路由器(Router),是连接因特网中各局域网、广域网的设备,它会根据信道的情况自动选择和设定路由,以最佳路径,按前后顺序发送信号。
路由器是互联网络的枢纽,"交通警察"。目前路由器已经广泛应用于各行各业,各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。
WiFi路由器,实际上通过WiFi无线路由器把有线网络信号转换成无线信号,供支持其技术的相关电脑,手机,PDA等接收。比如家里的ADSL,小区宽带之类的, 只要接一个WiFi路由器,就可以实现WIFI设备的无线上网。俗称“无线路由器”,也有人叫它为无线信号发射器,需要配合无线网卡之类的终端设备同时使用。
Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机、平板电脑)等终端以无线方式互相连接的技术。WIFI就是一种无线联网的技术,原来通过网线连接电脑,无线路由器,那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用WIFI连接方式进行联网,如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路,则又被称为“热点”。
B. 路由器就是一个产生WiFi的电器的路由器他是什么效用
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。[1]
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。[2]
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
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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。[3]
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。
启动过程
作为路由器来讲,也有一个类似于我们PC系统中BIOS一样作用的部分,叫做MiniIOS。MiniIOS可以使我们在路由器的FLASH中不存在ISO时,先引导起来,进入恢复模式,来使用TFTP或X-MODEM等方式去给FLASH中导入ISO文件。所以,路由器的启动过程应该是这样的:
路由器在加电后首先会进行POST,Power On Self Test (上电自检,对硬件进行检测的过程)。
POST完成后,首先读取ROM里的BootStrap程序进行初步引导。
初步引导完成后,尝试定位并读取完整的ISO镜像文件。在这里,路由器将会首先在FLASH中查找ISO文件,如果找到了ISO文件的话,那么读取ISO文件,引导路由器。
如果在FLASH中没有找到ISO文件的话,那么路由器将会进入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来给路由器的FLASH中传一个ISO文件(一般我们把这个过程叫做灌ISO)。传输完毕后重新启动路由器,路由器就可以正常启动到CLI模式。
当路由器初始化完成ISO文件后,就会开始在NVRAM中查找STARTUP-CONFIG文件,STARTUP-CONFIG叫做启动配置文件。该文件里保存了我们对路由器所做的所有的配置和修改。当路由器找到了这个文件后,路由器就会加载该文件里的所有配置,并且根据配置来学习、生成、维护路由表,并将所有的配置加载到RAM(路由器的内存)里后,进入用户模式,最终完成启动过程。
如果在NVRAM里没有STARTUP-CONFIG文件,则路由器会进入询问配置模式,也就是俗称的问答配置模式,在该模式下所有关于路由器的配置都可以以问答的形式进行配置。不过一般情况下我们基本上是不用这样的模式的。我们一般都会进入CLI(Comman Line Interface)命令行模式后对路由器进行配置。
作用功能
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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。[4]
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治域之间拓扑信息的交换。
(5) 实现网络管理和系统支持功能。[5]
路由器工作的网络结构图
连通不同的网络
从过滤网络流量的角度来看,路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络数据链路层,从物理上划分网段的交换机不同,路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如,一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段,只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包,路由器都会重新计算其校验值,并写入新的物理地址。因此,使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是,对于那些结构复杂的网络,使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。总体上说,在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。
信息传输
有的路由器仅支持单一协议,但大部分路由器可以支持多种协议的传输,即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则,要在一个路由器中完成多种协议的算法,势必会降低路由器的性能。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见,选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作,在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路径表(Routing Table),供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的。
静态路由
所使用的路径选择是预先在离线情况下计算好,并在网络启动时被下载到路由器中的。它无法响应故障,静态路由对于路由选择已经很清楚的场合非常有用。[6]
动态路由
会改变它们的路由决策以便反映出拓扑结构的变化,通常也会反映出流量的变化情况。动态路由算法在多个方面有所不同:获取信息的来源不同,改变路径的时间不同以及用于路由优化的度量不同。
分类
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(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。[5]
(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。[5]
(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
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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。[5]
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;[5]
IPv6技术
现有互联网是在IPv4协议基础上运行操作的。随着互联网的迅速发展,Web的出现导致互联网形成爆炸性的发展IPv4所定义的有限地址空间不足, IP地址空前紧张,影响互联网的进一步发展,于是便提出下一版的互联网协议——IPv6。IPv6采用128位地址长度,提供地址几乎不受限制,不仅解决了IPv4不能解决的难题,还在IP层增加了认证、加密的安全措施,保证了安全性。IPv6具有扩大地址空间、将网络的整体吞吐量提高、有效地改善服务质量、保证安全性、移动性,并支持即插即用,实现多播功能等优势。[5]
VPN技术
VPN(虚拟专用网)是路由器技术中最重要的一种。VPN 指在建筑在上能够进行自我管理的专用网络。在上,VPN用户可以控制自己与其他使用者之间的联系,可以同时支持拨号的用户使用。成功的VPN具备这些特点:安全保障、服务质量保障、具备可扩充性、灵活性和可管理性。
VPRN技术
VPRN是日常网络中的虚拟专用路由网。VPRN可以将位于不同物理局域网段的设备相互之间如同在同一网段中一样, 进行直接的通信。包括的业务有:使用传统的VPN协议和MPLS方式的VPN。解决路由器VPN技术的方案有:对访问控制进行设定;对通信数据进行加密;NAT(网络地址转换协议)技术。
QoS技术
QoS即为服务质量。早先,QoS只是在ATM中专用,但由 于IP作为一个打包的协议不能满足多媒体信息越来越多的应 用,造成延迟长且不是定值的问题,丢包造成信号失真大、 不连续等。
厂商提供了若干的解决方案:①优先级的某些设备数据包发送可以后到先传;②如果用户的哪种协议优先级较高,Intel和Cisco都支持其后到先传;③做链路整合MLPPP,Cisco支持采用把连接两点的多条线路汇聚在一起的 方式来提高宽带;④做资源预留PSVP,将一部分的宽带以固 定的形式分给多媒体信号,不论其他的协议如何的拥挤,这部分宽带都不会被占用。
发展趋势
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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。
安全隐
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实践表明,在应用无线网络光纤通信路由器期间,往往存在着一定的安全隐患问题,这些安全隐患问题影响着无线网络光纤通信路由器的应用质量与通信安全。具体而言,主要表现为以下几点。[1]
无线网络路由隐蔽性不高
无线网络光纤通信路由器在使用期间存在的一个重要安全隐患问题便是无线网络隐蔽性不高的问 题。由于无线网络主要应用射频技术来实施网络连接与传输工作,并且利用无线电波的形式,在一定范围内将数据传播出去,一旦设备覆盖范围超出了企业的范围,那么黑客便能够很容易地登录到无线网络,从而对网络展开攻击,这便导致无线网络光纤通信路由器的使用环境较差,安全指数不断下降,最终影响用户的使用率。[1]
存在窃听网络通信问题
窃听网络通信主要指:用户在使用网络期间,攻击者对用户的通信信息进行一定的监听,并且将通信内容通过仿真终端机的形式将其展现出来。景观网路没有对外广播,但是一些网络攻击者依旧能够通过一些网络工具软件对其展开监听,并且对通信量进行分析,最终。识别出能够破坏的信息。人侵者一旦成功登录到无线网络上,那么将会给企业网络和商业机密带来严重的威胁。
拒绝服务攻击
黑客最为常用的供给手段之一便是拒绝服务攻击,换言之使目标主机无法继续提供服务,攻击者能够让不同的设备使用相同的频率,这便会导致无线频谱内产生一定的冲突,从而发送一些违法的身份验证请求等,通信量无法传送到目的地,最终导致用户不 能正常使用网络,这给用户的工作带来极大的困扰。
安全防护措施
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路由器对于网络来说,它是一种过渡性的工具,它对网络的使用也有着非常重要的作用。路由器的漏洞主要分为密码破解漏洞、Web漏洞、后门漏洞和溢出漏洞,但是大部分的路由器漏洞都是与路由器质量的好坏有重要的关系的。每个路由器都至少有两个端口和两个网络相连接,质量好的路由器会使用严格的安全机制来对自己进行保护,同时也会对连接的电脑网络进行一定的保护,避免密码出现被破解或者留有太过明显的后门。除此之外,网络管理者和路由器的安装也应该对设备进行一定的安全保护,从根源上对危险进行隔绝。对于BGP漏洞来说,最有效的解决方法就会在ISP级别解决问题,在网络层面来说就是对入站数据包的路由进行监控,并搜索其中的任何异常情况进行解决。同时作为路由器的使用者和网络设备的使用者,应该对路由器设备的安全性能进行一定的学习和了解,对路由器的密码设置等进行重视,避免给不法人员留有可乘之机,同时在路由器设备出现问题的时候,要及时找相关人员进行及时的处理和解决,最大程度的减少伤害和损失。
C. 路由器是什么,是网络设备吗
路由器是什么
路由器是什么
路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读”懂对方的数据,从而构成一个更大的网络。
路由器有两大典型功能,即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等,一般由特定的硬件来完成;控制功能一般用软件来实现,包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。
多少年来,路由器的发展有起有伏。90年代中期,传统路由器成为制约因特网发展的瓶颈。ATM交换机取而代之,成为IP骨干网的核心,路由器变成了配角。进入90年代末期,Internet规模进一步扩大,流量每半年翻一番,ATM网又成为瓶颈,路由器东山再起,Gbps路由交换机在1997年面世后,人们又开始以Gbps路由交换机取代ATM交换机,架构以路由器为核心的骨干网。
附:路由器原理及路由协议
近十年来,随着计算机网络规模的不断扩大,大型互联网络(如Internet)的迅猛发展,路由技术在网络技术中已逐渐成为关键部分,路由器也随之成为最重要的网络设备。用户的需求推动着路由技术的发展和路由器的普及,人们已经不满足于仅在本地网络上共享信息,而希望最大限度地利用全球各个地区、各种类型的网络资源。而在目前的情况下,任何一个有一定规模的计算机网络(如企业网、校园网、智能大厦等),无论采用的是快速以大网技术、FDDI技术,还是ATM技术,都离不开路由器,否则就无法正常运作和管理。
1 网络互连
把自己的网络同其它的网络互连起来,从网络中获取更多的信息和向网络发布自己的消息,是网络互连的最主要的动力。网络的互连有多种方式,其中使用最多的是网桥互连和路由器互连。
1.1 网桥互连的网络
网桥工作在OSI模型中的第二层,即链路层。完成数据帧(frame)的转发,主要目的是在连接的网络间提供透明的通信。网桥的转发是依据数据帧中的源地址和目的地址来判断一个帧是否应转发和转发到哪个端口。帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件”地址,一般就是网卡所带的地址。
网桥的作用是把两个或多个网络互连起来,提供透明的通信。网络上的设备看不到网桥的存在,设备之间的通信就如同在一个网上一样方便。由于网桥是在数据帧上进行转发的,因此只能连接相同或相似的网络(相同或相似结构的数据帧),如以太网之间、以太网与令牌环(token ring)之间的互连,对于不同类型的网络(数据帧结构不同),如以太网与X.25之间,网桥就无能为力了。
网桥扩大了网络的规模,提高了网络的性能,给网络应用带来了方便,在以前的网络中,网桥的应用较为广泛。但网桥互连也带来了不少问题:一个是广播风暴,网桥不阻挡网络中广播消息,当网络的规模较大时(几个网桥,多个以太网段),有可能引起广播风暴(broadcasting storm),导致整个网络全被广播信息充满,直至完全瘫痪。第二个问题是,当与外部网络互连时,网桥会把内部和外部网络合二为一,成为一个网,双方都自动向对方完全开放自己的网络资源。这种互连方式在与外部网络互连时显然是难以接受的。问题的主要根源是网桥只是最大限度地把网络沟通,而不管传送的信息是什么。
1.2 路由器互连网络
路由器互连与网络的协议有关,我们讨论限于TCP/IP网络的情况。
路由器工作在OSI模型中的第三层,即网络层。路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址(即IP地址)来区别不同的网络,实现网络的互连和隔离,保持各个网络的独立性。路由器不转发广播消息,而把广播消息限制在各自的网络内部。发送到其他网络的数据茵先被送到路由器,再由路由器转发出去。
IP路由器只转发IP分组,把其余的部分挡在网内(包括广播),从而保持各个网络具有相对的独立性,这样可以组成具有许多网络(子网)互连的大型的网络。由于是在网络层的互连,路由器可方便地连接不同类型的网络,只要网络层运行的是IP协议,通过路由器就可互连起来。
网络中的设备用它们的网络地址(TCP/IP网络中为IP地址)互相通信。IP地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址。路由器只根据IP地址来转发数据。IP地址的结构有两部分,一部分定义网络号,另一部分定义网络内的主机号。目前,在Internet网络中采用子网掩码来确定IP地址中网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样也是32bit,并且两者是一一对应的,并规定,子网掩码中数字为“1”所对应的IP地址中的部分为网络号,为“0”所对应的则为主机号。网络号和主机号合起来,才构成一个完整的IP地址。同一个网络中的主机IP地址,其网络号必须是相同的,这个网络称为IP子网。
通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行,要与其它IP子网的主机进行通信,则必须经过同一网络上的某个路由器或网关(gateway)出去。不同网络号的IP地址不能直接通信,即使它们接在一起,也不能通信。
路由器有多个端口,用于连接多个IP子网。每个端口的IP地址的网络号要求与所连接的IP子网的网络号相同。不同的端口为不同的网络号,对应不同的IP子网,这样才能使各子网中的主机通过自己子网的IP地址把要求出去的IP分组送到路由器上
2 路由原理
当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时,它将直接把IP分组送到网络上,对方就能收到。而要送给不同IP于网上的主机时,它要选择一个能到达目的子网上的路由器,把IP分组送给该路由器,由路由器负责把IP分组送到目的地。如果没有找到这样的路由器,主机就把IP分组送给一个称为“缺省网关(default gateway)”的路由器上。“缺省网关”是每台主机上的一个配置参数,它是接在同一个网络上的某个路由器端口的IP地址。
路由器转发IP分组时,只根据IP分组目的IP地址的网络号部分,选择合适的端口,把IP分组送出去。同主机一样,路由器也要判定端口所接的是否是目的子网,如果是,就直接把分组通过端口送到网络上,否则,也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有它的缺省网关,用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样,通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去,不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器,这样一级级地传送,IP分组最终将送到目的地,送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了。
目前TCP/IP网络,全部是通过路由器互连起来的,Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络(router based network),形成了以路由器为节点的“网间网”。在“网间网”中,路由器不仅负责对IP分组的转发,还要负责与别的路由器进行联络,共同确定“网间网”的路由选择和维护路由表。
路由动作包括两项基本内容:寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径,由路由选择算法来实现。由于涉及到不同的路由选择协议和路由选择算法,要相对复杂一些。为了判定最佳路径,路由选择算法必须启动并维护包含路由信息的路由表,其中路由信息依赖于所用的路由选择算法而不尽相同。路由选择算法将收集到的不同信息填入路由表中,根据路由表可将目的网络与下一站(nexthop)的关系告诉路由器。路由器间互通信息进行路由更新,更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化,并由路由器根据量度来决定最佳路径。这就是路由选择协议(routing protocol),例如路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先协议(OSPF)和边界网关协议(BGP)等。
转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。路由器首先在路由表中查找,判明是否知道如何将分组发送到下一个站点(路由器或主机),如果路由器不知道如何发送分组,通常将该分组丢弃;否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点,如果目的网络直接与路由器相连,路由器就把分组直接送到相应的端口上。这就是路由转发协议(routed protocol)。
路由转发协议和路由选择协议是相互配合又相互独立的概念,前者使用后者维护的路由表,同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。下文中提到的路由协议,除非特别说明,都是指路由选择协议,这也是普遍的习惯。
3 路由协议
典型的路由选择方式有两种:静态路由和动态路由。
静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预,否则静态路由不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映,一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中,静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时,以静态路由为准。
动态路由是网络中的路由器之间相互通信,传递路由信息,利用收到的路由信息更新路由器表的过程。它能实时地适应网络结构的变化。如果路由更新信息表明发生了网络变化,路由选择软件就会重新计算路由,并发出新的路由更新信息。这些信息通过各个网络,引起各路由器重新启动其路由算法,并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然,各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。
静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围,因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个分组在路由器中进行寻径时,路由器首先查找静态路由,如果查到则根据相应的静态路由转发分组;否则再查找动态路由。
根据是否在一个自治域内部使用,动态路由协议分为内部网关协议(IGP)和外部网关协议(EGP)。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议,常用的有RIP、OSPF;外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择,常用的是BGP和BGP-4。下面分别进行简要介绍。
3.1 RIP路由协议
RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xerox parc通用协议而设计的,是Internet中常用的路由协议。RIP采用距离向量算法,即路由器根据距离选择路由,所以也称为距离向量协议。路由器收集所有可到达目的地的不同路径,并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息,除到达目的地的最佳路径外,任何其它信息均予以丢弃。同时路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其它路由器。这样,正确的路由信息逐渐扩散到了全网。
RIP使用非常广泛,它简单、可靠,便于配置。但是RIP只适用于小型的同构网络,因为它允许的最大站点数为15,任何超过15个站点的目的地均被标记为不可达。而且RIP每隔30s一次的路由信息广播也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。
3.2 OSPF路由协议
80年代中期,RIP已不能适应大规模异构网络的互连,0SPF随之产生。它是网间工程任务组织(1ETF)的内部网关协议工作组为IP网络而开发的一种路由协议。
0SPF是一种基于链路状态的路由协议,需要每个路由器向其同一管理域的所有其它路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的量度和其它一些变量。利用0SPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息,并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径。而基于距离向量的路由协议仅向其邻接路由器发送有关路由更新信息。
与RIP不同,OSPF将一个自治域再划分为区,相应地即有两种类型的路由选择方式:当源和目的地在同一区时,采用区内路由选择;当源和目的地在不同区时,则采用区间路由选择。这就大大减少了网络开销,并增加了网络的稳定性。当一个区内的路由器出了故障时并不影响自治域内其它区路由器的正常工作,这也给网络的管理、维护带来方便。
3.3 BGP和BGP-4路由协议
BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议,用于多个自治域之间。它既不是基于纯粹的链路状态算法,也不是基于纯粹的距离向量算法。它的主要功能是与其它自治域的BGP交换网络可达信息。各个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括网络号/自治域路径的成对信息。自治域路径包括到达某个特定网络须经过的自治域串,这些更新信息通过TCP传送出去,以保证传输的可靠性。
为了满足Internet日益扩大的需要,BGP还在不断地发展。在最新的BGp4中,还可以将相似路由合并为一条路由。
3.4 路由表项的优先问题
在一个路由器中,可同时配置静态路由和一种或多种动态路由。它们各自维护的路由表都提供给转发程序,但这些路由表的表项间可能会发生冲突。这种冲突可通过配置各路由表的优先级来解决。通常静态路由具有默认的最高优先级,当其它路由表表项与它矛盾时,均按静态路由转发。
4 路由算法
路由算法在路由协议中起着至关重要的作用,采用何种算法往往决定了最终的寻径结果,因此选择路由算法一定要仔细。通常需要综合考虑以下几个设计目标:
——(1)最优化:指路由算法选择最佳路径的能力。
——(2)简洁性:算法设计简洁,利用最少的软件和开销,提供最有效的功能。
——(3)坚固性:路由算法处于非正常或不可预料的环境时,如硬件故障、负载过高或操作失误时,都能正确运行。由于路由器分布在网络联接点上,所以在它们出故障时会产生严重后果。最好的路由器算法通常能经受时间的考验,并在各种网络环境下被证实是可靠的。
——(4)快速收敛:收敛是在最佳路径的判断上所有路由器达到一致的过程。当某个网络事件引起路由可用或不可用时,路由器就发出更新信息。路由更新信息遍及整个网络,引发重新计算最佳路径,最终达到所有路由器一致公认的最佳路径。收敛慢的路由算法会造成路径循环或网络中断。
——(5)灵活性:路由算法可以快速、准确地适应各种网络环境。例如,某个网段发生故障,路由算法要能很快发现故障,并为使用该网段的所有路由选择另一条最佳路径。
路由算法按照种类可分为以下几种:静态和动态、单路和多路、平等和分级、源路由和透明路由、域内和域间、链路状态和距离向量。前面几种的特点与字面意思基本一致,下面着重介绍链路状态和距离向量算法。
链路状态算法(也称最短路径算法)发送路由信息到互联网上所有的结点,然而对于每个路由器,仅发送它的路由表中描述了其自身链路状态的那一部分。距离向量算法(也称为Bellman-Ford算法)则要求每个路由器发送其路由表全部或部分信息,但仅发送到邻近结点上。从本质上来说,链路状态算法将少量更新信息发送至网络各处,而距离向量算法发送大量更新信息至邻接路由器。
由于链路状态算法收敛更快,因此它在一定程度上比距离向量算法更不易产生路由循环。但另一方面,链路状态算法要求比距离向量算法有更强的CPU能力和更多的内存空间,因此链路状态算法将会在实现时显得更昂贵一些。除了这些区别,两种算法在大多数环境下都能很好地运行。
最后需要指出的是,路由算法使用了许多种不同的度量标准去决定最佳路径。复杂的路由算法可能采用多种度量来选择路由,通过一定的加权运算,将它们合并为单个的复合度量、再填入路由表中,作为寻径的标准。通常所使用的度量有:路径长度、可靠性、时延、带宽、负载、通信成本等
5 新一代路由器
由于多媒体等应用在网络中的发展,以及ATM、快速以太网等新技术的不断采用,网络的带宽与速率飞速提高,传统的路由器已不能满足人们对路由器的性能要求。因为传统路由器的分组转发的设计与实现均基于软件,在转发过程中对分组的处理要经过许多环节,转发过程复杂,使得分组转发的速率较慢。另外,由于路由器是网络互连的关键设备,是网络与其它网络进行通信的一个“关口”,对其安全性有很高的要求,因此路由器中各种附加的安全措施增加了CPU的负担,这样就使得路由器成为整个互联网上的“瓶颈”。
传统的路由器在转发每一个分组时,都要进行一系列的复杂操作,包括路由查找、访问控制表匹配、地址解析、优先级管理以及其它的附加操作。这一系列的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。而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来实现快速转发,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)放人转发缓存中。当其后的分组要进行转发时,茵先查看转发缓存,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,而无须经过传统的复杂操作,大大减轻了路由器的负担,达到了提高路由器吞吐量的目标。
D. 路由器是属于什么设备交换机是属于什么设备
路由器属于三层设备,根据IP地址进入数据转发的。它主要负责不同网段之间的数据传输。
交换机属于二层设备,根据MAC地址进行数据转发的。它主要负责同一网段内的数据传输(三层交换机除外)
E. 路由器是网络吗
路由器是一种网络设备,属于高端网络设备,是一种把局域网连接成大型或广域网的,工作在第三层的设备。
F. 双绞线、交换机、路由器、打印机哪个不属于网络硬件
打印机不属于网络硬件。
双绞线、交换机和路由器都属于网络的组成部分,打印机属于输出硬件,不是属于网络硬件。
G. 路由器是什么设备
其实路由器也是使属于数码设备当中的。家用电器的一种还是要买好一点的。毕竟是24小时7×24小时全年无休的。
H. 路由器是电器吗
解答:路由器是电器。
电器的定义:只要用电的器具,就统称为电器。
路由器的介绍:路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备,它会根据信道的情况自世陵派动选择和设定路由,以最佳路径,按前后顺序发送信号。 路由器是互联网络的枢纽。目前路由器已经广泛应用于各行各业,成为实现各种骨干网内部连接。
汪顷路由器的原理:路由器分本地路由器和搜贺远程路由器,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。
路由器的发展历史:40多年前就出现了对路由技术的讨论,80年代路由技术才逐渐进入商业化的应用。
I. 路由器属于什么设备
路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读”懂对方的数据,从而构成一个更大的网络。
路由器有两大典型功能,即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等,一般由特定的硬件来完成;控制功能一般用软件来实现,包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。
多少年来,路由器的发展有起有伏。90年代中期,传统路由器成为制约因特网发展的瓶颈。ATM交换机取而代之,成为IP骨干网的核心,路由器变成了配角。进入90年代末期,Internet规模进一步扩大,流量每半年翻一番,ATM网又成为瓶颈,路由器东山再起,Gbps路由交换机在1997年面世后,人们又开始以Gbps路由交换机取代ATM交换机,架构以路由器为核心的骨干网。
J. 路由器是电器吗
电器是一个总称,只迟旁棚要用电的器具,就叫电器。不过现在一般对老百姓的角度来讲,主启手要是指家庭常用的一码则些为生活提供便利的用电设备,如电视机、空调、冰箱、洗衣机、各种小家电等。路由器也应该算是家用电器。