路由器

路由器用于連接多個網絡，以路由器為基礎構建的網路稱為 “網間網”。

因特網就是由數以萬計的路由器構建的超大規模的國際性的 “網間網”。

路由器是廣域網設備，但作為局域網實現與其他網絡和 Internet 互連的必須設備，也往往可以歸為局域網設備。

路由器功能

路由器（Router），是一種智能選擇數據傳輸路由的設備。

路由器的端口數量雖然較少，但是種類卻非常豐富，可以滿足各種類型網絡接入的需要。

這是一個接口模塊類型豐富的路由器。

1. 連接網絡

路由器也稱為網關（Gateway）。
將局域網絡連接在一起，組建更大規模的廣域網絡，并在每個局域網出口對數據進行篩選和處理，是路由器的重要作用之一。

連接異構網絡

局域網的類型是多種多樣的，除了最常見的以太網外，還有 ATM 網絡、FDDI 網絡等。
異構網絡由于分別采用不同的數據封裝方式，他們之間是無法通信的，即使采用同一種網絡協議。（哪怕是 TCP/IP）

路由器能夠將不同類型的網絡之間的數據信息進行翻譯，使他們能互相讀懂對方的數據，因此若要實現異構網絡間的通信，就必須借助于路由器。

連接遠程網絡

局域網的傳輸距離非常有限，因此要實現局域網之間的連接，就必須借助于廣域網。
要實現局域網間的遠程互連，就必須借助于路由器才能實現。

2. 隔離廣播

交換機會將所有廣播發送到整個網絡內的所有交換機的每一個端口，而 MAC 地址、以及許多網絡協議（NetBIOS、CDP等）和網絡應用 （DHCP 服務）等都必須借助廣播才能實現。由于廣播會發送至網絡中每一個端口，并且由接入網絡中的每臺計算機進行處理，因此過大的廣播量，不僅會嚴重影響網絡的傳輸效率，而且會大量占用計算機的 CPU 性能。

當硬件損壞或病毒攻擊時，網絡內的廣播數量將會劇增，這時將會出現廣播風暴，從而使網絡傳輸和數據處理陷入癱瘓。

路由器的重要作用之一就是講廣播隔離在局域網內（路由器的每個以太網端口均可視為一個局域網），不會將廣播包向外轉發。

因此大中型局域網都會被人為劃分為若干虛擬網，并使用路由設備實現彼此之間的通信，以達到分隔廣播域，提高每個網絡的傳輸效率。

3. 路由選擇

路由器能夠按照預先指定的策略，智能選擇到達遠程目的地的路由。為了實現這一功能，路由器要按照某種路由通信協議，維護和查找路由表。

路由表中列出了整個互聯網絡中包含的各個節點，以及各節點間的路徑情況和與他們相聯系的傳輸費用。如果到特定節點有一條以上路徑，則基于預先確定的準則選擇最優（最經濟）的路徑。

路由器會按照一定規則動態更新他的路由表。

4. 網絡安全

作為整個局域網絡與外界聯絡的唯一出口，路由器還擔當著保護內部用戶和數據安全的重要責任。

地址轉換。
局域網內的計算機使用內部保留 IP 地址，這種 IP 地址不能被路由到 Internet ，因此不能被外部計算機知曉，從而安全的隱藏在網絡內部，避免來自外部的惡意攻擊。當內部計算機需要與外部網絡通信時，由路由器提供網絡地址轉換，將其地址轉換為合法的 IP 地址，實現 對 Internet 的訪問。

訪問列表
借助 IP 訪問列表，在路由器上可以設置各種訪問策略，規定哪段時間、什么網絡協議和哪種網絡服務是被允許外出和進入的，從而不僅可以避免網絡的濫用，提高網絡傳輸性能和帶寬的利用效率，也可以有效避免病毒、黑客工具對內部網絡的侵害。

路由器工作原理

路由器工作與 OSI 參考模型的網絡層。

路由器通常擁有多個網絡接口，分別連接至局域網絡（局域網端口）和廣域網絡（廣域網端口）。

每個網絡接口分別連接到不同的網絡，并分別配置有所連接網絡的 IP 地址信息。同時，路由器還維護一張路由表，記錄網絡地址與網絡端口的對應關系。

路由選擇
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絡的拓撲變化，并由路由器根據量度來決定最佳路徑。路由選擇算法將收集到的不同信息填入路由表，根據路由表將目的網絡與下一跳 的關系告訴路由器。

路由選擇協議通過度量值來決定到達目的地的最佳路徑，而小的度量值則代表優選的路徑。如果兩條或更多路徑都有一個相同的小度量值，那么這些路徑將被平等的分享。通過多條路徑分流數據流量被稱為到達目的地的負載均衡。

數據轉發
Internet 用戶使用的各種信息服務，其通信的信息最終均可以歸結為以 IP 包為單位的信息傳送， IP 包除了包括要傳送的數據信息外，還包含有信息要發送到的目的 IP 地址、信息發送的源 IP 地址，以及一些相關的控制信息。

當計算機將數據發送到同一網絡內的計算機時，源計算機只需將數據發送到網絡，目標計算機就能收到。當需要想其他網絡的計算機發送數據時，將直接把數據發送到 “默認網關”，由默認網關負責轉發給其他路由設備（如路由器、代理服務器等），直接將該數據轉發到目的計算機所在的網絡。也就是說，發送到其他網絡的數據先被送到路由器，再由路由器轉發出去。

網絡中的設備通過他們的網絡地址（IP 地址）相互通信。IP 地址是與硬件地址無關的 “邏輯” 地址，路由器只能根據 IP 地址來轉發數據。 IP 地址得結構有兩部分，一部分定義網絡號、另一部分定義網絡內的主機號。目前，在 Internet 網絡中采用子網掩碼來確定 IP 地址中網絡地址和主機地址。子網掩碼 與 IP 地址一樣也是 32 bit，并且兩者是一一對應的，并規定子網掩碼中數字為 1 所對應的 IP 地址中的部分為網絡號，為 0 所對應的則為主機號。網絡號和主機號組合起來，才構成一個完整的 IP地址。同一個網絡中的主機 IP 地址，器網絡號必須是相同的，這個網絡稱為 IP 子網。

路由器收到 IP 包，將根據 IP 包中的 目的 IP 地址項查找路由表，根據查找的結構將此 IP 數據包送到對應端口。下一臺 IP 路由器收到 此 IP 包后繼續轉發，直至發送到目的地。同時，路由器也有其默認網關，用來傳送無法判斷目的地的數據包。這樣路由器將已知目的網絡的 IP 包正確的轉發出去，未知網絡的 IP 包傳送給 “默認網關” 路由器，在路由器間重復著項操作，最終將 IP 包傳送到目的地。至于那些無法送達目的地的 Ip 包，就會被網絡自動丟棄。

總結

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