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路由器的工作原理.pdf
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2022-06-17
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路由器的工作原理
路由器的是实现网络互连,在不同网络之间转发数据单元的重要网络设备。
路由器主要工作在 OSI 参考模型的第三层(
网络层
),路由器的主要任务就是为
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。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——路由
表(
Routing Table
),供路由选择时使用。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 。因此,当路由器接收到来自一个网络接口的数据
包时,首先根据其中所含的目的地址查询路由表,决定转发路径(
转发接口和下
一跳地址
),然后从 ARP 缓存中调出下一跳地址的 MAC 地址,将路由器自己的 MAC
地址作为源 MAC,下一跳地址的 MAC 作为目的 MAC,封装成帧头,同时 IP 数据包
头的 TTL(
Time To Live
)也开始减数,最后将数据发送至转发端口,按顺序等待,
传送到输出链路上去。在这个过程中,路由器被认为了执行两个最重要的基本功
能:路由功能与交换功能。
路由功能
路由功能是指路由器通过运行动态路由协议或其他方法来学习和维护网络
拓扑结构,建立,查询和维护路由表。
路由表里则保存着路由器进行路由选择时所需的关键信息,包含了目的地址、
目的地址的掩码、下一跳地址、转发端口、路由信息来源、路由优先级、度量值
(
metric
)等。
路由信息可通过多种协议的学习而来,其来源方式可分为直连路由、静态路
由、缺省路由和动态路由。一个路由器上可以同时运行多个不同的路由协议,每
个路由协议都会根据自己的选路算法计算出到达目的网络的最佳路径,但是由于
选路算法不同,不同的路由协议对某一个特定的目的网络可能选择的最佳路径不
同。此时路由器根据路由优先级
(决定了来自不同路由来源的路由信息的优先权)
选
择将具有最高路由优先级(
数值最小
)的路由协议计算出的最佳路径放置在路由
表中,作为到达这个目的网络的转发路径。(
优先级顺序:直连路由>静态路由>动态
路由(OSPF>RIP)
)
而对于一个特定的路由协议,可以发现到达目的网络的所有路径,根据选路
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苦茶子12138
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