路由器

路由器(Router)是一种多端口的网络设备，它能够连接多个不同网络或网段，并能将不同网络或网段之间的数据信息进行传输，从而构成一个更大的网络，如图2-19所示。 从计算机网络模型角度来看，路由器的行为是发生在OSI的第3层(网络层)。路由器主要用于异种网络互联或多个子网互联。

图2-19 由路由器构成的网络

1. 路由器的主要功能

路由器的主要功能有：可以在网络间截获发送到远程网段的报文，起转发的作用；选择最合理的路由，引导通信；为了便于在网络间传送报文，按照预定的规则把大的数据包分解成适当大小的数据包，到达目的地后再把分解的数据包包装成原有形式；多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段，作为不同通信协议网段通信连接的平台。

路由器像其他网络设备一样，也存在它的优缺点。它的优点主要是适用于大规模的网络，复杂的网络拓扑结构，负载共享和最优路径，能更好地处理多媒体，安全性高，隔离不需要的通信量，节省局域网的带宽，减少主机负担等。它的缺点主要是不支持非路由协议、安装复杂、价格高等。

2. 路由器的工作原理

路由器是用来连接多个逻辑上分开的网络，在这里的网络指的是能够代表一个单独的网络或者一个子网。路由器在路由的过程中，所要做的主要工作是：判断网络地址和选择路径。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。为了进行选择路径的操作，它需要保存各种传输路径的相关数据——路由表(Routing Table)。该路由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。路由表可以由系统管理员固定设置好，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。

路由器分本地路由器和远程路由器。本地路由器用来连接网络传输介质，如光纤、同轴电缆、双绞线；远程路由器是用来连接远程传输介质，并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收机、发射机。

假如用户A需要向用户B发送信息，如图2-20所示。并假定它们的IP地址分别为192.168.0.23和192.168.0.33。

图2-20 分布在不同的网络段的两个用户

用户A向用户B发送信息时，路由器需要执行以下过程：

(1) 用户A将用户B的地址192.168.0.33连同数据信息以数据帧的形式发送给路由器1。

(2) 路由器1收到工作站A的数据帧后，先从报头中取出地址192.168.0.33，并根据路由表计算出发往用户B的最佳路径，并将数据帧发往路由器2。

(3) 路由器2重复路由器1的工作，并将数据帧转发给路由器5。

(4) 路由器5同样取出目的地址，发现192.168.0.33就在该路由器所连接的网段上，于是将该数据帧直接交给用户B。

(5) 用户B收到用户A的数据帧，一个由路由器参加工作的通信过程完成。

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。因此，支持多协议的路由器性能相对较低。用户购买路由器时，需要根据自己的实际情况，选择自己需要的网络协议的路由器。