计算机网络之路由器

路由器简介

Network（网络层）：
    网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。
    此外，网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
    对应的连接设备：路由器。

路由器（router）是互联网的枢纽，是连接英特网中各局域网、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，按前后顺序发送数据。
    作用在OSI模型的第三层（网络层），提供了 路由 与 转发 两种重要机制

路由：
    收集网络拓扑信息并动态形成路由表

    路由器控制层面的工作，决定数据包从来源端到目的端所经过的路由路径
    （host到host至今的最佳传输路径）

转发：
    根据转发表（FIB）转发IP数据包

    路由器数据层面的工作，将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端（在路由器内部进行）

路由器实际上起到的作用是完成不同段之间网络的互联。

分段原理

TCP/IP V4?协议网络的分段原理：

    TCP/IP协议给网络中的每一个主机都会分配一个IP地址，它包含两部分信息：
        网络地址和主机地址。

    TCP/IP协议中的IP地址将网络地址和主机地址包装在一个32位的域里（?TCP/IP?V4），分为四类：

? ?     a、  1-126，A类
            网络地址1个字节，主机地址3个字节。
? ?     b、  128-192，B类
            网络地址2个字节，主机地址2个字节。
? ?     c、  192-223，C类
            网络地址3个字节，主机地址1个字节。
? ?     d、  0，127，224-255
            保留不用。

? ? 子网掩码指出地址中哪些部分是网络地址，哪些是主机地址。
    在子网掩码中，二进制1表示网络地址位，二进制0表示主机地址位。传统的各类地址的子网掩码为：
? ??
        a、 A类：255.0.0.0
? ?     b、 B类：255.255.0.0
? ?     c、 C类：255.255.255.0

IP分段

路由原理

当IP子网中的一台主机发送IP分组数据给同一IP子网的另一台主机时，它将直接把IP分组数据送到网络上，对方就能收到。

送给不同IP子网上的主机时，它要选择一个能到达目的子网上的路由器，把IP分组数据送给该路由器，
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。 

网关：
    访问路由器的IP，其他的电脑必须和网关一个IP段才能访问路由器。

路由选择方式

典型的路由选择方式有两种：
    静态路由和动态路由。?

静态路由是由网络管理员手工配置的路由信息。：
    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。

    动态路由机制的运作依赖路由器的两个基本功能：
        对路由表的维护；
        路由器之间适时的路由信息交换。

    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。

路由表和转发表

每个路由器中都有一个路由表和FIB(Forward Information Base)表：
    路由表用来决策路由。
    FIB用来转发分组。

路由表：
    这里个表都用来保存路由信息，路由表通常由路由协议和路由管理模块维护，
    包括更多的信息（IP地址/IP子网、下一跳、路由度量、超时间等）；

路由表中路由有三类：
（1）链路层协议发现的路由（即是直连路由）
（2）静态路由。
（3）动态路由协议发现的路由。

转发表（FIB）：
    是基于路由生成的，路由?实际转发时使用转发表（只包括IP地址/IP子网和下一跳/出接口）。
    转发表中每条转发项都指明：
        分组到某个网段或者某个主机应该通过路由器的某个物理接口发送，
        然后就可以到达该路径的下一个路由器，
        或者不再经过别的路由器而传送到直接相连的网络中的目的主机。

    高性能路由?转发表通常都用硬件来实现，有利于高速查找。

路由器结构

路由器工作流程

原文地址：https://www.cnblogs.com/loveer/p/11719628.html