簡述路由器的基本工作原理都有哪些
路由器相信很多人都知道是什么,但或許很多人不太了解路由器的原理,下面是學習啦小編整理的一些關于路由器原理的相關資料,供你參考。
路由器原理知識
當IP子網中的一臺主機發送IP分組給同一IP子網的另一臺主機時,它將直接把IP分組送到網絡上,對方就能收到。而要送給不同IP于網上的主機時,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“缺省網關(default gateway)”的路由器上。“缺省網關”是每臺主機上的一個配置參數,它是接在同一個網絡上的某個路由器端口的IP地址。
——路由器轉發IP分組時,只根據IP分組目的IP地址的網絡號部分,選擇合適的端口,把IP分組送出去。同主機一樣,路由器也要判定端口所接的是否是目的子網,如果是,就直接把分組通過端口送到網絡上,否則,也要選擇下一個路由器來傳送分組。路由器也有它的缺省網關,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“缺省網關”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分組則被網絡丟棄了。
——目前TCP/IP網絡,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絡。這種網絡稱為以路由器為基礎的網絡(router based network),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,由路由選擇算法來實現。由于涉及到不同的路由選擇協議和路由選擇算法,要相對復雜一些。為了判定最佳路徑,路由選擇算法必須啟動并維護包含路由信息的路由表,其中路由信息依賴于所用的路由選擇算法而不盡相同。路由選擇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絡與下一站(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絡的拓撲變化,并由路由器根據量度來決定最佳路徑。這就是路由選擇協議(routing protocol),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,如果目的網絡直接與路由器相連,路由器就把分組直接送到相應的端口上。這就是路由轉發協議(routed protocol)。
——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,前者使用后者維護的路由表,同時后者要利用前者提供的功能來發布路由協議數據分組。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。
路由器工作原理
首先來看一下路由器是怎么工作的。對于普通用戶來說,所能夠接觸到的只是局域網的范圍,通過在PC上設置默認網關就可以是局域網的計算機與Internet進行通信,
其實在計算機上所設置的默認網關就是路由器以太口的IP地址,如果局域網的計算機要和外面的計算機進行通信,只要把請求提交給路由器的以太口就可以了,接下來的工作就由路由器來完成了。因此可以說路由器就是互聯網的中轉站,網絡中的包就是通過一個一個的路由器轉發到目的網絡的。
那么路由器是如何 進行包的轉發的呢?就像一個人如果在去某個地方,一定要在他的腦海里有一張地圖,在每個路由器的內部也有一張地圖,這張地圖就是路由表。
在這個路由表中包含有該路由器掌握的所有目地網絡地址,以及通過此路由器到達這些網絡中最佳路徑,這個最佳路徑指的是路由器的某個接口或下一條路由器的地址。
這是由于路由表的存在,路由器才可以依據路由表進行包的轉發,如下面圖所示網絡為例。介紹路由器轉發數據的過程。為了方便,將網段192.168.1.0/24簡寫為0,其他網段也做類似處理。
主機1.1要發送數據包給主機4.1,因為IP地址不再同一網段,主機會將數據包發送給本網段的網關路由器A。
路由器A接收到數據包,查看數據包IP中的目標IP地址,在查找自己的路由表,數據包的目標IP地址是4.1,屬于4.0網段,路由器A在路由表中查到4。0網段轉發的接口是SO接口。于是,路由表A將數據包從SO接口轉發出去。
網絡中的每個路由器都是按這樣的步驟去轉發數據,直到到達了路由器B,用同樣的轉發方法,從EO口轉發出去,4.1主機接收發哦這個數據包。
在轉發數據的過程中,如果在路由表中沒有找到包的目的地地址,則根據路由器的配置轉發到默認接口或者用戶返回目標地址不可達的信息。
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