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路由器的原理与作用

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路由器的原理与作用
路由器是一种典型的网络层设备 。它是两个局域网之间接帧传输数据，在OSI／RM之中被称之为中介系统，完成网络层中继或第三层中继的任务 。路由器负责在两个局域网的网络层间接帧传输数据，转发帧时需要改变帧中的地址 。它在OSI／RM中的位置如图1所示 。
一、原理与作用
路由器（Router）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网 。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器来完成 。因此，路由器具有判定网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源 站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备 。它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件 。路由器分本地路由器和远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，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 。
一般说来，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成 。
路由器的主要工作就是为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 。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的要害所在 。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路径表（Routing Table），供路由选择；时使用 。路径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 。路径表可以是由系统治理员固定设置好的，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 。
1．静态路径表
由系统治理员事先设置好固定的路径表称之为静态（static）路径表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变 。
2．动态路径表
动态（Dynamic）路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表 。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径 。
二、路由器的优缺点
1．优点
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；
节省局域网的频宽；
减少主机负担 。
2．缺点
它不支持非路由协议；
安装复杂；
价格高 。
三、路由器的功能
（1）在网络间截获发送到远地网段的报文，起转发的作用 。
（2）选择最合理的路由，引导通信 。为了实现这一功能，路由器要按照某种路由通信协议，查找路由表，路由表中列出整个互联网络中包含的各个节点，以及节点间的路径情况和与它们相联系的传输费用 。假如到特定的节点有一条以上路径，则基于预先确定的准则选择最优（最经济）的路径 。由于各种网络段和其相互连接情况可能发生变化，因此路由情况的信息需要及时更新，这是由所使用的路由信息协议规定的定时更新或者按变化情况更新来完成 。网络中的每个路由器按照这一规则动态地更新它所保持的路由表，以便保持有效的路由信息 。
（3）路由器在转发报文的过程中，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 。

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