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路由器原理( 二 )

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網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備用它們的網(wǎng)絡(luò)地址（TCP／IP網(wǎng)絡(luò)中為IP地址）互相通信 。IP地址是與硬件地址無關(guān)的“邏輯”地址 。路由器只根據(jù)IP地址來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù) 。IP地址的結(jié)構(gòu)有兩部分，一部分定義網(wǎng)絡(luò)號，另一部分定義網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機號 。目前，在Internet網(wǎng)絡(luò)中采用子網(wǎng)掩碼來確定IP地址中網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址 。子網(wǎng)掩碼與IP地址一樣也是32bit，并且兩者是一一對應(yīng)的，并規(guī)定，子網(wǎng)掩碼中數(shù)字為“1”所對應(yīng)的IP地址中的部分為網(wǎng)絡(luò)號，為“0”所對應(yīng)的則為主機號 。網(wǎng)絡(luò)號和主機號合起來，才構(gòu)成一個完整的IP地址 。同一個網(wǎng)絡(luò)中的主機IP地址，其網(wǎng)絡(luò)號必須是相同的，這個網(wǎng)絡(luò)稱為IP子網(wǎng) 。
通信只能在具有相同網(wǎng)絡(luò)號的IP地址之間進行，要與其它IP子網(wǎng)的主機進行通信，則必須經(jīng)過同一網(wǎng)絡(luò)上的某個路由器或網(wǎng)關(guān)（gateway）出去 。不同網(wǎng)絡(luò)號的IP地址不能直接通信，即使它們接在一起，也不能通信 。
路由器有多個端口，用于連接多個IP子網(wǎng) 。每個端口的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號要求與所連接的IP子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號相同 。不同的端口為不同的網(wǎng)絡(luò)號，對應(yīng)不同的IP子網(wǎng)，這樣才能使各子網(wǎng)中的主機通過自己子網(wǎng)的IP地址把要求出去的IP分組送到路由器上 。
2.路由原理
當IP子網(wǎng)中的一臺主機發(fā)送IP分組給同一IP子網(wǎng)的另一臺主機時，它將直接把IP分組送到網(wǎng)絡(luò)上，對方就能收到 。而要送給不同IP于網(wǎng)上的主機時，它要選擇一個能到達目的子網(wǎng)上的路由器，把IP分組送給該路由器，由路由器負責把IP分組送到目的地 。假如沒有找到這樣的路由器，主機就把IP分組送給一個稱為“缺省網(wǎng)關(guān)（default gateway）”的路由器上 。“缺省網(wǎng)關(guān)”是每臺主機上的一個配置參數(shù)，它是接在同一個網(wǎng)絡(luò)上的某個路由器端口的IP地址 。
路由器轉(zhuǎn)發(fā)IP分組時，只根據(jù)IP分組目的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號部分，選擇合適的端口，把IP分組送出去 。同主機一樣，路由器也要判定端口所接的是否是目的子網(wǎng)，假如是，就直接把分組通過端口送到網(wǎng)絡(luò)上，否則，也要選擇下一個路由器來傳送分組 。路由器也有它的缺省網(wǎng)關(guān)，用來傳送不知道往哪兒送的IP分組 。這樣，通過路由器把知道如何傳送的IP分組正確轉(zhuǎn)發(fā)出去，不知道的IP分組送給“缺省網(wǎng)關(guān)”路由器，這樣一級級地傳送，IP分組最終將送到目的地，送不到目的地的IP分組則被網(wǎng)絡(luò)丟棄了 。
目前TCP／IP網(wǎng)絡(luò)，全部是通過路由器互連起來的，Internet就是成千上萬個IP子網(wǎng)通過路由器互連起來的國際性網(wǎng)絡(luò) 。這種網(wǎng)絡(luò)稱為以路由器為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)（router based network），形成了以路由器為節(jié)點的“網(wǎng)間網(wǎng)” 。在“網(wǎng)間網(wǎng)”中，路由器不僅負責對IP分組的轉(zhuǎn)發(fā)，還要負責與別的路由器進行聯(lián)絡(luò)，共同確定“網(wǎng)間網(wǎng)”的路由選擇和維護路由表 。
路由動作包括兩項基本內(nèi)容：尋徑和轉(zhuǎn)發(fā) 。尋徑即判定到達目的地的最佳路徑，由路由選擇算法來實現(xiàn) 。由于涉及到不同的路由選擇協(xié)議和路由選擇算法，要相對復(fù)雜一些 。為了判定最佳路徑，路由選擇算法必須啟動并維護包含路由信息的路由表，其中路由信息依靠于所用的路由選擇算法而不盡相同 。路由選擇算法將收集到的不同信息填入路由表中，根據(jù)路由表可將目的網(wǎng)絡(luò)與下一站（nexthop）的關(guān)系告訴路由器 。路由器間互通信息進行路由更新，更新維護路由表使之正確反映網(wǎng)絡(luò)的拓撲變化，并由路由器根據(jù)量度來決定最佳路徑 。這就是路由選擇協(xié)議（routing protocol），例如路由信息協(xié)議（RIP）、開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF）和邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP）等 。
轉(zhuǎn)發(fā)即沿尋徑好的最佳路徑傳送信息分組 。路由器首先在路由表中查找，判明是否知道如何將分組發(fā)送到下一個站點（路由器或主機），假如路由器不知道如何發(fā)送分組，通常將該分組丟棄；否則就根據(jù)路由表的相應(yīng)表項將分組發(fā)送到下一個站點，假如目的網(wǎng)絡(luò)直接與路由器相連，路由器就把分組直接送到相應(yīng)的端口上 。這就是路由轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議（routed protocol） 。

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