路由的工作以及協(xié)議

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1、路由工作原理及路由協(xié)議本文通過闡述TCP／IP網(wǎng)絡中路由器的基本工作原理，介紹了IP路由器的幾大功能，給出了靜態(tài)路由協(xié)議和動態(tài)路由協(xié)議，以及內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議和外部網(wǎng)關協(xié)議的概念，同時簡要介紹了目前最常見的RIP、OSPF、BGP和BGP-4這幾種路由協(xié)議，然后描述了路由算法的設計目標和種類，著重介紹了鏈路狀態(tài)法和距離向量法。在文章的最后，扼要講述了新一代路由器的特征。近十年來，隨著計算機網(wǎng)絡規(guī)模的不斷擴大，大型互聯(lián)網(wǎng)絡（如Internet）的迅猛發(fā)展，路由技術在網(wǎng)絡技術中已逐漸成為關鍵部分，路由器也隨之成為最重要的網(wǎng)絡設備。用戶的需求推動著路

2、由技術的發(fā)展和路由器的普及，人們已經(jīng)不滿足于僅在本地網(wǎng)絡上共享信息，而希望最大限度地利用全球各個地區(qū)、各種類型的網(wǎng)絡資源。而在目前的情況下，任何一個有一定規(guī)模的計算機網(wǎng)絡（如企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)、智能大廈等），無論采用的是快速以大網(wǎng)技術、FDDI技術，還是ATM技術，都離不開路由器，否則就無法正常運作和管理。1.網(wǎng)絡互連把自己的網(wǎng)絡同其它的網(wǎng)絡互連起來，從網(wǎng)絡中獲取更多的信息和向網(wǎng)絡發(fā)布自己的消息，是網(wǎng)絡互連的最主要的動力。網(wǎng)絡的互連有多種方式，其中使用最多的是網(wǎng)橋互連和路由器互連。1.1網(wǎng)橋互連的網(wǎng)絡網(wǎng)橋工作在OSI模型中的第二層，即鏈路層。

3、完成數(shù)據(jù)幀（frame）的轉(zhuǎn)發(fā)，主要目的是在連接的網(wǎng)絡間提供透明的通信。網(wǎng)橋的轉(zhuǎn)發(fā)是依據(jù)數(shù)據(jù)幀中的源地址和目的地址來判斷一個幀是否應轉(zhuǎn)發(fā)和轉(zhuǎn)發(fā)到哪個端口。幀中的地址稱為“MAC”地址或“硬件”地址，一般就是網(wǎng)卡所帶的地址。網(wǎng)橋的作用是把兩個或多個網(wǎng)絡互連起來，提供透明的通信。網(wǎng)絡上的設備看不到網(wǎng)橋的存在，設備之間的通信就如同在一個網(wǎng)上一樣方便。由于網(wǎng)橋是在數(shù)據(jù)幀上進行轉(zhuǎn)發(fā)的，因此只能連接相同或相似的網(wǎng)絡（相同或相似結構的數(shù)據(jù)幀），如以太網(wǎng)之間、以太網(wǎng)與令牌環(huán)（tokenring）之間的互連，對于不同類型的網(wǎng)絡（數(shù)據(jù)幀結構不同），如以太網(wǎng)與

4、X.25之間，網(wǎng)橋就無能為力了。網(wǎng)橋擴大了網(wǎng)絡的規(guī)模，提高了網(wǎng)絡的性能，給網(wǎng)絡應用帶來了方便，在以前的網(wǎng)絡中，網(wǎng)橋的應用較為廣泛。但網(wǎng)橋互連也帶來了不少問題：一個是廣播風暴，網(wǎng)橋不阻擋網(wǎng)絡中廣播消息，當網(wǎng)絡的規(guī)模較大時（幾個網(wǎng)橋，多個以太網(wǎng)段），有可能引起廣播風暴（broadcastingstorm），導致整個網(wǎng)絡全被廣播信息充滿，直至完全癱瘓。第二個問題是，當與外部網(wǎng)絡互連時，網(wǎng)橋會把內(nèi)部和外部網(wǎng)絡合二為一，成為一個網(wǎng)，雙方都自動向?qū)Ψ酵耆_放自己的網(wǎng)絡資源。這種互連方式在與外部網(wǎng)絡互連時顯然是難以接受的。問題的主要根源是網(wǎng)橋只是最大限

5、度地把網(wǎng)絡溝通，而不管傳送的信息是什么。1.2路由器互連網(wǎng)絡路由器互連與網(wǎng)絡的協(xié)議有關，我們討論限于TCP／IP網(wǎng)絡的情況。路由器工作在OSI模型中的第三層，即網(wǎng)絡層。路由器利用網(wǎng)絡層定義的“邏輯”上的網(wǎng)絡地址（即IP地址）來區(qū)別不同的網(wǎng)絡，實現(xiàn)網(wǎng)絡的互連和隔離，保持各個網(wǎng)絡的獨立性。路由器不轉(zhuǎn)發(fā)廣播消息，而把廣播消息限制在各自的網(wǎng)絡內(nèi)部。發(fā)送到其他網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)茵先被送到路由器，再由路由器轉(zhuǎn)發(fā)出去。IP路由器只轉(zhuǎn)發(fā)IP分組，把其余的部分擋在網(wǎng)內(nèi)（包括廣播），從而保持各個網(wǎng)絡具有相對的獨立性，這樣可以組成具有許多網(wǎng)絡（子網(wǎng)）互連的大型的網(wǎng)絡。

6、由于是在網(wǎng)絡層的互連，路由器可方便地連接不同類型的網(wǎng)絡，只要網(wǎng)絡層運行的是IP協(xié)議，通過路由器就可互連起來。網(wǎng)絡中的設備用它們的網(wǎng)絡地址（TCP／IP網(wǎng)絡中為IP地址）互相通信。IP地址是與硬件地址無關的“邏輯”地址。路由器只根據(jù)IP地址來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。IP地址的結構有兩部分，一部分定義網(wǎng)絡號，另一部分定義網(wǎng)絡內(nèi)的主機號。目前，在Internet網(wǎng)絡中采用子網(wǎng)掩碼來確定IP地址中網(wǎng)絡地址和主機地址。子網(wǎng)掩碼與IP地址一樣也是32bit，并且兩者是一一對應的，并規(guī)定，子網(wǎng)掩碼中數(shù)字為“1”所對應的IP地址中的部分為網(wǎng)絡號，為“0”所對應的則為主

7、機號。網(wǎng)絡號和主機號合起來，才構成一個完整的IP地址。同一個網(wǎng)絡中的主機IP地址，其網(wǎng)絡號必須是相同的，這個網(wǎng)絡稱為IP子網(wǎng)。通信只能在具有相同網(wǎng)絡號的IP地址之間進行，要與其它IP子網(wǎng)的主機進行通信，則必須經(jīng)過同一網(wǎng)絡上的某個路由器或網(wǎng)關（gateway）出去。不同網(wǎng)絡號的IP地址不能直接通信，即使它們接在一起，也不能通信。路由器有多個端口，用于連接多個IP子網(wǎng)。每個端口的IP地址的網(wǎng)絡號要求與所連接的IP子網(wǎng)的網(wǎng)絡號相同。不同的端口為不同的網(wǎng)絡號，對應不同的IP子網(wǎng)，這樣才能使各子網(wǎng)中的主機通過自己子網(wǎng)的IP地址把要求出去的IP分組送

8、到路由器上。2.路由原理當IP子網(wǎng)中的一臺主機發(fā)送IP分組給同一IP子網(wǎng)的另一臺主機時，它將直接把IP分組送到網(wǎng)絡上，對方就能收到。而要送給不同IP于網(wǎng)上的主機時，它要選擇一個能到達目的子網(wǎng)上