上一篇我們已對(duì)路由器的基礎(chǔ)方面有一個(gè)全面的了解，本篇要繼續(xù)介紹路由器的其它幾個(gè)方面。首先要介紹的是路由器的工作原理，只有在充分理解了路由器工作原理基礎(chǔ)上，才能正確理解路由器的主要作用。

　　一、路由器的工作原理

　　我們知道路由器是用來連接不同網(wǎng)段或網(wǎng)絡(luò)的，在一個(gè)局域網(wǎng)中，如果不需與外界網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的話，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的各工作站都能識(shí)別其它各節(jié)點(diǎn)，完全可以通過交換機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)目的發(fā)送，根本用不上路由器來記憶局域網(wǎng)的各節(jié)點(diǎn)MAC地址。路由器識(shí)別不同網(wǎng)絡(luò)的方法是通過識(shí)別不同網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)進(jìn)行的，所以為了保證路由成功，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)都必須有一個(gè)唯一的網(wǎng)絡(luò)編號(hào)。路由器要識(shí)別另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，首先要識(shí)別的就是對(duì)方網(wǎng)絡(luò)的路由器IP地址的網(wǎng)絡(luò)ID，看是不是與目的節(jié)點(diǎn)地址中的網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)相一致。如果是當(dāng)然就向這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由器發(fā)送了，接收網(wǎng)絡(luò)的路由器在接收到源網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的報(bào)文后，根據(jù)報(bào)文中所包括的目的節(jié)點(diǎn)IP地址中的主機(jī)ID號(hào)來識(shí)別是發(fā)給哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)的，然后再直接發(fā)送。

　　為了更清楚地說明路由器的工作原理，現(xiàn)在我們假設(shè)有這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)。假設(shè)其中一個(gè)網(wǎng)段網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)為"A"，在同一網(wǎng)段中有4臺(tái)終端設(shè)備連接在一起，這個(gè)網(wǎng)段的每個(gè)設(shè)備的IP地址分別假設(shè)為：A1、A2、A3和A4。連接在這個(gè)網(wǎng)段上的一臺(tái)路由器是用來連接其它網(wǎng)段的，路由器連接于A網(wǎng)段的那個(gè)端口IP地址為A5。同樣路由器連接另一網(wǎng)段為B網(wǎng)段，這個(gè)網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)為"B"，那連接在B網(wǎng)段的另幾臺(tái)工作站設(shè)備設(shè)的IP地址我們?cè)O(shè)為：B1、B2、B3、B4，同樣連接與B網(wǎng)段的路由器端口的IP地址我們?cè)O(shè)為B5，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　在這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)存在著兩個(gè)不同的網(wǎng)段，現(xiàn)如果A網(wǎng)段中的A1用戶想發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)給B網(wǎng)段的B2用戶，有了路由器就非常簡(jiǎn)單了。

　　首先A1用戶把所發(fā)送的數(shù)據(jù)及發(fā)送報(bào)文準(zhǔn)備好，以數(shù)據(jù)幀的形式通過集線器或交換機(jī)廣播發(fā)給同一網(wǎng)段的所有節(jié)點(diǎn)（集線器都是采取廣播方式，而交換機(jī)因?yàn)椴荒茏R(shí)別這個(gè)地址，也采取廣播方式），路由器在偵聽到A1發(fā)送的數(shù)據(jù)幀后，分析目的節(jié)點(diǎn)的IP地址信息（路由器在得到數(shù)據(jù)包后總是要先進(jìn)行分析）。得知不是本網(wǎng)段的，就把數(shù)據(jù)幀接收下來，進(jìn)一步根據(jù)其路由表分析得知接收節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)與B5端口的網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)相同，這時(shí)路由器的A5端口就直接把數(shù)據(jù)幀發(fā)給路由器B5端口。B5端口再根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的節(jié)點(diǎn)IP地址信息中的主機(jī)ID號(hào)來確定最終目的節(jié)點(diǎn)為B2，然后再發(fā)送數(shù)據(jù)到節(jié)點(diǎn)B2。這樣一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀的路由轉(zhuǎn)發(fā)過程就完成了，數(shù)據(jù)也正確、順利地到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。

當(dāng)然實(shí)際上像以上這樣的網(wǎng)絡(luò)算是非常簡(jiǎn)單的，路由器的功能還不能從根本上體現(xiàn)出來，一般一個(gè)網(wǎng)絡(luò)都會(huì)同時(shí)連接其它多個(gè)網(wǎng)段或網(wǎng)絡(luò)，就像圖2所示的一樣，A、B、C、D四個(gè)網(wǎng)絡(luò)通過路由器連接在一起。

　　現(xiàn)在我們來看一下在如圖2所示網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下路由器又是如何發(fā)揮其路由、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)作用的。我們同樣需要假設(shè)，各網(wǎng)絡(luò)用戶的IP地址分配就不多講了，圖2已有標(biāo)注?，F(xiàn)假設(shè)網(wǎng)絡(luò)A中一個(gè)用戶A1要向C網(wǎng)絡(luò)中的C3用戶發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，信號(hào)傳遞的步驟如下：

　　第1步：用戶A1將目的用戶C3的地址C3，連同數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)幀的形式通過集線器或交換機(jī)以廣播的形式發(fā)送給同一網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)，當(dāng)路由器A5端口偵聽到這個(gè)地址后，分析得知所發(fā)目的節(jié)點(diǎn)不是本網(wǎng)段的，需要路由轉(zhuǎn)發(fā)，就把數(shù)據(jù)幀接收下來。

　　第2步：路由器A5端口接收到用戶A1的數(shù)據(jù)幀后，先從報(bào)頭中取出目的用戶C3的IP地址，并根據(jù)路由表計(jì)算出發(fā)往用戶C3的最佳路徑。因?yàn)閺姆治龅弥紺3的網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)與路由器的C5網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)相同，所以由路由器的A5端口直接發(fā)向路由器的C5端口應(yīng)是信號(hào)傳遞的最佳途經(jīng)。

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　　第3步：路由器的C5端口再次取出目的用戶C3的IP地址，找出C3的IP地址中的主機(jī)ID號(hào)，如果在網(wǎng)絡(luò)中有交換機(jī)則可先發(fā)給交換機(jī)，由交換機(jī)根據(jù)MAC地址表找出具體的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位置；如果沒有交換機(jī)設(shè)備則根據(jù)其IP地址中的主機(jī)ID直接把數(shù)據(jù)幀發(fā)送給用戶C3，這樣一個(gè)完整的數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)發(fā)過程也完成了。

　　從上面可以看出，不管網(wǎng)絡(luò)有多么復(fù)雜，路由器其實(shí)所作的工作就是這么幾步，所以整個(gè)路由器的工作原理都差不多。當(dāng)然在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中還遠(yuǎn)比上圖2所示的要復(fù)雜許多，實(shí)際的步驟也不會(huì)像上述那么簡(jiǎn)單，但總的過程是這樣的。

二、路由器的分類

　　路由器發(fā)展到今天，為了滿足各種應(yīng)用需求，也出現(xiàn)過各式各樣的路由器。下面我們就簡(jiǎn)單地來對(duì)整個(gè)路由器市場(chǎng)作一個(gè)綜合分類。

　　1. 按性能檔次分

　　任何商品都好像有一個(gè)默認(rèn)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，那就大家通常所說的高、中、低檔。路由器也一樣可分高、中和低檔路由器，不過各廠家劃分并不完全一致。通常將背板交換能力大于40Gbps的路由器稱為高檔路由器，背板交換能力在25Gbps~40Gbps之間的路由器稱為中檔路由器，低于25Gbps的當(dāng)然就是低檔路由器了。當(dāng)然這只是一種宏觀上的劃分標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際上路由器檔次的劃分不僅是背板帶寬為依據(jù)的，是有一個(gè)綜合指標(biāo)的。以市場(chǎng)占有率最大的Cisco公司為例，12000系列為高端路由器，7500以下系列路由器為中低端路由器。圖3的左、中、右圖分別為Cisco的高、中、低三種檔次的路由器產(chǎn)品示意圖。

　　2. 按結(jié)構(gòu)分

　　從結(jié)構(gòu)上分，路由器可分為模塊化結(jié)構(gòu)與非模塊化結(jié)構(gòu)。模塊化結(jié)構(gòu)可以靈活地配置路由器，以適應(yīng)企業(yè)不斷增加的業(yè)務(wù)需求，非模塊化的就只能提供固定的端口。通常中高端路由器為模塊化結(jié)構(gòu)，低端路由器為非模塊化結(jié)構(gòu)。圖4所示的左、右圖分別為非模塊化結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)路由器產(chǎn)品示意圖。

3. 從功能上劃分

　　從功能上劃分，可將路由器分為核心層（骨干級(jí)）路由器，分發(fā)層（企業(yè)級(jí)）路由器和訪問層（接入級(jí)）路由器。

　　·骨干級(jí)路由器：骨干級(jí)路由器是實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)互連的關(guān)鍵設(shè)備，它數(shù)據(jù)吞坦量較大，非常重要。對(duì)骨干級(jí)路由器的基本性能要求是高速度和高可*性。為了獲得高可*性，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)普遍采用諸如熱備份、雙電源、雙數(shù)據(jù)通路等傳統(tǒng)冗余技術(shù)，從而使得骨干路由器的可*性一般不成問題。骨干級(jí)路由器的瓶在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找某個(gè)路由器中，常將一些訪問頻率較高的目的端口放到Cache中，從而達(dá)到提高路由查找效率的目的。

　　·企業(yè)級(jí)路由器：企業(yè)或校園級(jí)路由器連接許多終端系統(tǒng)，連接對(duì)象較多，但系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，且數(shù)據(jù)流量較小，對(duì)這類路由器的要求是以盡量便宜的方法實(shí)現(xiàn)盡可能多的端點(diǎn)互連，同時(shí)還要求能夠支持不同的服務(wù)質(zhì)量。路由器連接的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)因能夠?qū)C(jī)器分成多個(gè)碰撞域，所以可以方便的控制一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的大小。此外，路由器還可以支持一定的服務(wù)等級(jí)，至少允許將網(wǎng)絡(luò)分成多個(gè)優(yōu)先級(jí)別。當(dāng)然，路由器的每端口造價(jià)要貴些，在使用之前要求用戶進(jìn)行大量的配置工作。因此，企業(yè)級(jí)路由器的成敗就在于是否可提供大量端口且每端口造價(jià)很低，是否容易配置，是否支持QoS，是否支持廣播和組播等多項(xiàng)功能。

　　·接入級(jí)路由器：接入級(jí)路由器主要應(yīng)用于連接家庭或ISP內(nèi)的小型企業(yè)客戶群體。 接入路由器在不久的將來不得不支持許多異構(gòu)和高速端口，并能在各個(gè)端口運(yùn)行多種協(xié)議。

　　4. 從應(yīng)用劃分

　　從功能上劃分，路由器可分為通用路由器與專用路由器。一般所說的路由器皆為通用路由器。專用路由器通常為實(shí)現(xiàn)某種特定功能對(duì)路由器接口、硬件等作專門優(yōu)化。例如接入服務(wù)器用作接入撥號(hào)用戶，增強(qiáng)PSTN接口以及信令能力；VPN路由器用于為遠(yuǎn)程VPN訪問用戶提供路由，它需要在隧道處理能力以及硬件加密等方面具備特定的能力；寬帶接入路由器則強(qiáng)調(diào)接口帶寬及種類。

　　5. 按所處網(wǎng)絡(luò)位置劃分

　　如果按路由器所處的網(wǎng)絡(luò)位置劃分，則通常把路由器劃分為"邊界路由器"和"中間節(jié)點(diǎn)路由器"兩類。很明顯"邊界路由器"是處于網(wǎng)絡(luò)邊緣，用于不同網(wǎng)絡(luò)路由器的連接；而"中間節(jié)點(diǎn)路由器"則處于網(wǎng)絡(luò)的中間，通常用于連接不同網(wǎng)絡(luò)，起到一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的橋梁作用。由于各自所處的網(wǎng)絡(luò)位置有所不同，其主要性能也就有相應(yīng)的側(cè)重，如中間節(jié)點(diǎn)路由器因?yàn)橐鎸?duì)各種各樣的網(wǎng)絡(luò)。如何識(shí)別這些網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)呢？*的就是這些中間節(jié)點(diǎn)路由器的MAC地址記憶功能?；谏鲜鲈颍x擇中間節(jié)點(diǎn)路由器時(shí)就需要在MAC地址記憶功能更加注重，也就是要求選擇緩存更大，MAC地址記憶能力較強(qiáng)的路由器。但是邊界路由器由于它可能要同時(shí)接受來自許多不同網(wǎng)絡(luò)路由器發(fā)來的數(shù)據(jù)，所以這就要求這種邊界路由器的背板帶寬要足夠?qū)挘?dāng)然這也要與邊界路由器所處的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境而定。雖然這兩種路由器在性能上各有側(cè)重，但所發(fā)揮的作用卻是一樣的，都是起到網(wǎng)絡(luò)路由、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能。

　　6. 從性能上劃分

　　從性能上分，路由器可分為線速路由器以及非線速路由器。所謂"線速路由器"就是完全可以按傳輸介質(zhì)帶寬進(jìn)行通暢傳輸，基本上沒有間斷和延時(shí)。通常線速路由器是高端路由器，具有非常高的端口帶寬和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力，能以媒體速率轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包；中低端路由器是非線速路由器。但是一些新的寬帶接入路由器也有線速轉(zhuǎn)發(fā)能力。

三、路由器的選購(gòu)

　　路由器因?yàn)樗膬r(jià)格昂貴，且配置復(fù)雜，所以絕大多數(shù)用戶對(duì)路由器的選購(gòu)顯得非常茫然，大多數(shù)系統(tǒng)管理員都對(duì)此也是一無所知。為此我在此就路由器的選購(gòu)方面作一個(gè)簡(jiǎn)單的說明，希望對(duì)那些朋友有所幫助。路由器的選購(gòu)主要從以下幾個(gè)方面加以考慮：

　　1、路由器的管理方式

　　路由器最基本的管理方式是利用終端（如Windows 系統(tǒng)所提供的超級(jí)終端）通過專用配置線連接到路由器的"Console"端口（配置端口）直接進(jìn)行配置。因?yàn)樾沦?gòu)買的由器配置文件是空的，所以用戶購(gòu)買路由器以后一般都是先使用此方式對(duì)路由器進(jìn)行基本的配置（具體方法參照前面的介紹）。但僅僅通過這種配置方法還不能對(duì)路由器進(jìn)行全面的配置，以實(shí)現(xiàn)路由器的管理功能，我們只有在基本的配置完成后再進(jìn)行有針對(duì)性的項(xiàng)目配置（如通信協(xié)議、路由協(xié)議配置等），這樣我們才可以更加全面地實(shí)現(xiàn)路由器的網(wǎng)絡(luò)管理功能。還有一種情況，就是有時(shí)我們可能需要改變路由器的許多設(shè)置，而自己并不在路由器旁邊，無法連接專用配置線，這時(shí)就需要路由器提供遠(yuǎn)程Telnet程序進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問配置，或者M(jìn)ODEM撥號(hào)來進(jìn)行遠(yuǎn)程登錄配置，還可以通過Web的方式來實(shí)現(xiàn)路由器的遠(yuǎn)程配置?，F(xiàn)在一般的路由器都可能具有一種或幾種這種遠(yuǎn)程配置管理方式。

　　2、路由器所支持的路由協(xié)議

　　因?yàn)槁酚善魉B接的網(wǎng)絡(luò)可能存在根本不同類型的網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)所支持的網(wǎng)絡(luò)通信、路由協(xié)議也就有可能不一樣，這時(shí)對(duì)于在網(wǎng)絡(luò)之間起到連接橋梁作用的路由器來說，如果不支持一方的協(xié)議，那就無法實(shí)現(xiàn)它在網(wǎng)絡(luò)之間的路由功能，為此在選購(gòu)路由器時(shí)也就要注意所選路由器所能支持的網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議有哪些，特別是在廣域網(wǎng)中的路由器。因?yàn)閺V域網(wǎng)路由協(xié)議非常多，網(wǎng)絡(luò)也是相當(dāng)復(fù)雜，如目前電信局提供的廣域網(wǎng)線路主要有X.25、幀中繼、DDN等多種。但是作為用于局域網(wǎng)之間的路由器來說相對(duì)就較為簡(jiǎn)單些，因此選購(gòu)的路由器要考慮路由器目前及將來的企業(yè)實(shí)際需求，來決定所選路由器要支持何種協(xié)議。

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　　3、路由器的安全性保障

　　現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)安全也是越來越受到用戶的高度重視了，無論是個(gè)人還是單位用戶，而路由器作為個(gè)、事業(yè)單位內(nèi)部網(wǎng)和外部進(jìn)行連接的設(shè)備，能否提供高要求的安全保障就極其重要了。目前許多廠家的路由器可以設(shè)置訪問權(quán)限列表，達(dá)到控制哪些數(shù)據(jù)才可以進(jìn)出路由器，實(shí)現(xiàn)防火墻的功能，防止非法用戶的入侵。另外一個(gè)就是路由器的NAT（網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換）功能，使用路由器的這種功能，就能夠屏蔽公司內(nèi)部局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址，利用地址轉(zhuǎn)換功統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成電信局提供的廣域網(wǎng)地址，這樣網(wǎng)絡(luò)上的外部用戶就無法了解到公司內(nèi)部網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址，進(jìn)一步防止了非法的用戶入侵穩(wěn)定性。

　　4、丟包率

　　路由器作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備就存在一個(gè)丟包率的概念。丟包率就是在一定的數(shù)據(jù)流量下路由器不能正確進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包在總的數(shù)據(jù)包中所占的比例。丟包率的大小會(huì)影響到路由器線路的實(shí)際工作速度，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)咕€路中斷。小型企業(yè)一般來說網(wǎng)絡(luò)流量不會(huì)很大，所以出現(xiàn)丟包現(xiàn)象的機(jī)會(huì)也很小，在此方面小型企業(yè)不必作太多考慮，而且一般來說路由器在此方面都還是可以接受的。

　　5、背板能力

　　背板能力通常是指路由器背板容量或者總線帶寬能力，這個(gè)性能對(duì)于保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的連接速度是非常重要的。如果所連接的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)速率都較快，而由于路由器的帶寬限制，這將直接影響了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的通信速度。所以一般來說如果是連接兩個(gè)較大的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)流量較大時(shí)應(yīng)格外注意一下路由器的背板容量，但是如果在小型企業(yè)網(wǎng)之間一般來說這個(gè)參數(shù)也是不用特別在意的，因?yàn)橐话銇碚f路由器在這方面都能滿足小型企業(yè)網(wǎng)之間的通信帶寬要求。

　　6、吞吐量

　　路由器的吞吐量是指路由器對(duì)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)能力，如較高檔的路由器可以對(duì)較大的數(shù)據(jù)包進(jìn)行正確快速轉(zhuǎn)發(fā)；而較低檔的路由器則只能轉(zhuǎn)發(fā)小的數(shù)據(jù)包，對(duì)于較大的數(shù)據(jù)包需要拆分成許多小的數(shù)據(jù)包來分開轉(zhuǎn)發(fā)，這種路由器的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力就差了，其實(shí)這與上面所講的背板容量是有非常緊密的關(guān)系的。

　　7、轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延

　　指需轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)包最后一比特進(jìn)入路由器端口到該數(shù)據(jù)包第一比特出現(xiàn)在端口鏈路上的時(shí)間間隔，這與上面的背板容量、吞吐量參數(shù)也是緊密相關(guān)的。

　　8、路由表容量

　　路由表容量是指路由器運(yùn)行中可以容納的路由數(shù)量。一般來說越是高檔的路由器路由表容量越大，因?yàn)樗赡芤鎸?duì)非常龐大的網(wǎng)絡(luò)。這一參數(shù)是受路由器自身所帶的緩存大小有關(guān)，一般的路由器也不需太注重這一參數(shù)，因?yàn)橐话銇碚f都能滿足網(wǎng)絡(luò)需求。

　　9、可*性

　　可*性是指路由器的可用性、無故障工作時(shí)間和故障恢復(fù)時(shí)間等指標(biāo)，當(dāng)然這一指標(biāo)只能憑開發(fā)商自己吹了，新買的路由器暫時(shí)無法驗(yàn)證。不過這可以從選購(gòu)信譽(yù)較好、技術(shù)先進(jìn)的品牌作保障。

　　下一篇將介紹路由器的主要技術(shù)

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