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在现今网络飞速发展的时代中,路由器有着举足轻重的作用,主要用于WAN连接、异种网互连和网络分段,是网络构成的核心之一,那么你知道wifi路由器工作原理吗?下面是读文网小编整理的一些关于wifi路由器工作原理的相关资料,供你参考。
1.支持多种WAN连接方式,包括静态IP,DHCP,L2TP,PPTP,PPPOE,3G/HSPA/4G。
2.支持远程管理,SYSLOG、SNMP、TELNET、SSHD、HTTPS等功能
3.支持本地和远程在线升级,导入导出配置文件。
4.支持NTP,内置RTC。
5.支持国内外多种DDNS。
6.支持VLAN,MAC地址克隆,PPPoE服务器。
7.WIFI支持802.11b/g/n,支持WIFI AP、AP Client,中继器,中继桥接和WDS等多种工作模式(可选)
8.WIFI支持WEP,WPA,WPA2等多种加密方式,,MAC地址过滤等功能。
9.支持APN/VPDN
10.支持多路DHCP server及DHCP client,DHCP捆绑MAC地址,DDNS,防火墙,NAT,DMZ主机,QoS,流量统计,实时显示数据传输速率等功能
11.支持TCP/IP、UDP、FTP、HTTP等多种网络协议
12.支持SPI防火墙,穿越,访问控制,URL过滤,等功能。
13.支持定时重启等功能
14.采用高性能工业级GPS 模块(可选)
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无线网络技术现在已经越来越成熟了,很多家庭都已经安装有无线路由器,在家里实现随时随地上网,那么你知道无线路由器的工作原理是什么吗?下面是读文网小编整理的一些关于无线路由器的工作原理的相关资料,供你参考。
无线路由器的分类应用离不开对路由器的工作原理的剖析,而路由器的工作原理则决定了其主要分类及其应用的范围。为了简单地说明路由器的工作原理,现在我们假设有这样一个简单的网络。
如图所示,A、B、C、D四个网络通过路由器连接在一起,现在我们来看一下在如图所示网络环境下路由器又是如何发挥其路由、数据转发作用的。现假设网络A中一个用户A1要向C网络中的C3用户发送一个请求信号时,信号传递的步骤如下:
第1步:用户A1将目的用户C3的地址C3,连同数据信息以数据帧的形式通过集线器或交换机以广播的形式发送给同一网络中的所有节点,当路由器A5端口侦听到这个地址后,分析得知所发目的节点不是本网段的,需要路由转发,就把数据帧接收下来。
第2步:路由器A5端口接收到用户A1的数据帧后,先从报头中取出目的用户C3的IP地址,并根据路由表计算出发往用户C3的最佳路径。因为从分析得知到C3的网络ID号与路由器的C5网络ID号相同,所以由路由器的A5端口直接发向路由器的C5端口应是信号传递的最佳途经。
第3步:路由器的C5端口再次取出目的用户C3的IP地址,找出C3的IP地址中的主机ID号,如果在网络中有交换机则可先发给交换机,由交换机根据MAC地址表找出具体的网络节点位置;如果没有交换机设备则根据其IP地址中的主机ID直接把数据帧发送给用户C3,这样一个完整的数据通信 转发过程也完成了。
从上面可以看出,不管网络有多么复杂,路由器其实所作的工作就是这么几步,所以整个路由器的工作原理基本都差不多。当然在实际的网络中还远比上图所示的要复杂许多,实际的步骤也不会像上述那么简单,但总的过程是这样的。
无线路由器本质上是个路由器,我们平时用宽带路由器是用网线来和电脑进行通讯的,而无线路由器则是使用无线电波传输数据,但是它还要通过网线来进行INTERNET接入。
如果打比方说,无线路由器相当于我们常见的路由器,那么无线接入器(AP)就相当于我们常见的交换机。
单纯性无线AP就是一个无线的交换机,仅仅是提供一个无线信号发射的功能。单纯性无线AP的工作原理是将网络信号通过双绞线传送过来,经过AP产品的编译,将电信号转换成为无线电讯号发送出来,形成无线网的覆盖。根据不同的功率,其可以实现不同程度、不同范围的网络覆盖。
无线路由器好比将单纯性无线AP和宽带路由器合二为一的扩展型产品,它不仅具备单纯性无线AP所有功能如支持DHCP客户端、支持、防火墙、支持WEP加密等等,而且还包括了网络地址转换(NAT)功能,可支持局域网用户的网络连接共享。可实现家庭无线网络中的Internet连接共享,实现ADSL和小区宽带的无线共享接入。
如果无线接入器也集成了路由功能,它也可以当无线路由器使。就好像现在的三层交换机。
无线接入器的侧重点主要是在无线接入方面,提供距离大,信号强,可以带的用户多。
个人使用,买一个无线路由器就足够了.
无线路由器集成了无线接入器所有功能如支持DHCP客户端、支持、防火墙、支持WEP加密等等,而且还包括了网络地址转换(NAT)功能,可支持局域网用户的网络连接共享。可实现家庭无线网络中的Internet连接共享,实现ADSL和小区宽带的无线共享接入。比如:你们家在无线宽带网的覆盖范围之内,你只需要弄个无线路由器和无线网卡就可以上网了,可以是动态ip,也可以是静态ip上网
看过文章"无线路由器的工作原理是什么”
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可能许多人都听说过路由器,就是不清楚路由器有什么作用,具体的工作原理又是怎么样的,现在的路由器可以分为无线以及有线,其中无线路由器最近几年里才发展起来,但是比较受用户的欢迎,现在电脑是生活中不可少的产品,如果想使用多台电脑组网的话,就需要用到路由器,读文网小编下面就来介绍一下路由器的工作原理。
路由器是工作在IP协议网络层实现子网之间转发数据的设备。路由器内部可以划分为控制平面和数据通道。在控制平 面上,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。在数据通道上,转发引擎从输入线路接收IP包 后,分析与修改包头,使用转发表查找输出端口,把数据交换到输出线路上。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,但转发表的格式和路 由表的格式不同,它更适合实现快速查找。转发的主要流程包括线路输入、包头分析、数据存储、包头修改和线路输出。
路由协议根据网 络拓扑结构动态生成路由表。IP协议把整个网络划分为管理区域,这些管理区域称为自治域,自治域区号实行全网统一管理。这样,路由协议就有域内协议和域间 协议之分。域内路由协议,如OSPF、IS-IS,在路由器间交换管理域内代表网络拓扑结构的链路状态,根据链路状态推导出路由表。域间路由协议相邻节点 交换数据,不能使用多播方式,只能采用指定的点到点连接。
相信用过以上的内容,都已经清楚了路由器的工作原理,如果要使用路由器的话,还需要学习一些路由器怎么设置的方法,并且无线的和有线的设置方法有不相同。
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现如今,路由器已经家喻户晓,其中有一款3G路由器,是大多数人都在用的,那么3G路由器的工作原理是什么?读文网小编在这里带大家来了解。
3G611R是一款3G150M无线路由器,它提供了三种接入方式实现多机共享上网。
第一种是可以通过设备提供的USB接口,配合USB 3G上网卡使用,可通过共享3G上网卡数据业务实现多台电脑共享上网,特别适合一些不方便接入固定宽带或需要进行移动共享上网的用户。
第二种通过独有的无线WAN口功能,可以支持接入无线宽带。即在一些Wi-Fi城市热点,当ISP的无线宽带信号不是很强的时候,通过无线WAN口功能,无需插线,简单设置即可实现无线信号的放大与多机共享上网。
第三种是通过提供WAN接口,支持普通宽带环境的接入,如支持传统的DSL和Cable宽带接入。还具备超强的兼容性,能突破一些有接入限制的地区,轻松实现多机共享上网 3G611R除了支持多种接入方式外,另支持多种实用功能,如支持WDS功能,可以无线桥接几台无线路由器,扩展无线网络覆盖范围。支持QoS带宽控制功能,可以有效控制各客户端的下载速率。同时还配送了腾达为非专业人士开发的“一键设定”光盘,让您轻松安装好路由器,快速上网。
3G路由器工作原理:
如上图所示,这就是Tenda的3G路由器工作原理图,3G信号从网络运营商的3G基站发出来。3G上网卡接收到3G信号后,通过3G无线路由器将该信号转化成能被笔记本通过无线接收的WLAN信号,同时还可以通过3G路由器的LAN口用网线接电脑,这样利用路由器的路由功能即可实现多机共享3G上网。
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思科cisco依靠自身的技术和对网络经济模式的深刻理解,成为了网络应用的成功实践者之一,那么你知道cisco路由器的工作原理吗?下面是读文网小编整理的一些关于cisco路由器的工作原理的相关资料,供你参考。
cisco路由器的一个作用是连通不同的网络,另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路,能大大提高通信速度,减轻网络系统通信负荷,节约网络系统资源,提高网络系统畅通率,从而让网络系统发挥出更大的效益来。
从过滤网络流量的角度来看,cisco路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层,从物理上划分网段的交换机不同,cisco路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如,一台支持IP协议的cisco路由器可以把网络划分成多个子网段,只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过cisco路由器。对于每一个接收到的数据包,cisco路由器都会重新计算其校验值,并写入新的物理地址。因此,使用cisco路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是,对于那些结构复杂的网络,使用cisco路由器可以提高网络的整体效率。cisco路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。从总体上说,在网络中添加cisco路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。
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现如今网络的普及,大多数人都用上了路由器,但是路由器的一些知识大家还不是很了解吧?读文网小编在这里给大家介绍路由器的工作原理。
当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时,它将直接把IP分组送到网络上,对方就能收到。而要送给不同IP于网上的主机时,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。
——路由器转发IP分组时,只根据IP分组目的IP地址的网络号部分,选择合适的端口,把IP分组送出去。同主机一样,路由器也要判定端口所接的是否是目的子网,如果是,就直接把分组通过端口送到网络上,否则,也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有它的缺省网关,用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样,通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去,不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器,这样一级级地传送,IP分组最终将送到目的地,送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了。
——目前TCP/IP网络,全部是通过路由器互连起来的,Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络(router based network),形成了以路由器为节点的“网间网”。在“网间网”中,路由器不仅负责对IP分组的转发,还要负责与别的路由器进行联络,共同确定“网间网”的路由选择和维护路由表。
——路由动作包括两项基本内容:寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径,由路由选择算法来实现。由于涉及到不同的路由选择协议和路由选择算法,要相对复杂一些。为了判定最佳路径,路由选择算法必须启动并维护包含路由信息的路由表,其中路由信息依赖于所用的路由选择算法而不尽相同。路由选择算法将收集到的不同信息填入路由表中,根据路由表可将目的网络与下一站(nexthop)的关系告诉路由器。路由器间互通信息进行路由更新,更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化,并由路由器根据量度来决定最佳路径。这就是路由选择协议(routing protocol),例如路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先协议(OSPF)和边界网关协议(BGP)等。
——转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。路由器首先在路由表中查找,判明是否知道如何将分组发送到下一个站点(路由器或主机),如果路由器不知道如何发送分组,通常将该分组丢弃;否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点,如果目的网络直接与路由器相连,路由器就把分组直接送到相应的端口上。这就是路由转发协议(routed protocol)。
——路由转发协议和路由选择协议是相互配合又相互独立的概念,前者使用后者维护的路由表,同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。下文中提到的路由协议,除非特别说明,都是指路由选择协议,这也是普遍的习惯。
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本文为大家讲解距离矢量协议解析,希望能帮到大家。
距离矢量
R1的路由表
N1R3
N2R4
N3R5
R2的路由表
N4R6
R1的路由表
N1R3
N2R4
N3R5
N4R2
R2的路由表
N1R1
N2R1
N3R1
N4R6
R1R2
路由交换
距离矢量协议直接传送各自的路由表信息。网络中的路由器从自己的邻居路由器得到路由信息,并将这些路由信息连同自己的本地路由信息发送给其他邻居,这样一级级的传递下去以达到全网同步。每个路由器都不了解整个网络拓扑,它们只知道与自己直接相连的网络情况,并根据从邻居得到的路由信息更新自己的路由表。
距离矢量协议无论是实现还是管理都比较简单,但是它的收敛速度慢,报文量大,占用较多网络开销,并且为避免路由环路得做各种特殊处理。
目前基于距离矢量算法的协议包括RIP、IGRP、EIGRP、BGP。其中BGP是距离矢量协议变种,它是一种路径矢量协议。
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路由器使用很广泛,不少人不太了解路由器相关知识,小编为大家介绍路由器相关知识。对学习终身受益。
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。
路由器原理及路由协议
1 网络互连
把自己的网络同其它的网络互连起来,从网络中获取更多的信息和向网络发布自己的消息,是网络互连的最主要的动力。网络的互连有多种方式,其中使用最多的是网桥互连和路由器互连。
1.1 网桥互连的网络
网桥工作在OSI模型中的第二层,即链路层。完成数据帧(frame)的转发,主要目的是在连接的网络间提供透明的通信。网桥的转发是依据数据帧中的源地址和目的地址来判断一个帧是否应转发和转发到哪个端口。帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件”地址,一般就是网卡所带的地址。
网桥的作用是把两个或多个网络互连起来,提供透明的通信。网络上的设备看不到网桥的存在,设备之间的通信就如同在一个网上一样方便。由于网桥是在数据帧上进行转发的,因此只能连接相同或相似的网络(相同或相似结构的数据帧),如以太网之间、以太网与令牌环(token ring)之间的互连,对于不同类型的网络(数据帧结构不同),如以太网与X.25之间,网桥就无能为力了。
网桥扩大了网络的规模,提高了网络的性能,给网络应用带来了方便,在以前的网络中,网桥的应用较为广泛。但网桥互连也带来了不少问题:一个是广播风暴,网桥不阻挡网络中广播消息,当网络的规模较大时(几个网桥,多个以太网段),有可能引起广播风暴(broadcasting storm),导致整个网络全被广播信息充满,直至完全瘫痪。第二个问题是,当与外部网络互连时,网桥会把内部和外部网络合二为一,成为一个网,双方都自动向对方完全开放自己的网络资源。这种互连方式在与外部网络互连时显然是难以接受的。问题的主要根源是网桥只是最大限度地把网络沟通,而不管传送的信息是什么。
1.2 路由器互连网络
路由器互连与网络的协议有关,我们讨论限于TCP/IP网络的情况。
路由器工作在OSI模型中的第三层,即网络层。路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地(即IP地址)来区别不同的网络,实现网络的互连和隔离,保持各个网络的独立性。路由器不转发广播消息,而把广播消息限制在各自的网络内部。发送到其他网络的数据茵先被送到路由器,再由路由器转发出去。
IP路由器只转发IP分组,把其余的部分挡在网内(包括广播),从而保持各个网络具有相对的独立性,这样可以组成具有许多网络(子网)互连的大型的网络。由于是在网络层的互连,路由器可方便地连接不同类型的网络,只要网络层运行的是IP协议,通过路由器就可互连起来。
网络中的设备用它们的网络地址(TCP/IP网络中为IP地址)互相通信。IP地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址。路由器只根据IP地址来转发数据。IP地址的结构有两部分,一部分定义网络号,另一部分定义网络内的主机号。目前,在Internet网络中采用子网掩码来确定IP地址中网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样也是32bit,并且两者是一一对应的,并规定,子网掩码中数字为“1”所对应的IP地址中的部分为网络号,为“0”所对应的则为主机号。网络号和主机号合起来,才构成一个完整的IP地址。同一个网络中的主机IP地址,其网络号必须是相同的,这个网络称为IP子网。
通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行,要与其它IP子网的主机进行通信,则必须经过同一网络上的某个路由器或网关(gateway)出去。不同网络号的IP地址不能直接通信,即使它们接在一起,也不能通信。
路由器有多个端口,用于连接多个IP子网。每个端口的IP地址的网络号要求与所连接的IP子网的网络号相同。不同的端口为不同的网络号,对应不同的IP子网,这样才能使各子网中的主机通过自己子网的IP地址把要求出去的IP分组送到路由器上。
2 路由原理
当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时,它将直接把IP分组送到网络上,对方就能收到。而要送给不同IP于网上的主机时,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。
路由器转发IP分组时,只根据IP分组目的IP地址的网络号部分,选择合适的端口,把IP分组送出去。同主机一样,路由器也要判定端口所接的是否是目的子网,如果是,就直接把分组通过端口送到网络上,否则,也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有它的缺省网关,用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样,通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去,不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器,这样一级级地传送,IP分组最终将送到目的地,送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了。
——目前TCP/IP网络,全部是通过路由器互连起来的,Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络(router based network),形成了以路由器为节点的“网间网”。在“网间网”中,路由器不仅负责对IP分组的转发,还要负责与别的路由器进行联络,共同确定“网间网”的路由选择和维护路由表。
——路由动作包括两项基本内容:寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径,由路由选择算法来实现。由于涉及到不同的路由选择协议和路由选择算法,要相对复杂一些。为了判定最佳路径,路由选择算法必须启动并维护包含路由信息的路由表,其中路由信息依赖于所用的路由选择算法而不尽相同。路由选择算法将收集到的不同信息填入路由表中,根据路由表可将目的网络与下一站(nexthop)的关系告诉路由器。路由器间互通信息进行路由更新,更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化,并由路由器根据量度来决定最佳路径。这就是路由选择协议(routing protocol),例如路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先协议(OSPF)和边界网关协议(BGP)等。
——转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。路由器首先在路由表中查找,判明是否知道如何将分组发送到下一个站点(路由器或主机),如果路由器不知道如何发送分组,通常将该分组丢弃;否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点,如果目的网络直接与路由器相连,路由器就把分组直接送到相应的端口上。这就是路由转发协议(routed protocol)。
——路由转发协议和路由选择协议是相互配合又相互独立的概念,前者使用后者维护的路由表,同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。下文中提到的路由协议,除非特别说明,都是指路由选择协议,这也是普遍的习惯。
3。 路由协议
——典型的路由选择方式有两种:静态路由和动态路由。
——静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。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。如果路由更新信息表明发生了网络变化,路由选择软件就会重新计算路由,并发出新的路由更新信息。这些信息通过各个网络,引起各路由器重新启动其路由算法,并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。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。
——静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围,因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个分组在路由器中进行寻径时,路由器首先查找静态路由,如果查到则根据相应的静态路由转发分组;否则再查找动态路由。
——根据是否在一个自治域内部使用,动态路由协议分为内部网关协议(IGP)和外部网关协议(EGP)。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议,常用的有RIP、OSPF;外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择,常用的是BGP和BGP-4。下面分别进行简要介绍。
3.1 RIP路由协议
——RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xerox parc通用协议而设计的,是Internet中常用的路由协议。RIP采用距离向量算法,即路由器根据距离选择路由,所以也称为距离向量协议。路由器收集所有可到达目的地的不同路径,并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息,除到达目的地的最佳路径外,任何其它信息均予以丢弃。同时路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其它路由器。这样,正确的路由信息逐渐扩散到了全网。
——RIP使用非常广泛,它简单、可靠,便于配置。但是RIP只适用于小型的同构网络,因为它允许的最大站点数为15,任何超过15个站点的目的地均被标记为不可达。而且RIP每隔30s一次的路由信息广播也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。
3.2 OSPF路由协议
——80年代中期,RIP已不能适应大规模异构网络的互连,0SPF随之产生。它是网间工程任务组织(1ETF)的内部网关协议工作组为IP网络而开发的一种路由协议。
——0SPF是一种基于链路状态的路由协议,需要每个路由器向其同一管理域的所有其它路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的量度和其它一些变量。利用0SPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息,并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径。而基于距离向量的路由协议仅向其邻接路由器发送有关路由更新信息。
——与RIP不同,OSPF将一个自治域再划分为区,相应地即有两种类型的路由选择方式:当源和目的地在同一区时,采用区内路由选择;当源和目的地在不同区时,则采用区间路由选择。这就大大减少了网络开销,并增加了网络的稳定性。当一个区内的路由器出了故障时并不影响自治域内其它区路由器的正常工作,这也给网络的管理、维护带来方便。
3.3 BGP和BGP-4路由协议
——BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议,用于多个自治域之间。它既不是基于纯粹的链路状态算法,也不是基于纯粹的距离向量算法。它的主要功能是与其它自治域的BGP交换网络可达信息。各个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括网络号/自治域路径的成对信息。自治域路径包括到达某个特定网络须经过的自治域串,这些更新信息通过TCP传送出去,以保证传输的可靠性。
——为了满足Internet日益扩大的需要,BGP还在不断地发展。在最新的BGp4中,还可以将相似路由合并为一条路由。
3.4 路由表项的优先问题
——在一个路由器中,可同时配置静态路由和一种或多种动态路由。它们各自维护的路由表都提供给转发程序,但这些路由表的表项间可能会发生冲突。这种冲突可通过配置各路由表的优先级来解决。通常静态路由具有默认的最高优先级,当其它路由表表项与它矛盾时,均按静态路由转发。
4 路由算法
——路由算法在路由协议中起着至关重要的作用,采用何种算法往往决定了最终的寻径结果,因此选择路由算法一定要仔细。通常需要综合考虑以下几个设计目标:
——(1)最优化:指路由算法选择最佳路径的能力。
——(2)简洁性:算法设计简洁,利用最少的软件和开销,提供最有效的功能。
——(3)坚固性:路由算法处于非正常或不可预料的环境时,如硬件故障、负载过高或操作失误时,都能正确运行。由于路由器分布在网络联接点上,所以在它们出故障时会产生严重后果。最好的路由器算法通常能经受时间的考验,并在各种网络环境下被证实是可靠的。
——(4)快速收敛:收敛是在最佳路径的判断上所有路由器达到一致的过程。当某个网络事件引起路由可用或不可用时,路由器就发出更新信息。路由更新信息遍及整个网络,引发重新计算最佳路径,最终达到所有路由器一致公认的最佳路径。收敛慢的路由算法会造成路径循环或网络中断。
——(5)灵活性:路由算法可以快速、准确地适应各种网络环境。例如,某个网段发生故障,路由算法要能很快发现故障,并为使用该网段的所有路由选择另一条最佳路径。
——路由算法按照种类可分为以下几种:静态和动态、单路和多路、平等和分级、源路由和透明路由、域内和域间、链路状态和距离向量。前面几种的特点与字面意思基本一致,下面着重介绍链路状态和距离向量算法。
——链路状态算法(也称最短路径算法)发送路由信息到互联网上所有的结点,然而对于每个路由器,仅发送它的路由表中描述了其自身链路状态的那一部分。距离向量算法(也称为Bellman-Ford算法)则要求每个路由器发送其路由表全部或部分信息,但仅发送到邻近结点上。从本质上来说,链路状态算法将少量更新信息发送至网络各处,而距离向量算法发送大量更新信息至邻接路由器。
——由于链路状态算法收敛更快,因此它在一定程度上比距离向量算法更不易产生路由循环。但另一方面,链路状态算法要求比距离向量算法有更强的CPU能力和更多的内存空间,因此链路状态算法将会在实现时显得更昂贵一些。除了这些区别,两种算法在大多数环境下都能很好地运行。
——最后需要指出的是,路由算法使用了许多种不同的度量标准去决定最佳路径。复杂的路由算法可能采用多种度量来选择路由,通过一定的加权运算,将它们合并为单个的复合度量、再填入路由表中,作为寻径的标准。通常所使用的度量有:路径长度、可靠性、时延、带宽、负载、通信成本等。
5 新一代路由器
——由于多媒体等应用在网络中的发展,以及ATM、快速以太网等新技术的不断采用,网络的带宽与速率飞速提高,传统的路由器已不能满足人们对路由器的性能要求。因为传统路由器的分组转发的设计与实现均基于软件,在转发过程中对分组的处理要经过许多环节,转发过程复杂,使得分组转发的速率较慢。另外,由于路由器是网络互连的关键设备,是网络与其它网络进行通信的一个“关口”,对其安全性有很高的要求,因此路由器中各种附加的安全措施增加了CPU的负担,这样就使得路由器成为整个互联网上的“瓶颈”。
——传统的路由器在转发每一个分组时,都要进行一系列的复杂操作,包括路由查找、访问控制表匹配、地址解析、优先级管理以及其它的附加操作。这一系列的操作大大影响了路由器的性能与效率,降低了分组转发速率和转发的吞吐量,增加了CPU的负担。而经过路由器的前后分组间的相关性很大,具有相同目的地址和源地址的分组往往连续到达,这为分组的快速转发提供了实现的可能与依据。新一代路由器,如IP Switch、Tag Switch等,就是采用这一设计思想用硬件来实现快速转发,大大提高了路由器的性能与效率。
——新一代路由器使用转发缓存来简化分组的转发操作。在快速转发过程中,只需对一组具有相同目的地址和源地址的分组的前几个分组进行传统的路由转发处理,并把成功转发的分组的目的地址、源地址和下一网关地址(下一路由器地址)放人转发缓存中。当其后的分组要进行转发时,茵先查看转发缓存,如果该分组的目的地址和源地址与转发缓存中的匹配,则直接根据转发缓存中的下一网关地址进行转发,而无须经过传统的复杂操作,大大减轻了路由器的负担,达到了提高路由器吞吐量的目标。
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路由器和交换机都是我们生活中常用的互联网或局域网的连接设备,想必对于很多新手来讲都不是很了解这两种设备的工作原理,下面是读文网小编整理的一些关于路由器与交换机的工作原理的相关资料,供你参考。
有机的硬件结合使得数据交换加速;
优化的路由软件使 得路由过程效率提高;
除了必要的路由决定过程外,大部分数据转发过程由第二层交换处理;
多个子网互连时只是与第三层交换模块的逻辑连接,不象传统的外接路由器那样需增加端口,保护了用户的投资。
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虽然我们都会使用无线网来办公上网,但不少人对无线网的原理还不清楚,下面读文网小编就以金浪无线路由器给大家科普一下这方面的知识,希望对大家设置无线网络有一定的帮助。
一、无线网是一种能让电脑在无线基站覆盖范围内的任何地点发送、接收数据的局域网形式,就目前而言,Wi-Fi已被认为是无线网的代名词,但这二者之间有着根本的差异,Wi-Fi是一种无线局域网产品的认证标准,而WLAN则是无线局域网的技术标准。
二、Wi-Fi的全称为Wireless Fidelity,无线相容性认证,它并不是只针对某一WLAN规范的技术标准,它针对的是整个WLAN领域,由于无线技术标准的多样化出现,所使频段和调频方式的不尽相同,造成了各种标准的无线网络设备互不兼容,这就给无线接入技术的发展带来了相当大的不确定因素,因此推出了Wi-Fi标准,以此来统一和规范整个无线网络市场的产品认证。
三、伴随着以网络的迅速发展,无线网以其安装简便、使用灵活等优点赢得了广大用户的认可,作为有线局域网的一种补充,但无线网络产品存在着极易受干扰、性能不稳定、传输速率低且不易升级等缺陷,不同厂商之间的产品也互不兼容,从而限制了无线局域网的进一步发展,于是无线局域网标准就诞生了,这就是我们常说的IEEE 802.11标准。
四、IEEE 802.11标准是IEEE制定的无线局域网标准,主要对网络的物理层和媒质访问控制层进行规定,其中对MAC层的规定是重点,各厂商的产品在同一物理层上可以互相操作。这样就使得无线局域网的两种主要用途,多点接入和多网段互联更易于低成本实现,从而为无线局域网的进一步普及打通了道路。
五、早期的IEEE 802.11标准数据传输率为2Mbps,后经过改进,传输速率达11Mbps的IEEE 802.11b也紧跟着出台。但随着网络的发展,特别是IP语音、视频数据流等高带宽网络应用的频繁,IEEE 802.11b规范11Mbps的数据传输率不免有些力不从心,于是,传输速率高达54Mbps的IEEE 802.11g诞生了。
六、IEEE 802.11g也使用了正交分频多任务,OFDM的模块设计,这是其54Mbps高速传输的秘诀,然而不同的是,IEEE 802.11g的工作频段并不是IEEE 802.11a的5.2GHz,而是坚守在和IEEE 802.11b一致的2.4GHz频段,这样一来,原先IEEE 802.11b使用者所担心的兼容性问题得到了很好的解决,IEEE 802.11g提供了一个平滑过渡的选择。
七、IEEE 802.11g所工作的2.4GHz频段的信号衰减程度不像IEEE 802.11a的5.2GHz那么严重,并且IEEE 802.11g还具备更优秀的穿透能力,能适应更加复杂的使用环境,但是先天性的不足,使得IEEE 802.11g和IEEE 802.11b一样极易受到微波、无线电话等设备的干扰,此外,IEEE 802.11g的信号比IEEE 802.11b的信号能够覆盖的范围要小的多。
最后要说一下的,目前市面上最新的为802.11n标准,具有高达600Mbps的速率,是下一代无线网络技术,可提供对带宽最为敏感的应用所需要的速率、范围和可靠性。
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最近两年路由器在市场上是热火朝天,可能有的用户虽然在使用路由器,但并清楚路由器的工作原理和作用功能,那么下面小编就给大家介绍下路由器工作原因和作用:
1、连通不同的网络
从过滤网络流量的角度来看,路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层,从物理上划分网段的交换机不同,路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如,一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段,只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包,路由器都会重新计算其校验值,并写入新的物理地址。因此,使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是,对于那些结构复杂的网络,使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。总体上说,在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。
2、信息传输
有的路由器仅支持单一协议,但大部分路由器可以支持多种协议的传输,即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则,要在一个路由器中完成多种协议的算法,势必会降低路由器的性能。路由器的主要工作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。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。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--路径表(Routing Table),供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的。
通过这两大点,是不是更加清楚的了解路由器了呢。
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今天读文网小编就要跟大家讲解下路由器工作原理以及作用功能~那么对此感兴趣的网友可以多来了解了解下。下面就是具体内容!!!
路由器工作原理
1、工作站A将工作站B的地址12.0.0.5连同数据信息以数据包的形式发送给路由器1。
2、路由器1收到工作站A的数据包后,先从包头中取出地址12.0.0.5,并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路径:R1->R2->R5->B;并将数据包发往路由器2。
3、路由器2重复路由器1的工作,并将数据包转发给路由器5。
4、路由器5同样取出目的地址,发现12.0.0.5就在该路由器所连接的网段上,于是将该数据包直接交给工作站B。
5、工作站B收到工作站A的数据包,一次通信过程宣告结束。
路由器的作用功能
1、连通不同的网络
从过滤网络流量的角度来看,路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层,从物理上划分网段的交换机不同,路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如,一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段,只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包,路由器都会重新计算其校验值,并写入新的物理地址。因此,使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是,对于那些结构复杂的网络,使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。总体上说,在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。
2、信息传输
有的路由器仅支持单一协议,但大部分路由器可以支持多种协议的传输,即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则,要在一个路由器中完成多种协议的算法,势必会降低路由器的性能。路由器的主要工作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。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。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--路径表(Routing Table),供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的。
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随着网络时代的到来,宽带路由器已经很普遍,这是读文网小编向你推荐宽带路由器工作原理 共享上网,这样对自己认识路由器一大帮助。
宽带路由器作为一种网络共享设备开始越来越多的出现在我们的生活、工作、学习当中,因其具有组网方便、安全可靠、支持目前流行的多种宽带接入方式等诸多优点,越来越多具有多台计算机的家庭、SOHO在共享上网时都会选择宽带路由器,但是究其上网原理,相信很多用户都不曾了解。今天,我们就为大家详细介绍宽带路由器的共享上网原理和选择宽带路由器还是代理服务器软件这两个问题。
宽带路由器工作原理
宽带路由器从准确的定义上并不能完全称之为路由器,这类产品只能实现部分传统路由器的功能,很多厂商希望用户更能接受其宽带路由器产品而称之为路由器,这是一种专门为宽带接入用户提供共享访问的多物理端口NAT转换产品。我们都知道代理服务器软件同样是采用NAT转换技术,但是宽带路由器是专门为宽带线路所特殊设计,采用独立的处理器芯片和软件技术来实现NAT转换,所以与传统的使用代理服务器软件共享上网,宽带路由器具有很多不可比拟的优势。
这里我们几次提到NAT转换技术,其实这项技术就是宽带路由器最基本,最核心的技术,其共享上网原理采用的就是NAT转换技术。下面我们为大家介绍NAT转换技术。
NAT是英文全称Network AddressTranslation,也就是网络地址转换,这种技术在网络中主要是为了解决公网IP地址短缺,NAT的工作原理是将内部私有网络地址转换成合法的公网地址,从而可以访问互联网。
在TCP/IP协议中,我们需要了解两种IP地址,一个是可以直接访问Internet的公网IP地址,另一种是我们组建局域网时最常用到的私有IP地址。如192.168.0.1的IP地址,这个地址就是一个私有地址,它在全球网络中不具唯一性,可以在全球任何一个地方的网络中使用,而公网IP地址在全球网络中是唯一的,它就像是全球各大城市里的街道及门牌号码一样,主要是起标识不同网络的作用。在互联网中,正是因为有这样的公网IP地址,我们的通信才可以得以实现。
但是由于公网IP地址资源的日益消耗,我们不可能在一个网络中申请到很多个可以在互联网上直接通信的公有IP地址。这时,我们就会使用到NAT地址转换技术,它可以将局域网中的如192.168.0.x的私有地址转换为可以在Internet使用的IP地址。从而达到访问Internet的目的。
在NAT的工作模式中,会涉及到四个IP地址:
InsideLocal IP address:指定于内部网络的主机地址,全局唯一,但为私有地址。
Inside Global IP address:代表一个或更多内部IP到外部世界的合法IP。
Outside Global IP address:外部网络主机的合法IP。
Outside Local IP address:外部网络的主机地址,看起来是内部网络的,私有地址。
通过上面这个连接示意图,我们基本上可以了解到这四个地址在网络中的位置了。我们来为大家举例说明NAT是如何实现的:在Adan的这个局域网络中,有一个内部的私有地址192.168.0.x,而这个网络仅有一个出口,这就是名字叫做adan的路由器。这个路由器上有一个内部的全局地址218.246.29.18,这个地址可以是由电信运营商提供的静态IP地址也可是以动态获得的,总之这个全局地址使用的是合法的公用IP地址。
当内部主机需要访问internet时,内部主机会发送数据包到默认网关,也就是这台具有公网IP地址的路由器上,这时数据包所携带的源地址是私有IP地址192.168.0.x,当收到这个数据包时,路由器会检查自己的NAT地址转换表,当找到相应的条目时,就会用218.246.29.18这个地址来替换掉数据包内的私有IP地址。数据包就会使用218.246.29.18的地址来访问外部网络了!
好了,通过以上的了解,我们对NAT技术有一个初步的认识,下面我们就为大家讲解宽带路由器共享上网的原理。
一般宽带路由器会有WAN口和LAN口,WAN口用来连接宽带线路,这个端口使用由电信运营商静态或动态提供的公网IP地址,而LAN口用来连接局域网内的PC。这些PC使用的是由DHCP协议动态分配或者手动分配的私有IP地址。其实这两个地址对应的就是上面讲到的NAT技术的Inside Local IP address和Inside Global IPaddress这两个地址。
一般我们局域网中的PC在设置IP地址时会有一个默认网关的选项,这个选项是指当PC向外部网络发送数据包的时候需要默认指向的主机,在这个环境中,也就是我们所说的宽带路由器的内部网络IP地址,一般都是192.168.0.1。
当局域网中的用户A需要发送一个数据包到外部网络的时候,这台机器会发送一个请求到默认网关。当这个数据包到达宽带路由器的时候,宽带路由器会进行折解数据包的过程,提取出这个数据包的头部源IP地址信息,然后对照NAT地址映射表中的条目,找到相应的条目,这时就会有一个转换过程,宽带路由器会根据设置将电信运营商提供的公有IP地址代替我们的内部网络地址,用这个地址重新封装我们的数据包。这时,这个数据包就会使用这个公网IP地址来通过internet进行传输。
在对方网络收到这个数据包的时候,折解出来的源IP地址就是这个公网的IP地址,对方便可以根据这个地址做出相应的回应,而这个回应所使用的目的IP地址便是这个公网IP地址。通过使用这个IP地址,回应包就会发送到我们的宽带路由器,这时宽带路由器会再进行一个转换,将目的地址转换为内部网络地址,这样数据包就可以到达我们局域网内的主机了。
选择宽带路由器还是代理服务器软件
从以上我们可以看出,宽带路由器使用的是NAT技术,如果完全从速度上考虑,使用一台PC做代理服务器实际上要比宽带路由器的NAT转发性能要强。这里很多读者就会问,我们为什么不用代理服务器实现网络的共享,这样不就可以不需要投入成本再去购买宽带路由器了呢?这里我们就再为大家再解答一下这个问题。
1、 宽带路由器能提供更多的功能
现在市场上所销售的宽带路由器除了NAT转换功能以外,还集成了其他很多安全、可管理等功能,例如家长管理功能,DHCP动态地址分配功能。而代理服务器在这些功能上会逊色一些。所以在一些仅仅是为了满足共享上网需要的家庭用户,我们可以使用代理服务器软件,而在一些SOHO及其他需求较高的环境下,我们还是推荐使用宽带路由器。比如现在电信运营商很多都采用MAC地址绑定到IP地址的方法来阻止用户共享使用网络,如果是使用代理服务器软件时想要突破这种限制,是很难做到的,而宽带路由器则可以提供MAC地址克隆功能,轻松的突破这种限制来共享上网。
2、代理服务器需要一台主机为网络提供共享服务
这是代理服务器一个很大的弊病,因为代理服务器需要一台主机为我们的网络提供共享服务,当代理服务器关机时,局域网内的主机就不能获得共享服务,而作宽带路由器共享上网方式,局域网的任何一台主机开关机都不会影响内部网络的上网需求。这个其实是宽带路由器很大的一个优势。
3、 两台以上PC共享上网时宽带路由器首当其冲。
两台以上的PC机共享上网时,如果使用代理服务器软件,我们需要投入一台交换机或者集线器设备,一般市场上八口交换机的价格是60元左右,而现在很多宽带路由器的价格也不到百元,而且将交换模块集成到了宽带路由器当中,笔者认为还是投资宽带路由器比较合适。
从以上三点我们可以看出,我们选择宽带路由器是因为其共享上网方便、适合多种宽带线路,可以获得更多的功能。所以现在一般在家庭和SOHO组建小型网络共享上网时,我们还是建议大家买个百元左右的宽带路由器。
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本文通过阐述TCP/IP网络中路由器的基本工作原理,介绍了IP路由器的几大功能,给出了静态路由协议和动态路由协议,以及内部网关协议和外部网关协议的概念,同时简要介绍了目前最常见的RIP、OSPF、BGP和BGP-4这几种路由协议,然后描述了路由算法的设计目标和种类,着重介绍了链路状态法和距离向量法。在文章的最后,扼要讲述了新一代路由器的特征。
近十年来,随着计算机网络规模的不断扩大,大型互联网络(如Internet)的迅猛发展,路由技术在网络技术中已逐渐成为关键部分,路由器也随之成为最重要的网络设备。用户的需求推动着路由技术的发展和路由器的普及,人们已经不满足于仅在本地网络上共享信息,而希望最大限度地利用全球各个地区、各种类型的网络资源。而在目前的情况下,任何一个有一定规模的计算机网络(如企业网、校园网、智能大厦等),无论采用的是快速以大网技术、FDDI技术,还是ATM技术,都离不开路由器,否则就无法正常运作和管理。
1 网络互连
把自己的网络同其它的网络互连起来,从网络中获取更多的信息和向网络发布自己的消息,是网络互连的最主要的动力。网络的互连有多种方式,其中使用最多的是网桥互连和路由器互连。
1.1 网桥互连的网络
网桥工作在OSI模型中的第二层,即链路层。完成数据帧(frame)的转发,主要目的是在连接的网络间提供透明的通信。网桥的转发是依据数据帧中的源地址和目的地址来判断一个帧是否应转发和转发到哪个端口。帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件”地址,一般就是网卡所带的地址。
网桥的作用是把两个或多个网络互连起来,提供透明的通信。网络上的设备看不到网桥的存在,设备之间的通信就如同在一个网上一样方便。由于网桥是在数据帧上进行转发的,因此只能连接相同或相似的网络(相同或相似结构的数据帧),如以太网之间、以太网与令牌环(token ring)之间的互连,对于不同类型的网络(数据帧结构不同),如以太网与X.25之间,网桥就无能为力了。
网桥扩大了网络的规模,提高了网络的性能,给网络应用带来了方便,在以前的网络中,网桥的应用较为广泛。但网桥互连也带来了不少问题:一个是广播风暴,网桥不阻挡网络中广播消息,当网络的规模较大时(几个网桥,多个以太网段),有可能引起广播风暴(broadcasting storm),导致整个网络全被广播信息充满,直至完全瘫痪。第二个问题是,当与外部网络互连时,网桥会把内部和外部网络合二为一,成为一个网,双方都自动向对方完全开放自己的网络资源。这种互连方式在与外部网络互连时显然是难以接受的。问题的主要根源是网桥只是最大限度地把网络沟通,而不管传送的信息是什么。
1.2 路由器互连网络
路由器互连与网络的协议有关,我们讨论限于TCP/IP网络的情况。
路由器工作在OSI模型中的第三层,即网络层。路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址(即IP地址)来区别不同的网络,实现网络的互连和隔离,保持各个网络的独立性。路由器不转发广播消息,而把广播消息限制在各自的网络内部。发送到其他网络的数据茵先被送到路由器,再由路由器转发出去。
IP路由器只转发IP分组,把其余的部分挡在网内(包括广播),从而保持各个网络具有相对的独立性,这样可以组成具有许多网络(子网)互连的大型的网络。由于是在网络层的互连,路由器可方便地连接不同类型的网络,只要网络层运行的是IP协议,通过路由器就可互连起来。
网络中的设备用它们的网络地址(TCP/IP网络中为IP地址)互相通信。IP地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址。路由器只根据IP地址来转发数据。IP地址的结构有两部分,一部分定义网络号,另一部分定义网络内的主机号。目前,在Internet网络中采用子网掩码来确定IP地址中网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样也是32bit,并且两者是一一对应的,并规定,子网掩码中数字为“1”所对应的IP地址中的部分为网络号,为“0”所对应的则为主机号。网络号和主机号合起来,才构成一个完整的IP地址。同一个网络中的主机IP地址,其网络号必须是相同的,这个网络称为IP子网。
通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行,要与其它IP子网的主机进行通信,则必须经过同一网络上的某个路由器或网关(gateway)出去。不同网络号的IP地址不能直接通信,即使它们接在一起,也不能通信。
路由器有多个端口,用于连接多个IP子网。每个端口的IP地址的网络号要求与所连接的IP子网的网络号相同。不同的端口为不同的网络号,对应不同的IP子网,这样才能使各子网中的主机通过自己子网的IP地址把要求出去的IP分组送到路由器上。
2 路由原理
当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时,它将直接把IP分组送到网络上,对方就能收到。而要送给不同IP于网上的主机时,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。
路由器转发IP分组时,只根据IP分组目的IP地址的网络号部分,选择合适的端口,把IP分组送出去。同主机一样,路由器也要判定端口所接的是否是目的子网,如果是,就直接把分组通过端口送到网络上,否则,也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有它的缺省网关,用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样,通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去,不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器,这样一级级地传送,IP分组最终将送到目的地,送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了。
目前TCP/IP网络,全部是通过路由器互连起来的,Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络(router based network),形成了以路由器为节点的“网间网”。在“网间网”中,路由器不仅负责对IP分组的转发,还要负责与别的路由器进行联络,共同确定“网间网”的路由选择和维护路由表。
路由动作包括两项基本内容:寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径,由路由选择算法来实现。由于涉及到不同的路由选择协议和路由选择算法,要相对复杂一些。为了判定最佳路径,路由选择算法必须启动并维护包含路由信息的路由表,其中路由信息依赖于所用的路由选择算法而不尽相同。路由选择算法将收集到的不同信息填入路由表中,根据路由表可将目的网络与下一站(nexthop)的关系告诉路由器。路由器间互通信息进行路由更新,更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化,并由路由器根据量度来决定最佳路径。这就是路由选择协议(routing Protocol),例如路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先协议(OSPF)和边界网关协议(BGP)等。
转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。路由器首先在路由表中查找,判明是否知道如何将分组发送到下一个站点(路由器或主机),如果路由器不知道如何发送分组,通常将该分组丢弃;否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点,如果目的网络直接与路由器相连,路由器就把分组直接送到相应的端口上。这就是路由转发协议(routed protocol)。
路由转发协议和路由选择协议是相互配合又相互独立的概念,前者使用后者维护的路由表,同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。下文中提到的路由协议,除非特别说明,都是指路由选择协议,这也是普遍的习惯。
3 路由协议
典型的路由选择方式有两种:静态路由和动态路由。
静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。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。如果路由更新信息表明发生了网络变化,路由选择软件就会重新计算路由,并发出新的路由更新信息。这些信息通过各个网络,引起各路由器重新启动其路由算法,并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。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。
静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围,因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个分组在路由器中进行寻径时,路由器首先查找静态路由,如果查到则根据相应的静态路由转发分组;否则再查找动
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随着计算机网络规模的不断扩大,大型互联网络(如Internet)的迅猛发展,路由技术在网络技术中已逐渐成为关键部分,路由器也随之成为最重要的网络设备。用户的需求推动着路由技术的发展和路由器的普及,人们已经不满足于仅在本地网络上共享信息,而希望最大限度地利用全球各个地区、各种类型的网络资源。而在目前的情况下,任何一个有一定规模的计算机网络(如企业网、校园网、智能大厦等),无论采用的是快速以大网技术、FDDI技术,还是ATM技术,都离不开路由器,否则就无法正常运作和管理。
1 网络互连
——把自己的网络同其它的网络互连起来,从网络中获取更多的信息和向网络发布自己的消息,是网络互连的最主要的动力。网络的互连有多种方式,其中使用最多的是网桥互连和路由器互连。
1.1 网桥互连的网络
——网桥工作在OSI模型中的第二层,即链路层。完成数据帧(frame)的转发,主要目的是在连接的网络间提供透明的通信。网桥的转发是依据数据帧中的源地址和目的地址来判断一个帧是否应转发和转发到哪个端口。帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件”地址,一般就是网卡所带的地址。
——网桥的作用是把两个或多个网络互连起来,提供透明的通信。网络上的设备看不到网桥的存在,设备之间的通信就如同在一个网上一样方便。由于网桥是在数据帧上进行转发的,因此只能连接相同或相似的网络(相同或相似结构的数据帧),如以太网之间、以太网与令牌环(token ring)之间的互连,对于不同类型的网络(数据帧结构不同),如以太网与X.25之间,网桥就无能为力了。
——网桥扩大了网络的规模,提高了网络的性能,给网络应用带来了方便,在以前的网络中,网桥的应用较为广泛。但网桥互连也带来了不少问题:一个是广播风暴,网桥不阻挡网络中广播消息,当网络的规模较大时(几个网桥,多个以太网段),有可能引起广播风暴(broadcasting storm),导致整个网络全被广播信息充满,直至完全瘫痪。第二个问题是,当与外部网络互连时,网桥会把内部和外部网络合二为一,成为一个网,双方都自动向对方完全开放自己的网络资源。这种互连方式在与外部网络互连时显然是难以接受的。问题的主要根源是网桥只是最大限度地把网络沟通,而不管传送的信息是什么。
1.2 路由器互连网络
——路由器互连与网络的协议有关,我们讨论限于TCP/IP网络的情况。
——路由器工作在OSI模型中的第三层,即网络层。路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址(即IP地址)来区别不同的网络,实现网络的互连和隔离,保持各个网络的独立性。路由器不转发广播消息,而把广播消息限制在各自的网络内部。发送到其他网络的数据茵先被送到路由器,再由路由器转发出去。
——IP路由器只转发IP分组,把其余的部分挡在网内(包括广播),从而保持各个网络具有相对的独立性,这样可以组成具有许多网络(子网)互连的大型的网络。由于是在网络层的互连,路由器可方便地连接不同类型的网络,只要网络层运行的是IP协议,通过路由器就可互连起来。
——网络中的设备用它们的网络地址(TCP/IP网络中为IP地址)互相通信。IP地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址。路由器只根据IP地址来转发数据。IP地址的结构有两部分,一部分定义网络号,另一部分定义网络内的主机号。目前,在Internet网络中采用子网掩码来确定IP地址中网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样也是32bit,并且两者是一一对应的,并规定,子网掩码中数字为“1”所对应的IP地址中的部分为网络号,为“0”所对应的则为主机号。网络号和主机号合起来,才构成一个完整的IP地址。同一个网络中的主机IP地址,其网络号必须是相同的,这个网络称为IP子网。
——通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行,要与其它IP子网的主机进行通信,则必须经过同一网络上的某个路由器或网关(gateway)出去。不同网络号的IP地址不能直接通信,即使它们接在一起,也不能通信。
——路由器有多个端口,用于连接多个IP子网。每个端口的IP地址的网络号要求与所连接的IP子网的网络号相同。不同的端口为不同的网络号,对应不同的IP子网,这样才能使各子网中的主机通过自己子网的IP地址把要求出去的IP分组送到路由器上。
2 路由原理
——当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时,它将直接把IP分组送到网络上,对方就能收到。而要送给不同IP于网上的主机时,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。
——路由器转发IP分组时,只根据IP分组目的IP地址的网络号部分,选择合适的端口,把IP分组送出去。同主机一样,路由器也要判定端口所接的是否是目的子网,如果是,就直接把分组通过端口送到网络上,否则,也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有它的缺省网关,用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样,通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去,不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器,这样一级级地传送,IP分组最终将送到目的地,送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了。
——目前TCP/IP网络,全部是通过路由器互连起来的,Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络(router based network),形成了以路由器为节点的“网间网”。在“网间网”中,路由器不仅负责对IP分组的转发,还要负责与别的路由器进行联络,共同确定“网间网”的路由选择和维护路由表。
——路由动作包括两项基本内容:寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径,由路由选择算法来实现。由于涉及到不同的路由选择协议和路由选择算法,要相对复杂一些。为了判定最佳路径,路由选择算法必须启动并维护包含路由信息的路由表,其中路由信息依赖于所用的路由选择算法而不尽相同。路由选择算法将收集到的不同信息填入路由表中,根据路由表可将目的网络与下一站(nexthop)的关系告诉路由器。路由器间互通信息进行路由更新,更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化,并由路由器根据量度来决定最佳路径。这就是路由选择协议(routing protocol),例如路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先协议(OSPF)和边界网关协议(BGP)等。
——转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。路由器首先在路由表中查找,判明是否知道如何将分组发送到下一个站点(路由器或主机),如果路由器不知道如何发送分组,通常将该分组丢弃;否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点,如果目的网络直接与路由器相连,路由器就把分组直接送到相应的端口上。这就是路由转发协议(routed protocol)。
——路由转发协议和路由选择协议是相互配合又相互独立的概念,前者使用后者维护的路由表,同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。下文中提到的路由协议,除非特别说明,都是指路由选择协议,这也是普遍的习惯。
3 路由协议
——典型的路由选择方式有两种:静态路由和动态路由。
——静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。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。如果路由更新信息表明发生了网络变化,路由选择软件就会重新计算路由,并发出新的路由更新信息。这些信息通过各个网络,引起各路由器重新启动其路由算法,并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。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。
——静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围,因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个分组在路由器中进行寻径时,路由器首先查找静态路由,如果查到则根据相应的静态路由转发分组;否则再查找动
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