路由器是一種連接多個網絡或網段的網絡設備,它能將不同網絡或網段之間的數據信息進行“翻譯”,以使它們能夠相互“讀”懂對方的數據,從而構成一個更大的網絡。
路由器有兩大典型功能,即數據通道功能和控制功能。數據通道功能包括轉發決定、背板轉發以及輸出鏈路調度等,一般由特定的硬件來完成;控制功能一般用軟件來實現,包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統配置、系統管理等。
多少年來,路由器的發展有起有伏。90年代中期,傳統路由器成為制約因特網發展的瓶頸。ATM交換機取而代之,成為IP骨干網的核心,路由器變成了配角。進入90年代末期,Internet規模進一步擴大,流量每半年翻一番,ATM網又成為瓶頸,路由器東山再起,Gbps路由交換機在1997年面世后,人們又開始以Gbps路由交換機取代ATM交換機,架構以路由器為核心的骨干網。
路由器具有四個要素:輸入端口、輸出端口、交換開關、路由處理器和其他端口。
從體系結構上看,路由器可以分為代單總線單CPU結構路由器、第二代單總線主從CPU結構路由器、第三代單總線對稱式多CPU結構路由器;第四代多總線多CPU結構路由器、第五代共享內存式結構路由器、第六代交叉開關體系結構路由器和基于機群系統的路由器等多類。
另外,在選擇路由器時應注意安全性、控制軟件、網絡擴展能力、網管系統、帶電插拔能力等方面。
工作原理
(一)IP地址
實現網絡中通信節點的彼此連接,需要給每個節點一個的標識,IP網中的標識就是IP地址,他包括一部分定義網絡號以及另一部分定義網絡內的主機號。擁有標識之后,需要路由器接收所連接的網絡或由路由器傳來的數據報,并根據數據報的目的IP地址將報文從正確的接口轉發出去。
(二)控制部分與數據轉發部分
路由器內部包括控制部分和數據轉發部分??刂撇糠值穆酚蓞f議可以有不同的類型。路由器通過路由協議交換網絡的拓撲結構信息,依照拓撲結構動態生成路由表。
在數據轉發部分,轉發引擎從輸入線路接受IP分組之后,分析并修改分組頭,使用轉發表查找下一跳,把數據交換到輸出線路上,向相應方向轉發。轉發表是根據路由表生成的,其表項和路由表項有直接對應關系,更適合實現快速查找。轉發的主要流程包括線路輸入、分組頭分析、數據存儲、分組頭修改和線路輸出。
(三)輸入與輸出端口
輸入端口是物理鏈路的連接點,也是數據的接收點。它完成的功能主要包括數據鏈路層幀的封裝和解封裝。未來提供QoS支持,輸入端口可以根據預先的策略對接收的報文進行分類。
輸出端口主要完成數據的排隊、緩沖管理以及調度輸出,同時也要執行數據的封裝和支持物理層、鏈路層協議。