路由器基礎知識學習

　　本文向大家講解路由器基礎知識大全，歡迎大家閱讀，一起來了解路由器。

　　路由器綜述

　　路由器是網際網路的主要節點裝置。路由器通過路由決定資料的轉發。轉發策略稱為路由選擇routing，這也是路由器名稱的由來router，轉發者。

　　路由器通常用於節點眾多的大型網路環境，它處於ISO/OSI模型的網路層。與交換機和網橋相比，在實現骨幹網的互聯方面，路由器、特別是高階路由器有著明顯的優勢。路由器高度的智慧化，對各種路由協議、網路協議和網路介面的廣泛支援，還有其獨具的安全性和訪問控制等功能和特點是網橋和交換機等其他互聯裝置所不具備的。路由器的中低端產品可以用於連線骨幹網裝置和小規模端點的接入，高階產品可以用於骨幹網之間的互聯以及骨幹網與網際網路的連線。特別是對於骨幹網的互聯和骨幹網與網際網路的互聯互通，不但技術複雜，涉及通訊協議、路由協議和眾多介面，資訊傳輸速度要求高，而且對網路安全性的要求也比其他場合高得多。因此採用高階路由器作為互聯裝置，有著其他互聯裝置不可比擬的優勢。

　　路由器的作用

　　路由器的一個作用是連通不同的網路，另一個作用是選擇資訊傳送的線路。選擇通暢快捷的近路，能大大提高通訊速度，減輕網路系統通訊負荷，節約網路系統資源，提高網路系統暢通率，從而讓網路系統發揮出更大的效益來。

　　從過濾網路流量的角度來看，路由器的作用與交換機和網橋非常相似。但是與工作在網路物理層，從物理上劃分網段的交換機不同，路由器使用專門的軟體協議從邏輯上對整個網路進行劃分。例如，一臺支援IP協議的路由器可以把網路劃分成多個子網段，只有指向特殊IP地址的網路流量才可以通過路由器。對於每一個接收到的資料包，路由器都會重新計算其校驗值，並寫入新的實體地址。因此，使用路由器轉發和過濾資料的速度往往要比只檢視資料包實體地址的交換機慢。但是，對於那些結構複雜的網路，使用路由器可以提高網路的整體效率。路由器的另外一個明顯優勢就是可以自動過濾網路廣播。從總體上說，在網路中新增路由器的整個安裝過程要比即插即用的交換機複雜很多。

　　路由器的型別及特點

　　網際網路各種級別的網路中隨處都可見到路由器。接入網路使得家庭和小型企業可以連線到某個網際網路服務提供商;企業網中的路由器連線一個校園或企業內成千上萬的計算機;骨幹網上的路由器終端系統通常是不能直接訪問的，它們連線長距離骨幹網上的ISP和企業網路。網際網路的快速發展無論是對骨幹網、企業網還是接入網都帶來了不同的挑戰。骨幹網要求路由器能對少數鏈路進行高速路由轉發。企業級路由器不但要求埠數目多、價格低廉，而且要求配置起來簡單方便，並提供QoS。

　　1.接入路由器

　　接入路由器連線家庭或ISP內的小型企業客戶。接入路由器已經開始不只是提供SLIP或PPP連線，還支援諸如PPTP和IPSec等虛擬私有網路協議。這些協議要能在每個埠上執行。諸如ADSL等技術將很快提高各家庭的可用頻寬，這將進一步增加接入路由器的負擔。由於這些趨勢，接入路由器將來會支援許多異構和高速埠，並在各個埠能夠執行多種協議，同時還要避開電話交換網。

　　2.企業級路由器

　　企業或校園級路由器連線許多終端系統，其主要目標是以儘量便宜的方法實現儘可能多的端點互連，並且進一步要求支援不同的服務質量。許多現有的企業網路都是由Hub或網橋連線起來的乙太網段。儘管這些裝置價格便宜、易於安裝、無需配置，但是它們不支援服務等級。相反，有路由器參與的網路能夠將機器分成多個碰撞域，並因此能夠控制一個網路的大小。此外，路由器還支援一定的服務等級，至少允許分成多個優先級別。但是路由器的每埠造價要貴些，並且在能夠使用之前要進行大量的配置工作。因此，企業路由器的成敗就在於是否提供大量埠且每埠的造價很低，是否容易配置，是否支援QoS。另外還要求企業級路由器有效地支援廣播和組播。企業網路還要處理歷史遺留的各種LAN技術，支援多種協議，包括IP、IPX和Vine。它們還要支援防火牆、包過濾以及大量的管理和安全策略以及VLAN。

　　3.骨幹級路由器

　　骨幹級路由器實現企業級網路的互聯。對它的要求是速度和可靠性，而代價則處於次要地位。硬體可靠性可以採用電話交換網中使用的技術，如熱備份、雙電源、雙資料通路等來獲得。這些技術對所有骨幹路由器而言差不多是標準的。骨幹IP路由器的主要效能瓶頸是在轉發表中查詢某個路由所耗的時間。當收到一個包時，輸入埠在轉發表中查詢該包的目的地址以確定其目的埠，當包越短或者當包要發往許多目的埠時，勢必增加路由查詢的代價。因此，將一些常訪問的目的埠放到快取中能夠提高路由查詢的效率。不管是輸入緩衝還是輸出緩衝路由器，都存在路由查詢的瓶頸問題。除了效能瓶頸問題，路由器的穩定性也是一個常被忽視的問題。

　　4.太位元路由器

　　在未來核心網際網路使用的三種主要技術中，光纖和DWDM都已經是很成熟的並且是現成的。如果沒有與現有的光纖技術和DWDM技術提供的原始頻寬對應的路由器，新的網路基礎設施將無法從根本上得到效能的改善，因此開發高效能的骨幹交換/路由器太位元路由器已經成為一項迫切的要求。太位元路由器技術現在還主要處於開發實驗階段。

　　路由器的體系結構

　　從體系結構上看，路由器可以分為第一代單匯流排單CPU結構路由器、第二代單匯流排主從CPU結構路由器、第三代單匯流排對稱式多CPU結構路由器;第四代多匯流排多CPU結構路由器、第五代共享記憶體式結構路由器、第六代交叉開關體系結構路由器和基於機群系統的路由器等多類。

　　路由器的構成

　　路由器具有四個要素：輸入埠、輸出埠、交換開關和路由處理器。

　　輸入埠是物理鏈路和輸入包的進口處。埠通常由線卡提供，一塊線卡一般支援4、8或16個埠，一個輸入埠具有許多功能。第一個功能是進行資料鏈路層的封裝和解封裝。第二個功能是在轉發表中查詢輸入包目的地址從而決定目的埠稱為路由查詢，路由查詢可以使用一般的硬體來實現，或者通過在每塊線卡上嵌入一個微處理器來完成。第三，為了提供QoS服務質量，埠要對收到的包分成幾個預定義的服務級別。第四，埠可能需要執行諸如SLIP序列線網際協議和PPP點對點協議這樣的資料鏈路級協議或者諸如PPTP點對點隧道協議這樣的網路級協議。一旦路由查詢完成，必須用交換開關將包送到其輸出埠。如果路由器是輸入端加佇列的，則有幾個輸入端共享同一個交換開關。這樣輸入埠的最後一項功能是參加對公共資源如交換開關的仲裁協議。 .