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路由器是一种连接多个网络或网段的网络设备,它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”,以使它们能够相互“读”懂对方的数据,从而构成一个更大的网络。
路由器有两大典型功能,即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等,一般由特定的硬件来完成;控制功能一般用软件来实现,包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。
多少年来,路由器的发展有起有伏。90年代中期,传统路由器成为制约因特网发展的瓶颈。ATM交换机取而代之,成为IP骨干网的核心,路由器变成了配角。进入90年代末期,Internet规模进一步扩大,流量每半年翻一番,ATM网又成为瓶颈,路由器东山再起,Gbps路由交换机在1997年面世后,人们又开始以Gbps路由交换机取代ATM交换机,架构以路由器为核心的骨干网。
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工作原理
(一)IP地址
实现网络中通信节点的彼此连接,需要给每个节点一个的标识,IP网中的标识就是IP地址,他包括一部分定义网络号以及另一部分定义网络内的主机号。拥有标识之后,需要路由器接收所连接的网络或由路由器传来的数据报,并根据数据报的目的IP地址将报文从正确的接口转发出去。
(二)控制部分与数据转发部分
路由器内部包括控制部分和数据转发部分。控制部分的路由协议可以有不同的类型。路由器通过路由协议交换网络的拓扑结构信息,依照拓扑结构动态生成路由表。
在数据转发部分,转发引擎从输入线路接受IP分组之后,分析并修改分组头,使用转发表查找下一跳,把数据交换到输出线路上,向相应方向转发。转发表是根据路由表生成的,其表项和路由表项有直接对应关系,更适合实现快速查找。转发的主要流程包括线路输入、分组头分析、数据存储、分组头修改和线路输出。
(三)输入与输出端口
输入端口是物理链路的连接点,也是数据的接收点。它完成的功能主要包括数据链路层帧的封装和解封装。未来提供QoS支持,输入端口可以根据预先的策略对接收的报文进行分类。
输出端口主要完成数据的排队、缓冲管理以及调度输出,同时也要执行数据的封装和支持物理层、链路层协议。