳地址，並且重寫鏈路層數據包頭實現轉發數據包。路由器通過動態維護路由表來反映當前的網路拓撲，並通過網路上其他路由器交換路由和鏈路信息來維護路由表。
路由器的組成：
RAM（隨機存儲器）
功能：存放路由表；存放ARP告訴緩存；存放快速交換緩存；存放分組交換緩沖；存放解壓後的IOS；路由器加電後，存放running配置文件；
特點：重啟或者斷電後，RAM中的內容丟失。
NVRAM（非易失性RAM）
功能：存儲路由器的startup配置文件；存儲路由器的備份。
特點：重啟或者斷電後內容不丟失。
FLASH（快速快閃記憶體）
功能：存放IOS和微代碼。
特點：重啟或者斷電後內容不丟失；可存放多個IOS版本（在容量許可的前提下）；允許軟體升級不需替換CPU中的晶元。
ROM(只讀存儲器)
功能：存放POST診斷所需的指令；存放mini-ios；存放ROM監控模式的代碼。
特點：ROM中的軟體升級需要更換CPU的晶元（還好這種情況比較少遇到)
CPU（中央處理器）
衡量路由器性能的重要指標，負責路由計算，路由選擇等。
背板：
背板能力是一個重要參數，尤其在交換機中。
路由演算法：又名選路演算法，可以根據多個特性來加以區分。演算法的目的是找到一條從源路由器到目的路由器的「好」路徑（即具有最低費用的路徑[1]）。演算法設計者的特定目標影響了該路由協議的操作；具體來說存在著多種路由演算法，每種演算法對網路和路由器資源的影響都不同；由於路由演算法使用多種度量標准（metric），從而影響到最佳路徑的計算。
演算法分類：主要有RIP、IGRP（IGRP為 Cisco公司的私有協議）；鏈路狀態路由協議基於圖論中非常著名的Dijkstra演算法，即最短優先路徑（Shortest Path First， SPF）演算法，如OSPF。在距離向量路由協議中，路由器將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器；而在鏈路狀態路由協議中，路由器將鏈路狀態信息傳 遞給在同一區域內的所有路由器。 根據路由器在自治系統（AS）中的位置，可將路由協議分為內部網關協議 （Interior Gateway Protocol，IGP）和外部網關協議（External Gateway Protocol，EGP，也叫域 間路由協議）。域間路由協議有兩種：外部網關協議（EGP）和邊界網關協議（BGP）。EGP是為一個簡單的樹型拓撲結構而設計的，在處理選路循環和設置 選路策略時，具有明顯的缺點，已被BGP代替。
Ⅶ 路由器的原理
路由器的概念及基本構成
路由器是一種用於網路互連的計算機設備，它工作在 OSI 參考模型的第三層
(網路層)，為不同的網路之間報文尋徑並存儲轉發。
作為路由器，必須具備：
Ⅰ 兩個或兩個以上的介面：用於連接不同的網路。
Ⅱ 協議至少實現到網路層：只有理解網路層協議才能與網路層通訊。
Ⅲ 至少支持兩種以上的子網協議：異種子網互聯。
Ⅳ 具有存儲、轉發、尋徑功能 ：實現速率匹配與路由尋徑。
Ⅴ 一組路由協議：包括域內路由協議、域間路由協議。
路由器的作用
Ⅰ 異種網路互連：主要是具有異種子網協議的網路互連。
Ⅱ 子網協議轉換：不同子網間包括區域網和廣域網間協議轉換。
Ⅲ 路由(尋徑)：路由表建立、刷新、查找。
Ⅳ 速率適配：不同介面具有不同的速率，路由器可以利用自己 緩存及流控協議適配。
Ⅴ 隔離網路：防止廣播風暴，網路安全(防火牆)。
Ⅵ 報文分片與重組：介面的 MTU 不同，超過介面的 MTU 的報文會被分片，到達目的地的報文會被重組。
Ⅶ備份、流量流控：主備線路的切換及復雜的流量控制。
路由器工作原理
路由器中時刻維持著一張路由表，所有報文的發送和轉發都通過查找路由表。從相應埠發送。這張路由表可以是靜態配置的，也可以是動態路由協議產生的。物理層從路由器的一個埠收到一個報文，上送到數據鏈路層。數據鏈路層去掉鏈路層封裝，根據報文的協議域上送到網路層。網路層首先看報文是否是送給本機的，若是，去掉網路層封裝，送給上層。若不是，則根據報文的目的地址查找路由表，若找到路由，將報文送給相應埠的數據鏈路層，數據鏈路層封裝後，發送報文。若找不到路由，報文丟棄。
電子產品世界
路由器工作原理
手機與無線通信 作者：何富和 時間：2015-05-27來源：電子產品世界
導讀：說起路由器，大家對它一定非常熟悉吧，上網都靠他，但它是靠什麼原理工作的呢，它的工作流程是怎樣呢?今天小編帶大家了解一下路由器的工作原理。
路由器的概念及基本構成
路由器是一種用於網路互連的計算機設備，它工作在 OSI 參考模型的第三層
(網路層)，為不同的網路之間報文尋徑並存儲轉發。
作為路由器，必須具備：
Ⅰ 兩個或兩個以上的介面：用於連接不同的網路。
Ⅱ 協議至少實現到網路層：只有理解網路層協議才能與網路層通訊。
Ⅲ 至少支持兩種以上的子網協議：異種子網互聯。
Ⅳ 具有存儲、轉發、尋徑功能 ：實現速率匹配與路由尋徑。
Ⅴ 一組路由協議：包括域內路由協議、域間路由協議。
路由器的作用
Ⅰ 異種網路互連：主要是具有異種子網協議的網路互連。
Ⅱ 子網協議轉換：不同子網間包括區域網和廣域網間協議轉換。
Ⅲ 路由(尋徑)：路由表建立、刷新、查找。
Ⅳ 速率適配：不同介面具有不同的速率，路由器可以利用自己 緩存及流控協議適配。
Ⅴ 隔離網路：防止廣播風暴，網路安全(防火牆)。
Ⅵ 報文分片與重組：介面的 MTU 不同，超過介面的 MTU 的報文會被分片，到達目的地的報文會被重組。
Ⅶ備份、流量流控：主備線路的切換及復雜的流量控制。
路由器工作原理
路由器中時刻維持著一張路由表，所有報文的發送和轉發都通過查找路由表。從相應埠發送。這張路由表可以是靜態配置的，也可以是動態路由協議產生的。物理層從路由器的一個埠收到一個報文，上送到數據鏈路層。數據鏈路層去掉鏈路層封裝，根據報文的協議域上送到網路層。網路層首先看報文是否是送給本機的，若是，去掉網路層封裝，送給上層。若不是，則根據報文的目的地址查找路由表，若找到路由，將報文送給相應埠的數據鏈路層，數據鏈路層封裝後，發送報文。若找不到路由，報文丟棄。
子網尋徑及路由
標準的尋徑表表目是一個二維組(信宿網路地址，下一驛站地址)，其中不攜帶子網信息，不能滿足子網尋徑。引入子網編址以後，子網尋徑表的每一表目中加入子網模，於是子網尋徑表表目變為三維組：子網模、信宿網路地址、下一驛站地址。
路由演算法、路由協議、尋徑
路由器依據路由表來為報文尋徑，路由表由路由協議建立和維護。路由協議的設計則是依據某種路由演算法。
選徑是否是最佳：
以什麼參數來衡量路由，如時延、距離、中間網關數等。
簡潔性：路由演算法應設計的盡可能簡潔。
強壯性：路由演算法必須具有魯棒性，應經得起各種網路環境的考驗。
快速收斂性：即所有路由器就最優路徑達成一致的過程路由演算法如果收斂的慢，就會引起路徑循環或網路消耗。
靈活性、彈性：路由演算法能否適應網路環境的各種變化，例如網路帶寬、路由器的緩存、網路時延等發生變化，路由演算法能否根據這些變化做出調整。路由表包含的信息用來交換路由信息和選擇最佳路由路由表是路由器的核心，其中的路由信息來源有兩種：一種是手動添加的靜態路由，另外一種是路由器運行過程中由動態路由協議學習而得來。路由演算法使用了許多不同的權決定最佳路由。
通常採用的權如下：
Ⅰ 路徑距離：指所經過的每條鏈路的權值之和，有的路由協議指節點數目;
Ⅱ 可靠性：指網路鏈路是否容易出故障;
Ⅲ 時延：指網路鏈路造成的網路延時;
Ⅳ 帶寬：指鏈路傳輸信息流容量的能力;
Ⅴ 承載量：指網路資源如路由器的繁忙程度;
路由器與相關網路設備的比較
Hubs(中繼器)：對應 7 層模型的物理層，它的作用是放大電信號。主要用於連接具有相同物理層的 LAN。Hubs 還將乙太網的匯流排結構變成星狀結構。Bridges(Switches)：是一種在數據鏈路層實現互連的存儲轉發設備，廣泛用於區域網的擴展。Bridges 從一個網段接收完整的數據幀，進行必要的比較和驗證，然後決定是丟棄還是發送給另外一個網段。Bridges 具有隔離網段的作用。在網路上適當地使用 Bridges 可以調整網路負載，提高傳輸性能。
Router(路由器)：與 Bridges 相比，路由器實現網路互連是發生在網路層，它實現了相對復雜的功能：路由選擇、多路重發、錯誤檢測等。路由器的異構網互連能力、阻塞控制能力和網段的隔離能力要強於 Bridges。路由器可以阻止網路風暴、支持多協議、提供多種介面。