網路層的路由器結構

Ⅰ 路由器的工作原理是什麼

路由器的工作原理：路由器是連接網際網路中各區域網、廣域網的設備，它會根據信道的情況自動選擇和設定路由，以最佳路徑，按前後順序發送信號。

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，可通過路由器的路由功能來完成。

路由器通常位於網路層

因而路由技術也是與網路層相關的一門技術， 路由器與早期的網橋相比有很多的變化和不同。 通常而言，網橋的局限性比較大，它只能夠連通數據鏈路層相同或者類似的網路，不能夠連接數據鏈路層之間有著較大差異的網路。

但是路由器卻不同，它打破了這個局限，能夠連接任意的兩種不同的網路，但是這兩種不同的網路之間要遵守一個原則，就是使用相同的網路層協議，這樣才能夠被路由器連接。

以上內容參考：網路-路由器

Ⅱ 路由器的構造

路由器工作原理
傳統地，路由器工作於OSI七層協議中的第三層，其主要任務是接收來自一個網路介面的數據包，根據其中所含的目的地址，決定轉發到下一個目的地址。因此，路由器首先得在轉發路由表中查找它的目的地址，若找到了目的地址，就在數據包的幀格前添加下一個MAC地址，同時IP數據包頭的TTL（Time To Live）域也開始減數，並重新計算校驗和。當數據包被送到輸出埠時，它需要按順序等待，以便被傳送到輸出鏈路上。
路由器在工作時能夠按照某種路由通信協議查找設備中的路由表。如果到某一特定節點有一條以上的路徑，則基本預先確定的路由准則是選擇最優（或最經濟）的傳輸路徑。由於各種網路段和其相互連接情況可能會因環境變化而變化，因此路由情況的信息一般也按所使用的路由信息協議的規定而定時更新。
網路中，每個路由器的基本功能都是按照一定的規則來動態地更新它所保持的路由表，以便保持路由信息的有效性。為了便於在網路間傳送報文，路由器總是先按照預定的規則把較大的數據分解成適當大小的數據包，再將這些數據包分別通過相同或不同路徑發送出去。當這些數據包按先後秩序到達目的地後，再把分解的數據包按照一定順序包裝成原有的報文形式。路由器的分層定址功能是路由器的重要功能之一，該功能可以幫助具有很多節點站的網路來存儲定址信息，同時還能在網路間截獲發送到遠地網段的報文，起轉發作用；選擇最合理的路由，引導通信也是路由器基本功能；多協議路由器還可以連接使用不同通信協議的網路段，成為不同通信協議網路段之間的通信平台。
一般來說，路由器的主要工作是對數據包進行存儲轉發，具體過程如下：
第一步：當數據包到達路由器，根據網路物理介面的類型，路由器調用相應的鏈路層功能模塊，以解釋處理此數據包的鏈路層協議報頭。這一步處理比較簡單，主要是對數據的完整性進行驗證，如CRC校驗、幀長度檢查等。
第二步：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的IP地址；同時，IP數據包頭的TTL（Time To Live）域開始減數，並重新計算校驗和（Checksum）。
第三步：根據路由表中所查到的下一跳IP地址，將IP數據包送往相應的輸出鏈路層，被封裝上相應的鏈路層包頭，最後經輸出網路物理介面發送出去。
簡單地說，路由器的主要工作就是為經過路由器的每個數據包尋找一條最佳傳輸路徑，並將該數據包有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑策略或叫選擇最佳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——路由表（Routing Table），供路由選擇時使用。上述過程描述了路由器的主要而且關鍵的工作過程，但沒有說明其它附加性能，例如訪問控制、網路地址轉換、排隊優先順序等。

Ⅲ 路由器的結構原理

路由表是工作在IP協議網路層實現子網之間轉發數據的設備。路由器內部可以劃分為控制平面和數據通道。在控制平面上，路由協議可以有不同的類型。路由器通過路由協議交換網路的拓撲結構信息，依照拓撲結構動態生成路由表。在數據通道上，轉發引擎從輸入線路接收IP包後，分析與修改包頭，使用轉發表查找輸出埠，把數據交換到輸出線路上。轉發表是根據路由表生成的，其表項和路由表項有直接對應關系，但轉發表的格式和路由表的格式不同，它更適合實現快速查找。轉發的主要流程包括線路輸入、包頭分析、數據存儲、包頭修改和線路輸出。
路由協議根據網路拓撲結構動態生成路由表。IP協議把整個網路劃分為管理區域，這些管理區域稱為自治域，自治域區號實行全網統一管理。這樣，路由協議就有域內協議和域間協議之分。域內路由協議，如OSPF、IS-IS，在路由器間交換管理域內代表網路拓撲結構的鏈路狀態，根據鏈路狀態推導出路由表。域間路由協議相鄰節點交換數據，不能使用多播方式，只能採用指定的點到點連接。

Ⅳ 路由器的交換結構

路由器的交換結構是指將路由的輸入埠與輸出埠相連接的體系結構。

輸入埠、輸出埠和交換結構共同實現了轉發功能，並且總是用硬體實現。這些轉發功能有時總稱為路由器轉發平面。

交換結構位於一台路由器的核心部位。交換可以用多種方式進行，如經內存交換、經匯流排交換、經互聯網路交換。

在網路介面中，特定媒質介面完成所有的物理層和介質訪問子層的功能，交換結構介面完成IP交換的前期和後期工作。

在交換一個IP之前，先將IP包分成一些固定長度的信元，附上內部路由標識符或者標記優先順序等；而在交換後，則將接收到的一些具有相同標識符的信元重組為一個IP數據包。

(4)網路層的路由器結構擴展閱讀：

與路由器交換結構有關的丟包原因：

1、假設輸入和輸出線路的速率都是 R，有 N 個輸入埠和 N 個輸出埠，交換結構的速率足夠快。每個線路上的分組都有相同的固定長度，分組以同步的方式到達輸入埠，且每個分組都被轉發到同一個輸出埠。

2、如果交換結構不能快到使所有到達的分組無時延地通過它傳送，則在輸入埠也將出現分組排隊。因為到達的分組必須加入輸入埠隊列中，以等待通過交換結構傳送到輸出埠。

參考資料來源：網路-路由交換設備

Ⅳ 路由器的在TCP/IP模型中工作在哪一層以及其作用是什麼

傳統意義上的路由器工作在OSI模型的第三層，也就是網路層，或者工作在TCP/IP模型的網際互聯層，即TCP/IP四層模型的第二層。而當代的路由器，則可工作在OSI模型的二層至七層，功能豐富而強大。

路由器會根據信道的情況自動選擇和設定路由，以最佳路徑，按前後順序發送信號。路由器是互聯網路的樞紐，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成為實現互聯網互聯互通業務的主力軍。

(5)網路層的路由器結構擴展閱讀

那交換機和路由器的區別：

兩者都是連接互聯網的設備，它們之間主要區別就是，交換機發生在網路的第二層數據鏈路層，而路由器發生在第三層網路層。這個區別是兩者各自工作方式的根本區別。路由器可以根據IP地址尋找下一個設備，可以處理TCPIP協議。

交換機是分配網路數據，路由器可以給網路分配IP地址，分配給地址而且可以隨時通過地址過來找到。

路由器可以在不同時間內把一個IP分配給多台主機使用。交換機是通過MAC地址和識別各個不同的主機。

Ⅵ 什麼是路由器.原理是什麼結構

路由器（Router）：是連接網際網路中各區域網、廣域網的設備，它會根據信道的情況自動選擇和設定路由，以最佳路徑，按前後順序發送信號的設備。 路由器是互聯網路的樞紐、"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成為實現各種骨幹網內部連接、骨幹網間互聯和骨幹網與互聯網互聯互通業務的主力軍。路由和交換之間的主要區別就是交換發生在OSI參考模型第二層（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。
原理：路由器（Router）是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。路由器分本地路由器和遠程路由器，本地路由器是用來連接網路傳輸介質的，如光纖、同軸電纜、雙絞線；遠程路由器是用來連接遠程傳輸介質，並要求相應的設備，如電話線要配數據機，無線要通過無線接收機、發射機。
結構：路由器具有四個要素：輸入埠、輸出埠、交換開關、路由處理器和其他埠

Ⅶ 路由器屬於OSI體系結構的哪一層

路由器屬於OSI體系結構的第三層：網路層。

OSI體系結構，意為開放式系統互聯。國際標准組織（國際標准化組織）制定了OSI模型。這個模型把網路通信的工作分為7層，分別是物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。

1至4層被認為是低層，這些層與數據移動密切相關。5至7層是高層，包含應用程序級的數據。每一層負責一項具體的工作，然後把數據傳送到下一層。

(7)網路層的路由器結構擴展閱讀

1、物理層（即OSI模型中的第一層也是最底層）：

物理層實際上就是布線、光纖、網卡和其它用來把兩台網路通信設備連接在一起的東西。甚至一個信鴿也可以被認為是一個1層設備。網路故障的排除經常涉及到1層問題。

2、數據鏈路層：

運行乙太網等協議。網橋都在2層工作，僅關注乙太網上的MAC地址。有關MAC地址、交換機或者網卡和驅動程序，就是在第2層的范疇。集線器屬於第1層的領域，因為它們只是電子設備，沒有2層的知識。

3、網路層：

網路層的任務就是選擇合適的網間路由和交換結點， 確保數據及時傳送。如果你在談論一個IP地址，那麼你是在處理第3層的問題，這是「數據包」問題，而不是第2層的「幀」。

IP是第3層問題的一部分，此外還有一些路由協議和地址解析協議（ARP）。有關路由的一切事情都在第3層處理。地址解析和路由是3層的重要目的。

4、信息的傳輸層：

第4層的數據單元也稱作數據包（packets）。這個層負責獲取全部信息，因此，它必須跟蹤數據單元碎片、亂序到達的數據包和其它在傳輸過程中可能發生的危險。

理解第4層的另一種方法是，第4層提供端對端的通信管理。像TCP等一些協議非常善於保證通信的可靠性。有些協議並不在乎一些數據包是否丟失，UDP協議就是一個主要例子。

5、會話層：

這一層也可以稱為會晤層或對話層，在會話層及以上的高層次中，數據傳送的單位不再另外命名，統稱為報文。會話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。

6、表示層：

這一層主要解決用戶信息的語法表示問題。它將欲交換的數據從適合於某一用戶的抽象語法，轉換為適合於OSI系統內部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮， 加密和解密等工作都由表示層負責。

7、應用層：

是專門用於應用程序的。應用層確定進程之間通信的性質以滿足用戶需要以及提供網路與用戶應用軟體之間的介面服務。SMTP、DNS和FTP都是第7層協議。

Ⅷ 路由器長啥樣給個圖

路由器是連接兩個或多個網路的硬體設備，在網路間起網關的作用，是讀取每一個數據包中的地址然後決定如何傳送的專用智能性的網路設備。它能夠理解不同的協議，例如某個區域網使用的乙太網協議，網際網路使用的TCP/IP協議。這樣，路由器可以分析各種不同類型網路傳來的數據包的目的地址，把非TCP/IP網路的地址轉換成TCP/IP地址，或者反之；再根據選定的路由演算法把各數據包按最佳路線傳送到指定位置。所以路由器可以把非TCP/ IP網路連接到網際網路上。
中文名
路由器
外文名
Router
別名
網關設備
功能
定址
路由選擇
靜態路由和動態路由
快速
導航
原理作用功能分類路由器的主要技術發展趨勢安全隱患安全防護措施無線路由器
簡介
路由器又可以稱之為網關設備。路由器就是在OSI/RM中完成的網路層中繼以及第三層中繼任務，對不同的網路之間的數據包進行存儲、分組轉發處理，其主要就是在不同的邏輯分開網路。而數據在一個子網中傳輸到另一個子網中，可以通過路由器的路由功能進行處理。在網路通信中，路由器具有判斷網路地址以及選擇IP路徑的作用，可以在多個網路環境中，構建靈活的鏈接系統，通過不同的數據分組以及介質訪問方式對各個子網進行鏈接。路由器在操作中僅接受源站或者其他相關路由器傳遞的信息，是一種基於網路層的互聯設備。[1]
路由器通常位於網路層，因而路由技術也是與網路層相關的一門技術， 路由器與早期的網橋相比有很多的變化和不同。 通常而言，網橋的局限性比較大，它只能夠連通數據鏈路層相同或者類似的網路，不能夠連接數據鏈路層之間有著較大差異的網路。但是路由器卻不同，它打破了這個局限，能夠連接任意的兩種不同的網路，但是這兩種不同的網路之間要遵守一個原則，就是使用相同的網路層協議，這樣才能夠被路由器連接。 路由技術簡單來說就是對網路上眾多的信息進行轉發與交換的一門技術，具體來說，就是通過互聯網路將信息從源地址傳送到目的地址。路由技術這幾年來也取得了不錯的發展和進步，特別是第五代路由器的出現，滿足了人們對數據、語音和圖像的綜合應用，逐漸被大多數家庭網路所選擇並且廣泛被使用。 除此之外，這幾年來，我國的路由技術越來越成熟，同時也結合了當代的智能化技術，使得人們在使用路由技術的過程中能夠體會到快捷、快速的效果，從而推動和促進互聯網和網路技術的發展。[2]
路由器是互聯網的主要結點設備。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。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的國際互聯網路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，它的可靠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，都有重要的意義。
原理
網路中的設備相互通信主要是用它們的IP地址，路由器只能根據具體的IP地址來轉發數據。IP地址由網路地址和主機地址兩部分組成。在Internet中採用的是由子網掩碼來確定網路地址和主機地址。子網掩碼與IP地址一樣都是32位的，並且這兩者是一一對應的，子網掩碼中「1」對應IP地址中的網路地址，「0」對應的是主機地址，網路地址和主機地址就構成了一個完整的IP地址。在同一個網路中，IP地址的網路地址必須是相同的。計算機之間的通信只能在具有相同網路地址的IP地址之間進行，如果想要與其他網段的計算機進行通信，則必須經過路由器轉發出去。不同網路地址的IP地址是不能直接通信的，即便它們距離非常近，也不能進行通信。路由器的多個埠可以連接多個網段，每個埠的IP地址的網路地址都必須與所連接的網段的網路地址一致。不同的埠它的網路地址是不同的，所對應的網段也是不同的，這樣才能使各個網段中的主機通過自己網段的IP地址把數據發送到路由器上。[3]
傳輸介質
路由器分本地路由器和遠程路由器，本地路由器是用來連接網路傳輸介質的，如光纖、同軸電纜、雙絞線；遠程路由器是用來連接遠程傳輸介質，並要求相應的設備，如電話線要配數據機，無線要通過無線接收機、發射機。
結構
電源介面（POWER）：介面連接電源。
復位鍵（RESET）：此按鍵可以還原路由器的出廠設置。
貓(MODEM)或者是交換機與路由器連介面（WAN）：此介面用一條網線與家用寬頻數據機（或者與交換機）進行連接。
電腦與路由器連介面（LAN1~4）：此介面用一條網線把電腦與路由器進行連接。
啟動過程
作為路由器來講，也有一個類似於我們PC系統中BIOS一樣作用的部分，叫做MiniIOS。MiniIOS可以使我們在路由器的FLASH中不存在ISO時，先引導起來，進入恢復模式，來使用TFTP或X-MODEM等方式去給FLASH中導入ISO文件。所以，路由器的啟動過程應該是這樣的：
路由器在加電後首先會進行POST，Power On Self Test (上電自檢，對硬體進行檢測的過程)。
POST完成後，首先讀取ROM里的BootStrap程序進行初步引導。
初步引導完成後，嘗試定位並讀取完整的ISO鏡像文件。在這里，路由器將會首先在FLASH中查找ISO文件，如果找到了ISO文件的話，那麼讀取ISO文件，引導路由器。
如果在FLASH中沒有找到ISO文件的話，那麼路由器將會進入BOOT模式，在BOOT模式下可以使用TFTP上的ISO文件。或者使用TFTP/X-MODEM來給路由器的FLASH中傳一個ISO文件(一般我們把這個過程叫做灌ISO)。傳輸完畢後重新啟動路由器，路由器就可以正常啟動到CLI模式。
當路由器初始化完成ISO文件後，就會開始在NVRAM中查找STARTUP-CONFIG文件，STARTUP-CONFIG叫做啟動配置文件。該文件里保存了我們對路由器所做的所有的配置和修改。當路由器找到了這個文件後，路由器就會載入該文件里的所有配置，並且根據配置來學習、生成、維護路由表，並將所有的配置載入到RAM(路由器的內存)里後，進入用戶模式，最終完成啟動過程。
如果在NVRAM里沒有STARTUP-CONFIG文件，則路由器會進入詢問配置模式，也就是俗稱的問答配置模式，在該模式下所有關於路由器的配置都可以以問答的形式進行配置。不過一般情況下我們基本上是不用這樣的模式的。我們一般都會進入CLI(Comman Line Interface)命令行模式後對路由器進行配置。
作用功能
路由器最主要的功能可以理解為實現信息的轉送。因此，我們把這個過程稱之為定址過程。因為在路由器處在不同網路之間，但並不一定是信息的最終接收地址。所以在路由器中, 通常存在著一張路由表。根據傳送網站傳送的信息的最終地址，尋找下一轉發地址，應該是哪個網路。其實深入簡出的說，就如同快遞公司來發送郵件。郵件並不是瞬間到達最終目的地，而是通過不同分站的分揀，不斷的接近最終地址，從而實現郵件的投遞過程的。路由器定址過程也是類似原理。通過最終地址，在路由表中進行匹配，通過演算法確定下一轉發地址。這個地址可能是中間地址，也可能是最終的到達地址。[4]
路由器的功能就是將不同的子網之間的數據進行傳遞。 具體功能有以下幾點：
（1）實現IP、TCP、UDP、ICMP等網路的互連。
（2）對數據進行處理。收發數據包，具有對數據的分組過濾、復用、加密、壓縮及防護牆等各項功能。
（3）依據路由表的信息，對數據包下一傳輸目的地進行選擇。
（4） 進行外部網關協議和其他自治域之間拓撲信息的交換。
（5） 實現網路管理和系統支持功能。[5]
路由器工作的網路結構圖
連通不同的網路
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。但是與工作在網路數據鏈路層，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。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。
信息傳輸
有的路由器僅支持單一協議，但大部分路由器可以支持多種協議的傳輸，即多協議路由器。由於每一種協議都有自己的規則，要在一個路由器中完成多種協議的演算法，勢必會降低路由器的性能。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。
靜態路由
所使用的路徑選擇是預先在離線情況下計算好，並在網路啟動時被下載到路由器中的。它無法響應故障，靜態路由對於路由選擇已經很清楚的場合非常有用。[6]
動態路由
會改變它們的路由決策以便反映出拓撲結構的變化，通常也會反映出流量的變化情況。動態路由演算法在多個方面有所不同：獲取信息的來源不同，改變路徑的時間不同以及用於路由優化的度量不同。[6]
分類
（1）功能上可以劃分為：骨幹級、企業級和接入級路由器。骨幹級路由器數據吐量較大且重要，是企業級網路實現互連的關鍵。骨幹級路由器要求性能的高速度及高可靠性。 網路通常採用熱備份、雙電源和雙數據通路等技術來確保其可靠性。企業級路由器連接對象為許多終端系統，簡單且數據流量較小。[5]
（2）結構上可以劃分為：模塊化和非模塊化路由器。 模塊化路由器可以實現路由器的靈活配置，適應企業的業務需求；非模塊化路由器只能提供固定單一的埠。通常情況下，高端路由器是模塊化結構，低端路由器是非模塊化結構的。[5]
（3）按所處網路位置劃分為「邊界路由器」和「中間節點路由器」。在廣域網范圍內的路由器按其轉發報文的性能可以分為兩種類型，即邊界路由器和中間節點路由器。

Ⅸ 路由器結構

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），埠要對收到的數據包進行業務分類，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。普通路由器中該部分的功能完全由路由器的中央處理器來執行，制約了數據包的轉發速率（每秒幾千到幾萬個數據包）。高端路由器中普遍實現了分布式硬體處理，介面部分有強大的CPU處理器和大容量的高速緩存，使介面數據速率達到10Gbps，滿足了高速骨幹網路的傳輸要求。

路由器的轉發機制對路由器的性能影響很大，常見的轉發方式有：進程轉發、快速轉發、優化轉發、分布式快速轉發。進程轉發將數據包從介面緩存拷貝到處理器的緩存中進行處理，先查看路由表再查看ARP表，重新封裝數據包後將數據包拷貝到介面緩存中准備傳送出去，兩次查表和拷貝數據極大的佔用CPU的處理時間，所以這是最慢的交換方式，只在低檔路由器中使用。快速交換將兩次查表的結果作了緩存，無需拷貝數據，所以CPU處理數據包的時間縮短了。優化交換在快速交換的基礎上略作改進，將緩存表的數據結構作了改變，用深度為4的256叉樹代替了深度為32的2叉樹或哈希表（hash），CPU的查找時間進一步縮短。這兩種轉發方式在中高檔路由器中普遍加以應用。在骨幹路由器中由於路由表條目的成倍增加，路由表或ARP表的任何變化都會引起大部分路由緩沖失效，以前的交換方式都不再適用，最新的交換方式是分布式快速交換，它在每個介面處理板上構建一個鏡像（mirror）路由表和MAC地址表相結合的轉發表，該表是深度為4的256叉樹，但每個節點的數據部分是指向另一個稱為鄰接表的指針，鄰接表中含有路由器成幀所需要的全部信息。這種結構使得轉發表完全由路由表和ARP表來同步更新，本身不再需要額外的老化進程，克服了其它交換方式需要不斷對緩存表進行老化的缺陷。

交換結構最常見的有匯流排型、共享內存型、Cross-bar空分結構型。匯流排型結構最簡單，所有輸入和輸出介面掛在一個匯流排上，同一時間只有兩個介面通過匯流排交換數據。其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。在調度共享數據傳輸通道上必須花費一定的開銷，而且匯流排帶寬的擴展受到限制，制約了交換容量的擴張，一般在中檔路由器中使用這種結構。共享內存型結構中，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，但它受限於內存的訪問速度和存儲器的管理效率，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。共享內存型結構在早期的中低檔路由器中普遍應用。Cross-bar空分結構相當於多條並行工作的匯流排，具有N×N個交叉點的交叉開關可以被認為具有2N條匯流排。如果一個交叉是閉合，輸入匯流排上的數據在輸出匯流排上可用，否則不可用。對流經它的數據不斷進行開關切換，可見開關速度決定了交換容量，隨著各種高速器件的不斷涌現，這種結構的交換容量普遍達到幾十Gbps以上，成為目前高端路由器和交換機的首選交換結構。

路由計算或處理部分主要是運行動態路由協議。接收和發送路由信息，計算出路由表，為數據包的轉發提供依據。各種檔次的路由器的路由表條目的大小存在很大差異，從幾千條到幾百萬條不等，因此高端路由器的路由表的構造對路由查找速度影響很大，其路由表的數據結構常採用二叉樹的形式，查找與更新的速度都比較快。

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等級要求。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。

一般而言，路由器對一個數據包的交換要經過一系列的復雜處理，主要有以下幾個方面：

1）壓縮和解壓縮

2）加密和解密

3）用輸入/輸出訪問列表進行報文過濾

4）輸入速率限制

5）進行網路地址翻譯（NAT）

6）處理影響本報文的任何策略路由

7）應用防火牆特性對包進行檢查

8）處理Web頁緩沖的重定向

9）物理廣播處理，如幫助性地址（ip help address）

10）利用啟用的QoS機制對數據包排隊

11）TTL值的處理

12）處理IP頭部中的任選項

13）檢查數據包的完整性

Ⅹ 路由器包括了幾個層的完整功能由低到高按順序列出

（1）應用層：與其他計算機進行通訊的一個應用，它是對應應用程序的通信服務的。例如，一個沒有通信功能的字處理程序就不能執行通信的代碼，從事字處理工作的程序員也不關心OSI的第7層。但是，如果添加了一個傳輸文件的選項，那麼字處理器的程序員就需要實現OSI的第7層。示例：telnet，HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。

（2）表示層：這一層的主要功能是定義數據格式及加密。例如，FTP允許你選擇以二進制或ASII格式傳輸。如果選擇二進制，那麼發送方和接收方不改變文件的內容。如果選擇ASII格式，發送方將把文本從發送方的字元集轉換成標準的ASII後發送數據。在接收方將標準的ASII轉換成接收方計算機的字元集。示例：加密，ASII等。

（3）會話層：他定義了如何開始、控制和結束一個會話，包括對多個雙向小時的控制和管理，以便在只完成連續消息的一部分時可以通知應用，從而使表示層看到的數據是連續的，在某些情況下，如果表示層收到了所有的數據，則用數據代表表示層。示例：RPC，SQL等。

（4）傳輸層：這層的功能包括是否選擇差錯恢復協議還是無差錯恢復協議，及在同一主機上對不同應用的數據流的輸入進行復用，還包括對收到的順序不對的數據包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。

（5）網路層：這層對端到端的包傳輸進行定義，他定義了能夠標識所有結點的邏輯地址，還定義了路由實現的方式和學習的方式。為了適應最大傳輸單元長度小於包長度的傳輸介質，網路層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例：IP,IPX等。

（6）數據鏈路層：他定義了在單個鏈路上如何傳輸數據。這些協議與被討論的歌種介質有關。示例：ATM，FDDI等。

（7）物理層：OSI的物理層規范是有關傳輸介質的特性標准，這些規范通常也參考了其他組織制定的標准。連接頭、針、針的使用、電流、電流、編碼及光調制等都屬於各種物理層規范中的內容。物理層常用多個規范完成對所有細節的定義。