路由器(Router),是連接因特網(wǎng)中各局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設備,它會根據(jù)信道的情況自動選擇和設定路由,以最佳路徑,按前后順序發(fā)送信號。 路由器是互聯(lián)網(wǎng)絡的樞紐,"交通警察"。目前路由器已經(jīng)廣泛應用于各行各業(yè),各種不同檔次的產(chǎn)品已成為實現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務的主力軍。路由和交換機之間的主要區(qū)別就是交換機發(fā)生在OSI參考模型第二層(數(shù)據(jù)鏈路層),而路由發(fā)生在第三層,即網(wǎng)絡層。這一區(qū)別決定了路由和交換機在移動信息的過程中需使用不同的控制信息,所以說兩者實現(xiàn)各自功能的方式是不同的。
路由器(Router)又稱網(wǎng)關設備(Gateway)是用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡,所謂邏輯網(wǎng)絡是代表一個單獨的網(wǎng)絡或者一個子網(wǎng)。當數(shù)據(jù)從一個子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€子網(wǎng)時,可通過路由器的路由功能來完成。因此,路由器具有判斷網(wǎng)絡地址和選擇IP路徑的功能,它能在多網(wǎng)絡互聯(lián)環(huán)境中,建立靈活的連接,可用完全不同的數(shù)據(jù)分組和介質訪問方法連接各種子網(wǎng),路由器只接受源站或其他路由器的信息,屬網(wǎng)絡層的一種互聯(lián)設備。
原理
傳輸介質
路由器分本地路由器和遠程路由器,本地路由器是用來連接網(wǎng)絡傳輸介質的,如光纖、同軸電纜、雙絞線;遠程路由器是用來連接遠程傳輸介質,并要求相應的設備,如電話線要配調制解調器,無線要通過無線接收機、發(fā)射機。
路由器是互聯(lián)網(wǎng)的主要結點設備。路由器通過路由決定數(shù)據(jù)的轉發(fā)。轉發(fā)策略稱為路由選擇(routing),這也是路由器名稱的由來(router,轉發(fā)者)。作為不同網(wǎng)絡之間互相連接的樞紐,路由器系統(tǒng)構成了基于TCP/IP 的國際互聯(lián)網(wǎng)絡Internet 的主體脈絡,也可以說,路由器構成了Internet的骨架。它的處理速度是網(wǎng)絡通信的主要瓶頸之一,它的可靠性則直接影響著網(wǎng)絡互連的質量。因此,在園區(qū)網(wǎng)、地區(qū)網(wǎng)、乃至整個Internet研究領域中,路由器技術始終處于核心地位,其發(fā)展歷程和方向,成為整個Internet研究的一個縮影。在當前我國網(wǎng)絡基礎建設和信息建設方興未艾之際,探討路由器在互連網(wǎng)絡中的作用、地位及其發(fā)展方向,對于國內(nèi)的網(wǎng)絡技術研究、網(wǎng)絡建設,以及明確網(wǎng)絡市場上對于路由器和網(wǎng)絡互連的各種似是而非的概念,都有重要的意義。
出現(xiàn)了交換路由器產(chǎn)品,從本質上來說它不是什么新技術,而是為了提高通信能力,把交換機的原理組合到路由器中,使數(shù)據(jù)傳輸能力更快、更好。
結構
電源接口(POWER):接口連接電源。usb
復位鍵(RESET):此按鍵可以還原路由器的出廠設置。
貓(MODEM)或者是交換機與路由器連接口(WAN):此接口用一條網(wǎng)線與家用寬帶調制解調器(或者與交換機)進行連接。
電腦與路由器連接口(LAN1~4):此接口用一條網(wǎng)線把電腦與路由器進行連接。
需注意的是:WAN口與LAN口一定不能接反。
家用無線路由器和有線路由器的IP地址根據(jù)品牌不同,主要有192.168.1.1和192.168.0.1兩種。
IP地址與登錄名稱與密碼一般標注在路由器的底部。
登錄 無線路由器網(wǎng) 有的出廠默認登錄賬戶:admin登錄密碼:admin
有的無線路由器的出廠默認登錄賬戶是:admin 登錄密碼是空的。
啟動過程
路由器里也有軟件在運行,典型的例如H3C公司的Comware和思科公司的IOS,可以等同的認為它就是路由器的操作系統(tǒng),像PC上使用的Windows系統(tǒng)一樣。路由器的操作系統(tǒng)完成路由表的生成和維護。
同樣的,作為路由器來講,也有一個類似于我們PC系統(tǒng)中BIOS一樣作用的部分,叫做MiniIOS。MiniIOS可以使我們在路由器的FLASH中不存在IOS時,先引導起來,進入恢復模式,來使用TFTP或X-MODEM等方式去給FLASH中導入IOS文件。所以,路由器的啟動過程應該是這樣的:
1、路由器在加電后首先會進行POST。Power On Self Test (上電自檢,對硬件進行檢測的過程)。
2、POST完成后,首先讀取ROM里的BootStrap程序進行初步引導。
3、初步引導完成后,嘗試定位并讀取完整的IOS鏡像文件。在這里,路由器將會首先在FLASH中查找IOS文件,如果找到了IOS文件的話,那么讀取IOS文件,引導路由器。
4、如果在FLASH中沒有找到IOS文件的話,那么路由器將會進入BOOT模式,在BOOT模式下可以使用TFTP上的IOS文件。或者使用TFTP/X-MODEM來給路由器的FLASH中傳一個IOS文件(一般我們把這個過程叫做灌IOS)。傳輸完畢后重新啟動路由器,路由器就可以正常啟動到CLI模式。
5、當路由器初始化完成IOS文件后,就會開始在NVRAM中查找STARTUP-CONFIG文件,STARTUP-CONFIG叫做啟動配置文件。該文件里保存了我們對路由器所做的所有的配置和修改。當路由器找到了這個文件后,路由器就會加載該文件里的所有配置,并且根據(jù)配置來學習、生成、維護路由表,并將所有的配置加載到RAM(路由器的內(nèi)存)里后,進入用戶模式,最終完成啟動過程。
6、如果在NVRAM里沒有STARTUP-CONFIG文件,則路由器會進入詢問配置模式,也就是俗稱的問答配置模式,在該模式下所有關于路由器的配置都可以以問答的形式進行配置。不過一般情況下我們基本上是不用這樣的模式的。我們一般都會進入CLI [1] (Comman Line Interface)命令行模式后對路由器進行配置。
工作原理示例
(1)工作站A將工作站B的地址12.0.0.5連同數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)包的形式發(fā)送給路由器1。
(2)路由器1收到工作站A的數(shù)據(jù)包后,先從包頭中取出地址12.0.0.5,并根據(jù)路徑表計算出發(fā)往工作站B的最佳路徑:R1->R2->R5->B;并將數(shù)據(jù)包發(fā)往路由器2。
(3)路由器2重復路由器1的工作,并將數(shù)據(jù)包轉發(fā)給路由器5。
(4)路由器5同樣取出目的地址,發(fā)現(xiàn)12.0.0.5就在該路由器所連接的網(wǎng)段上,于是將該數(shù)據(jù)包直接交給工作站B。
(5)工作站B收到工作站A的數(shù)據(jù)包,一次通信過程宣告結束。
作用功能
連通不同的網(wǎng)絡
從過濾網(wǎng)絡流量的角度來看,路由器的作用與交換機和網(wǎng)橋非常相似。但是與工作在網(wǎng)絡物理層,從物理上劃分網(wǎng)段的交換機不同,路由器使用專門的軟件協(xié)議從邏輯上對整個網(wǎng)絡進行劃分。例如,一臺支持IP協(xié)議的路由器可以把網(wǎng)絡劃分成多個子網(wǎng)段,只有指向特殊IP地址的網(wǎng)絡流量才可以通過路由器。對于每一個接收到的數(shù)據(jù)包,路由器都會重新計算其校驗值,并寫入新的物理地址。因此,使用路由器轉發(fā)和過濾數(shù)據(jù)的速度往往要比只查看數(shù)據(jù)包物理地址的交換機慢。但是,對于那些結構復雜的網(wǎng)絡,使用路由器可以提高網(wǎng)絡的整體效率。路由器的另外一個明顯優(yōu)勢就是可以自動過濾網(wǎng)絡廣播。總體上說,在網(wǎng)絡中添加路由器的整個安裝過程要比即插即用的交換機復雜很多。
信息傳輸
有的路由器僅支持單一協(xié)議,但大部分路由器可以支持多種協(xié)議的傳輸,即多協(xié)議路由器。由于每一種協(xié)議都有自己的規(guī)則,要在一個路由器中完成多種協(xié)議的算法,勢必會降低路由器的性能。路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑,并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點。由此可見,選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關鍵所在。為了完成這項工作,在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數(shù)據(jù)--路徑表(Routing Table),供路由選擇時使用。路徑表中保存著子網(wǎng)的標志信息、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內(nèi)容。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設置好的。
靜態(tài)路由表:由系統(tǒng)管理員事先設置好固定的路徑表稱之為靜態(tài)(static)路徑表。
動態(tài)路由表:動態(tài)(Dynamic)路徑表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行情況而自動調整的路徑表。
路由器是一種多端口設備,它可以連接不同傳輸速率并運行于各種環(huán)境的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng),也可以采用不同的協(xié)議。路由器屬于O S I
模型的第三層--網(wǎng)絡層。指導從一個網(wǎng)段到另一個網(wǎng)段的數(shù)據(jù)傳輸,也能指導從一種網(wǎng)絡向另一種網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸。
第一,網(wǎng)絡互連:路由器支持各種局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)接口,主要用于互連局域網(wǎng)和廣域網(wǎng),實現(xiàn)不同網(wǎng)絡互相通信;
第二,數(shù)據(jù)處理:提供包括分組過濾、分組轉發(fā)、優(yōu)先級、復用、加密、壓縮和防火墻等功能;
第三,網(wǎng)絡管理:路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容錯管理和流量控制等功能。
所謂“路由”,是指把數(shù)據(jù)從一個地方傳送到另一個地方的行為和動作,而路由器,正是執(zhí)行這種行為動作的機器,它的英文名稱為Router,是一種連接多個網(wǎng)絡或網(wǎng)段的網(wǎng)絡設備,它能將不同網(wǎng)絡或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進行“翻譯”,以使它們能夠相互“讀懂”對方的數(shù)據(jù),從而構成一個更大的網(wǎng)絡。
為了完成“路由”的工作,在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數(shù)據(jù)--路由表(Routing Table),供路由選擇時使用。路由表中保存著子網(wǎng)的標志信息、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內(nèi)容。路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設置好的,也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改,可以由路由器自動調整,也可以由主機控制。在路由器中涉及到兩個有關地址的名字概念,那就是:靜態(tài)路由表和動態(tài)路由表。由系統(tǒng)管理員事先設置好固定的路由表稱之為靜態(tài)(static)路由表,一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡的配置情況預先設定的,它不會隨未來網(wǎng)絡結構的改變而改變。動態(tài)(Dynamic)路由表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行情況而自動調整的路由表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議(Routing Protocol)提供的功能,自動學習和記憶網(wǎng)絡運行情況,在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?/p>