路由器有两个主要功能，即数据通道功能和控制功能。所述数据信道的功能包括转发判定、，转发背板和编程输出链接等，这通常是由一个特定的硬件完成的，控制功能典型地以软件实现，包括与邻居路由器的信息交换 。

互连方式
随着计算机网络的不断扩大和大规模互联网的迅猛发展（如互联网），路由技术已经逐渐成为网络技术的一个关键部分，路由器已经成为球队最重要的网络。用户的需求正在推动路由技术的发展和路由器的普及。人们不满意的信息只有在本地网络上的交流，并希望充分利用各类网络资源在世界的各个地区。在当前形势下，任何计算机网络具有一定规模（如企业网络、，、校园网，智能大厦等），无论是快速使用的大型网络技术、FDDI，还是ATM技术自动，离不开路由器。否则，它将无法正常工作和管理。
1，网络互联
它是网络互连的主要驱动力，可以将您的网络与其他网络互连，从网络获取更多信息并在网络上发布您自己的消息。有许多互连网络的方法，其中最常用的是网桥的互连和路由器的互连。
2，桥互连网络
该桥工作在OSI模型的第二层，即链路层。重新发送数据帧的主要目的是在连接的网络之间提供透明的通信。桥接器的桥接基于数据帧中的源地址和目标地址，以确定是否应转发帧并将其转发到哪个端口。帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件”地址，通常是网卡携带的地址。
桥的功能是互连两个或多个网络以提供透明通信。网络上的设备看不到桥接器的存在，设备之间的通信与Internet上一样方便。由于桥转发数据帧时，它只能连接在同一网络或类似的（相同的结构或相似的数据帧），和之间、以太网以太网和令牌环。互连，对于不同类型的网络（数据帧的结构不同），如以太网和X.25，网桥无能为力。该网桥扩展了网络规模，提高了网络性能，为网络应用提供了便利。在以前的网络中，桥被广泛使用。然而，桥的互连也带来了许多问题：一个是广播风暴，网桥不阻挡网络上的广播消息，当网络很大（几个网桥，几个以太网段）时，就会引发风暴传输导致整个网络完全被传输信息填满，直到它完全瘫痪。第二个问题是，当它与外部网络互连时，网桥将网络中的内部和外部网络组合在一起，双方自动相互打开网络资源。当与外部网络互连时，这种类型的互连显然是不可接受的。问题的主要原因是网桥只会最大化网络通信，而不管传输的信息如何。
3，路由器互联网络
路由器的互连与网络协议有关，因此讨论仅限于TCP / IP网络的情况。
路由器工作在OSI模型的第三层，即网络层。路由器使用网络层定义的网络地址（即IP地址）来区分不同的网络，互连并隔离网络，并保持每个网络的独立性。路由器不发送广播消息，但是它们将广播消息限制到它们各自的网络。发送到其他网络的数据被发送到路由器，然后由路由器路由。
IP路由器只发送IP数据包并保留网络的其余部分（包括传输），从而保持每个网络的相对独立性，这可以形成具有许多网络互连（子网）的大型网络。由于网络层的互连，路由器可以轻松连接到不同类型的网络。只要网络层执行IP协议，它就可以通过路由器互连。
只能在具有相同网络号的IP地址之间进行通信。要与其他IP子网上的主机通信，它们必须通过同一网络上的路由器或网关。不同网络号的IP地址无法直接通信，即使它们相互连接，也无法通信。
路由器有多个端口来连接多个IP子网。每个端口的IP地址的网络号与连接的IP子网的网络号相同。不同的端口是不同的网络号，对应不同的IP子网，因此每个子网的主机可以发送必须通过其子网的IP地址发送到路由器的IP数据包。
路由原理当IP子网中的主机将IP数据包发送到同一IP子网中的另一台主机时，它将直接将IP数据包发送到网络，另一方可以接收它。要向网络上的主机发送不同的IP，请选择可以到达目标子网的路由器，将IP数据包发送到路由器，路由器负责将IP数据包发送到目标。如果未找到路由器，则主机将IP数据包发送到名为“默认网关”的路由器。 “默认网关”是每个主机上的配置参数，它是连接到同一网络的路由器端口的IP地址。
当路由器转发IP数据包时，它根据作为IP数据包目标IP地址一部分的网络号选择适当的端口并发送IP数据包。与主机一样，路由器也确定端口是否连接到目标子网。如果是，请通过端口将数据包直接发送到网络。否则，还选择下一个路由器来发送分组。路由器还有其默认网关来传输不知道将它们发送到何处的IP数据包。通过这种方式，知道如何传输的IP数据包通过路由器正确转发，未知的IP数据包被发送到“默认网关”的路由器，这样IP数据包最终被发送到目的地而不是它被发送到目的地。 IP数据包被网络丢弃。
目前，所有TCP / IP网络都通过路由器互连。 Internet是一个国际网络，其中数千个IP子网通过路由器互连。这种类型的网络称为基于路由器的网络，其形成与路由器作为节点的“因特网网络”。在“Internet网络”中，路由器不仅负责转发IP数据包，还负责与其他路由器的链接，以共同确定“互联网”的路由和维护路由表。
路由操作包含两个基本元素：路由搜索和转发。路径搜索是确定目的地的最佳路径，并使用路由算法实现。由于涉及不同的路由协议和路由算法，因此相对复杂。为了确定最佳路径，路由算法必须启动和维护包含路由信息的路由表，路由这取决于所使用的路由算法，而不是相同的信息。路由算法填充在路由表中，并收集不同的信息，根据所述路由表中，可以通知目的地网络和下一站（下一跳）之间的关系的路由器。路由器之间的信息交换通过路由更新，并且路由表的维护和保养被更新，以正确地反映网络拓扑结构的改变，和所述路由器根据所述测量来确定最优路由。这是路由协议，如路由信息协议（RIP）、开放最短路径优先（OSPF）协议和边界网关（BGP）。
路由协议
有两种典型的路由方法：静态路由和动态路由。
1，RIP路由协议
RIP最初被设计为Xerox PARC的通用协议Xerox网络系统，并在互联网上常用的路由协议。 RIP使用距离向量算法，即，路由器选择基于距离的路径，所以也被称为距离矢量协议。路由器收集到目的地的所有不同路由，并保存有关到达每个目的地的最小站数的路由信息。任何不是到达目的地的最佳路线的信息都将被丢弃。同时，路由器还通知邻居路由器通过RIP协议收集的路由信息。这样，正确的路由信息逐渐扩展到整个网络。
RIP非常通用且简单。、可靠且易于配置。然而，RIP是只适合小同构网络，因为它允许位点15的最大数目，并用15位点的任何目的地被标记为不可访问。另外，每隔30秒传输RIP路由信息也是网络广播风暴的重要原因之一。
2，OSPF路由协议
到20世纪80年代中期，RIP无法适应大规模异构网络的互连，0SPF诞生了。它是由IP网络的网络间工程工作组（1ETF）的内部网关协议工作组开发的路由协议。
0SPF是一种基于链路状态的路由协议，要求每个路由器将链路状态广播信息发送到同一管理域中的所有其他路由器。接口、的所有信息，所有度量和其他变量都包含在OSPF链路的状态广播中。使用0SPF的路由器必须首先收集有关链路状态的相关信息，并根据给定的算法计算到每个节点的最短路由。基于距离矢量的路由协议仅将路由更新信息发送到其相邻路由器。与RIP不同，OSPF将独立域划分为区域。因此，有两种类型的路由模式：当源和目标位于同一区域时，当源和目标位于不同区域时，在区域内使用路由。使用间隔路由。这极大地减少了网络的过载并增加了网络的稳定性。当路由器在一个区域出现故障时，它不会影响自治域中其他区域中路由器的正常运行，这也便于管理网络管理、。
3，BGP和BGP-4路由协议。
BGP是为Internet TCP / IP设计的外部网关协议，用于多个自治域之间。它不是基于纯链路状态算法或纯距离矢量算法。其主要功能是与来自其他自治域的BGP交换网络可访问性信息。每个自治域可以执行不同的内部网关协议。 BGP更新信息包括自治域网络/路由号码的配对信息。自治域路径包括必须通过以到达某个网络的自治域链。更新的信息通过TCP传输，以保证传输的可靠性。
为了满足互联网不断增长的需求，BGP不断发展。在最后的BGp4中，类似的路线也可以在单个路线中组合。
路由算法
路由算法在路由协议中起着至关重要的作用。使用的算法通常决定路径搜索的最终结果。因此，路由算法必须小心。通常需要考虑以下设计目标：
（1）优化：指路由算法选择最佳路径的能力。
（2）简单性：算法设计简单，以最少的软件和开销提供最有效的功能。
（3）鲁棒性：当路由算法处于异常或不可预测的环境中时，例如硬件故障、，如果负载过高或操作不正确，则可能正常工作。由于路由器分布在网络连接点，因此当它们发生故障时会产生严重后果。最好的路由器算法经常在一段时间内进行测试，并证明在各种网络环境中都是可靠的。
（4）快速收敛：收敛是所有路由器就最优路由标准达成共识的过程。当网络事件使路由可用或不可用时，路由器会发出更新消息。路由更新信息传遍网络，这会触发最佳路径的重新计算，最终达到所有路由器一致的最佳途径。慢收敛路由算法可能导致路由环路或网络中断。
（5）灵活性：路由算法可以快速适应各种网络环境、。例如，如果网络的段发生故障，路由算法应能迅速找到故障并选择使用该网段的所有路由另一最佳路径。最后，必须考虑路由算法使用一系列不同的度量来确定最佳路由。复杂路由算法可以使用多个指标来选择路由。它们通过一定的加权操作组合成单个、复合度量，然后在路由表中作为路由的标准完成。最常使用的指标是：路径长度、可靠性延迟时间、带宽负荷的通信成本等。
新一代路由器
由于多媒体应用和其他网络的发展，并不断采用新技术，如ATM的、快速以太网，带宽和网络速度迅速增加，而传统的路由器已经不能满足要求路由器的性能。由于设计和执行传统路由器的包转发是基于软件，在转发过程中的数据包处理要经过许多环节，转发过程复杂，这使得数据包转发速度较慢。另外，由于路由器是关键设备互连网络和“网关”为网络和其他网络之间的通信，也有对安全的高要求。因此，路由器中的一些额外的安全措施会增加CPU负载。这使得路由器成为互联网上的“瓶颈”。
传统路由器通过转发每个数据包执行一系列复杂操作，包括搜索路由。访问控制列表、匹配地址的、优先级解析管理和其他附加操作。这一系列的操作大大影响了路由器的性能和效率，降低了数据包转发和转发性能的速度，并增加了CPU的负载。之前和路由器后分组之间的相关性是非常大的，并且具有相同目的地址和源地址的分组往往连续到达，提供机会和快速运输包装的基础。新一代路由器，如IP交换机、开关设计采用这样的想法来实现快速转发硬件，这显著提高了路由器的性能和效率。

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