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互联网中路由器的作用

2013年08月24日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1521字 ⁄ 字号 评论关闭

互联网中路由器的作用

       ------------------------------互联网技术点滴

 

 

随着互联网的高速发展,路由器作为网络设备越来越受到重视。可以说,没有了解路由器,就等于没有了解互联网。从下例我们也可以了解到路由器在互联网中的重要性:

网络在概念上分为三个层次:

 



同在一个网内,如同在网络1或同在网络2内可以使用CSMA/CD等广播方式来互相通信。然而,网络1的主机如何与网络2的主机通信,这就是我们关心的路由技术,这也是网络互联的关键。下面具体介绍其实现原理和方式。

 

第一部分 寻径原理

我们知道,IP层担负屏蔽物理网络细节的任务,它提供独立于物理网络的寻径机制,于是网间网寻径也分为两个层次,即物理网络层的直接寻径和网络层的间接寻径:

l         直接寻径,是物理网络内部的寻径,属于物理网络技术细节的一部分。在广播型的网络中不存在寻径,而在存储转发网络则必须寻径。

l         间接寻径,是在抽象网间网上的寻径。

直接寻径和间接寻径并非互不相干的两种寻径方式,而是同一寻径过程中交互出现的两个过程。

它们之间的关系可表示为:

 


可以说,直接寻径是间接寻径的具体实现,而间接寻径是直接寻径的指导。另外,从图中也可以看出:在OSI七层协议中,间接寻径是网络层的,而直接寻径是链路层的。

下面,还是具体来描述一个处于不同网络间主机的通信:

 


在此通信过程中,数据包的协议地址始终不变,而物理地址在不同子网中有不同的值。这就具体的表示了间接寻径与直接寻径的具体关系。

 

第二部分 路由器的实现方式

理论上的知识我们已经有了初步认识,下面我们具体说明路由器的工作方式:

路由器的IP寻径采用表驱动方式,表中存在如何到达目的地信息,这个表称为路由表。可以说,它是目前支撑互联网间相互通信最关键的技术了。下面表示的就是路由表的结构:

 


这里的信宿地址一般是网络IP地址或子网IP地址,而去信宿路径一般是和路由器物理端口相关的IP地址。这两部分可对应到我们上面讲到的直接寻径和间接寻径上。

路由表有了,当然也会有相应算法

假如目的主机IP地址为IPIP属于In网络或子网。

IP数据包进入路由器,就会根据路由表有如下寻径过程:

 

        从数据报中取出信宿IP地址Id

        计算信宿IP地址In

        if  n  匹配直接连接的网络地址

            then     向目的机直接传送数据报

        else  if  n 出现在寻径表中

            then按寻径表发送数据报

        else  if  寻径表中指定了默认路径

            then 将数据报发往默认网关

        else  宣布寻径出错

 

     这就是路由表选径过程。

然而路由器的路由表从何得来呢?这就需要路由器共同运行某种协议(例如EGPBGPOSPFRIPISIS等)。例如,我国各省AS之间运行的就是BGP,而AS内一般运行的是OSPF。运行这些协议就是为了在路由器上扩散路由,从而让路由器获得相应的路由表,从而完成上面讲的寻径过程。当然这个工作实际上相当复杂,试想世界上有成千上万的路由器在运行,而且还有新的路由器在加入、旧的路由器淘汰或出故障。面对这么多路由器有好的算法当然重要。但我们用哲学的思想,要讲重点论和二分法,我们的重点在于使大家明白路由器的寻径原理和方式。反过来讲过多其它东西反导什么都讲不好。

希望大家从我的这篇文章能真正理解互联网中这个“联”的含义和方法。如果真正懂了这个意思,对了解internet将是一个极大的进步。

 

以上主要是结合本人工作与学习得来,不当之处,还望大家指正。

 

 

 

数据局

落红卫

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