本文為大家介紹網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備-路由器的工作原理和作用(路由器基本構(gòu)成)，下面和小編一起看看詳細(xì)內(nèi)容吧。
[網(wǎng)絡(luò)層] 路由器的組成
一、概念
路由是通過(guò)互連網(wǎng)絡(luò)將信息從源移動(dòng)到目的地的活動(dòng)
區(qū)別：路由和交換之間的主要區(qū)別是什么？
交換發(fā)生在osi 參考模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。這種差異決定了路由和交換在移動(dòng)信息的過(guò)程中需要使用不同的控制信息，因此兩者以不同的方式實(shí)現(xiàn)各自的功能。
二、路由器的作用
1）連接不同的網(wǎng)絡(luò)
2）選擇信息傳遞的路徑
3）流量控制
三、路由表
1）靜態(tài)路徑表
系統(tǒng)管理員預(yù)先設(shè)置的固定路徑表稱(chēng)為靜態(tài)（static）路徑表，一般是在安裝系統(tǒng)時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置預(yù)先設(shè)置的，不會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。未來(lái)。
2）動(dòng)態(tài)路徑表
動(dòng)態(tài)（dynamic）路由表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況自動(dòng)調(diào)整的路由表。路由器根據(jù)路由協(xié)議（routing protocol）提供的功能，自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，并在需要時(shí)自動(dòng)計(jì)算出數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?
四、路由器的種類(lèi)
1）接入路由器
在isp 內(nèi)連接家庭或小型企業(yè)客戶(hù)。接入路由器不僅開(kāi)始提供slip或ppp連接，而且還支持pptp和ipsec等虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。這些協(xié)議需要能夠在每個(gè)端口上運(yùn)行。 adsl 等技術(shù)將很快增加家庭可用的寬帶，這將進(jìn)一步加重接入路由器的負(fù)擔(dān)。由于這些趨勢(shì)，未來(lái)接入路由器將支持許多異構(gòu)和高速端口，并能夠在每個(gè)端口上運(yùn)行多種協(xié)議，同時(shí)避開(kāi)電話(huà)交換網(wǎng)絡(luò)。
2）企業(yè)級(jí)路由
主要目標(biāo)是盡可能便宜地互連盡可能多的端點(diǎn)，并且進(jìn)一步要求支持不同質(zhì)量的服務(wù)。許多現(xiàn)有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)都是通過(guò)集線(xiàn)器或網(wǎng)橋連接的以太網(wǎng)段。盡管這些設(shè)備價(jià)格低廉、易于安裝且無(wú)需配置，但它們不支持服務(wù)等級(jí)。相比之下，具有路由器的網(wǎng)絡(luò)可以將機(jī)器劃分為多個(gè)沖突域，從而控制網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。
3）骨干級(jí)路由器
實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。它的要求是速度和可靠性，價(jià)格是次要的。硬件可靠性可以通過(guò)使用電話(huà)交換網(wǎng)絡(luò)中使用的技術(shù)來(lái)獲得，例如熱備份、雙電源和雙數(shù)據(jù)路徑。
骨干ip 路由器的主要性能瓶頸是在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找路由所需的時(shí)間。當(dāng)接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，輸入端口在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找數(shù)據(jù)包的目的地址以確定其目的端口。當(dāng)數(shù)據(jù)包較短或發(fā)送到多個(gè)目的端口時(shí)，路由搜索的成本將不可避免地增加。因此，將一些經(jīng)常訪(fǎng)問(wèn)的目的端口放入緩存中，可以提高路由查找的效率。無(wú)論是輸入緩沖區(qū)還是輸出緩沖區(qū)路由器，都存在路由查找的瓶頸問(wèn)題。除了性能瓶頸，路由器的穩(wěn)定性也是一個(gè)經(jīng)常被忽視的問(wèn)題。
4)太比特路由器
在未來(lái)核心互聯(lián)網(wǎng)使用的三大技術(shù)中，光纖和dwdm已經(jīng)非常成熟和現(xiàn)成。如果沒(méi)有現(xiàn)有的光纖技術(shù)和dwdm技術(shù)提供的原有帶寬對(duì)應(yīng)的路由器，新的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施將無(wú)法從根本上提高性能，因此開(kāi)發(fā)高性能的骨干交換機(jī)/路由器（太比特路由器）已成為迫切要求。 terabit 路由器技術(shù)主要還處于發(fā)展的實(shí)驗(yàn)階段。
5）多wan路由器
五、路由器的體系結(jié)構(gòu)和組成
1）架構(gòu)師
第一代單總線(xiàn)單cpu結(jié)構(gòu)路由器，
第二代單總線(xiàn)主從cpu結(jié)構(gòu)路由器，
第三代單總線(xiàn)對(duì)稱(chēng)多cpu路由器；
第四代多總線(xiàn)多cpu結(jié)構(gòu)路由器，
第五代共享內(nèi)存路由器，
第六代交叉開(kāi)關(guān)架構(gòu)路由器
基于集群系統(tǒng)的路由器有很多種。
2）路由器的組成
路由器有四個(gè)元素：輸入端口、輸出端口、交換機(jī)和路由處理器。
整個(gè)路由器結(jié)構(gòu)分為兩部分：路由部分（核心是路由處理器）和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)部分（輸入、輸出和交換）
路由表：僅包含從目的網(wǎng)絡(luò)到下一跳的映射，始終由軟件實(shí)現(xiàn)。
轉(zhuǎn)發(fā)表：從路由表中獲得，轉(zhuǎn)發(fā)表的每一行必須包含到輸出端口要到達(dá)的目的網(wǎng)絡(luò)和一些mac地址信息。
輸入結(jié)構(gòu)：物理層-鏈路層-在網(wǎng)絡(luò)層緩存，使不能轉(zhuǎn)發(fā)的ip數(shù)據(jù)報(bào)暫時(shí)存放在緩存中。
輸出結(jié)構(gòu)：緩存在網(wǎng)絡(luò)層-鏈路層-物理層。
六、低端和高端路由的區(qū)別
比如cisco和tp-link路由器。
1）處理器的工作頻率和內(nèi)存容量在很大程度上決定了路由器的性能。
2）處理器的主頻只是處理器的一個(gè)性能指標(biāo)。它的總線(xiàn)寬度（16位或32位）、cache容量和結(jié)構(gòu)、內(nèi)部總線(xiàn)結(jié)構(gòu)、單cpu或多cpu分布式處理、運(yùn)行方式等指標(biāo)都會(huì)影響處理器的性能。幾乎所有的路由器都使用通信專(zhuān)業(yè)的risc cpu，所以“使用通信專(zhuān)業(yè)的risc cpu”等于沒(méi)說(shuō)。關(guān)鍵要看cpu用的是什么核心，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是怎樣的。內(nèi)存也是如此。內(nèi)存的大小并不能決定一切。如果負(fù)載不重，使用4m內(nèi)存和8m內(nèi)存效果可能相差不大。因此，根據(jù)內(nèi)存的大小來(lái)判斷路由器的性能是不科學(xué)的。 （當(dāng)然，內(nèi)存容量大還是有好處的）。
3）決定路由級(jí)別的指標(biāo)：負(fù)載能力，通俗點(diǎn)說(shuō)也叫機(jī)器數(shù)。比如網(wǎng)吧里大家忙著上網(wǎng)聊天打游戲，幾乎所有的數(shù)據(jù)都要經(jīng)過(guò)路由器的wan口，負(fù)載很重；但如果是企業(yè)網(wǎng)，大部分人都忙于設(shè)計(jì)、寫(xiě)報(bào)告、制定計(jì)劃，只有一小部分人同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)都在企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部流動(dòng)，所以路由器負(fù)載很輕，可以同時(shí)加載更多客戶(hù)端。
4）吞吐量是指路由器每秒可以處理的數(shù)據(jù)量。此參數(shù)指的是lan-to
-wan的吞吐量，其測(cè)量結(jié)果應(yīng)是在nat開(kāi)啟，防火墻關(guān)閉的情況下，分別用 smartbits和chariot兩種測(cè)試方式分別進(jìn)行。
總結(jié)如下：
1.性能不同，性能強(qiáng)勁的路由器內(nèi)置強(qiáng)悍的處理器和大容量?jī)?nèi)存，因此成本比較高。
2.應(yīng)用不同，性能強(qiáng)勁的路由器可以用于更多負(fù)載的網(wǎng)絡(luò)，而低端路由器吃不消。
3.功能不同，雖然基本功能一樣，但是一些路由器還內(nèi)置了其他比較實(shí)用的功能，像專(zhuān)業(yè)防火墻功能、vpn這些，因此技術(shù)要求較高，價(jià)格自然也會(huì)跟著提高。
七，路由器和交換機(jī)的區(qū)別
1.回路：根據(jù)交換機(jī)地址學(xué)習(xí)和站表建立算法，交換機(jī)之間不允許存在回路。一旦存在回路，必須啟動(dòng)生成樹(shù)算法，阻塞掉產(chǎn)生回路的端口。而路由器的路由協(xié)議沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，路由器之間可以有多條通路來(lái)平衡負(fù)載，提高可靠性。
好了，網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備-路由器的工作原理和作用(路由器基本構(gòu)成)的介紹到這里就結(jié)束了，想知道更多相關(guān)資料可以收藏我們的網(wǎng)站。