路由器工作原理.doc

1 路由器工作原理 1 概述 路由器的主要作用是转发数据包，将每一个IP数据包由一个端口转发到另一个端口。 转发行为既可以由硬件完成，也可以由软件完成，显然硬件转发的速度要快于软件转发 的速度，无论那种转发都根据"转发表"或"路由表"来进行，该表指明了到某一目的地址 的数据包将从路由器的某个端口发送出去，并且指定了下一个接收路由器的地址。每一 个IP数据包都携带一个目的IP地址，沿途的各个路由器根据该地址到表中寻找对应的路 由，如果没有合适的路由，路由器将丢弃该数据包，并向发送改包的主机送一个通知， 表明要去的目的地址"不可达"。 路由表如何形成是路由器软件系统的核心内容，动态路由协议就是用来收集路由信息 ，为路由表的创建提供原始素材。简单来讲，当路由器加电后经过人工适当配置后，如 指定端口IP地址等，路由器已经能够识别它的各个接口卡上的所有已经启动并且经过配 置的端口所连接的网络，路由器就有了最初的路由表，这时各个端口所连的网络就可以 互通了。如何将最初的路由表告知其他路由器，这就是动态路由协议的任务了。路由器 将自身的路由信息通过路由协议所规定的数据格式发送出去，接收到该信息的路由 路由器是网络基础设施中的关键设备，其主要任务是转发数据包，确保信息在不同的网络之间顺畅流动。路由器通过“转发表”或“路由表”来决定数据包的转发路径，这个表依据目的IP地址来确定数据包应从哪个端口发送，并指定下一跳路由器的地址。数据包中的目的IP地址是路由器进行路由决策的关键依据。 路由器的转发行为可以由硬件或软件执行，硬件转发速度快但灵活性较低，而软件转发则相对灵活，但效率较慢。初始的路由表是在路由器启动并配置好端口IP地址等基本信息后形成的，它基于路由器接口卡连接的网络信息。动态路由协议如RIP v2、OSPF v2和BGP v4等，用于收集和更新路由信息，实现路由表的动态更新。这些协议允许路由器交换路由信息，经过路由收敛过程，所有路由器都能获取整个网络的最新路由状态。当网络拓扑变化时，路由信息需要重新收敛。 TCP/IP协议栈是路由器工作原理的基础，它是一个四层结构，包括应用层、传输层、网络层和数据链路层。每一层都有特定的功能： 1. 应用层负责处理应用程序的细节，如FTP、SMTP和SNMP等。 2. 传输层提供端到端的通信，主要协议有TCP和UDP。TCP提供可靠的连接，而UDP则简单且不保证数据传输的可靠性。 3. 网络层，即互联网层，使用IP协议处理分组数据的路由选择，通过IP地址进行寻址。 4. 数据链路层处理物理网络媒介上的数据传输，如以太网、令牌环等。 TCP和UDP首部包含了源和目的端口号，用于区分不同的连接。TCP首部还包含序列号、确认号、窗口大小等字段，以支持流量控制和拥塞控制。UDP首部则更为简洁，仅包含长度和校验和字段。 路由器在处理数据包时，会根据TCP/IP协议栈的规则逐层解析和处理首部信息，然后根据网络层的IP地址和路由表进行转发决策。通过这种方式，路由器实现了网络之间的数据通信，并确保信息能够准确、高效地到达目的地。