路由器是連接因特網(wǎng)中各局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設(shè)備，它會根據(jù)信道的情況自動選擇和設(shè)定路由，以最佳路徑，按前后順序發(fā)送信號的設(shè)備。 路由器英文名Router，路由器是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的樞紐。目前路由器已經(jīng)廣泛應用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已經(jīng)成為實現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務的主力軍。

　　路由器的基本工作方式為了與三層交換機相區(qū)別，這里所講的路由器是指連接Intranet(企業(yè)內(nèi)部網(wǎng))和Intemet(互聯(lián)網(wǎng))的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，又稱為邊緣(邊界)路由器。路由器是一個路由轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，工作在OSI參考模型的第三層。其作用是通過轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包來實現(xiàn)多今網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，支持TCP／IP、IPX／SPX、AppleTalk等多種協(xié)議。但目前，大多數(shù)路由器僅運行TCP／IP協(xié)議。

　　路由器無論收到從哪個端口來的數(shù)據(jù)包，首先提取該數(shù)據(jù)包的目標IP地址和源IP地址：然后根據(jù)路由表和路由策略決定是否轉(zhuǎn)發(fā)、如何轉(zhuǎn)發(fā)、轉(zhuǎn)發(fā)到哪個端口。如果確需轉(zhuǎn)發(fā)，再根據(jù)路由端口所連接的網(wǎng)絡(luò)類型(如10Mbps以太網(wǎng)、100Mbps以太網(wǎng)、幀中繼、T1廣域網(wǎng)等連接方式)，對數(shù)據(jù)包進行拆分并重新封裝，最后，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目標端口。

　　路由表收集了該路由器的路由信息，列出每個已知的網(wǎng)絡(luò)，并告知網(wǎng)絡(luò)有多“遠”，哪些網(wǎng)絡(luò)可以到達，哪些網(wǎng)絡(luò)不可以到達，允許哪些網(wǎng)段訪問，不允許哪些網(wǎng)段訪問。路由器的路由措施、方法和手段等稱為路由策略。

　　目前，大多數(shù)路由器的增值功能大致體現(xiàn)在：用戶管理、安全管理、性能管理、流量統(tǒng)汁等方面。 　

　　1.路由器的類別

　　通常按路由器檔次、結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)中位置、功能和性能分類。

　　(1)從檔次上，有高端路由器和中低端路由器之分。背板交換能力大于20Gbps，吞吐量大于20Mbps的路由器稱為高端路由器：交換能力在上述數(shù)據(jù)以下的路由器成為中低端路由器。

　　(2)從結(jié)構(gòu)上，有模塊化路由器與非模塊化路由器之分。模塊化路由器往往是高端路由器，可根據(jù)用戶需求靈活配置功能模塊。

　　(3)從網(wǎng)絡(luò)位置劃分，有骨干級路由器、企業(yè)級路由器和接入級路由器之分。

　　(4)從功能上有通用路由器和專用路由器之分。網(wǎng)絡(luò)服務提供商是高端路由器的主要用戶，而中小企事業(yè)機構(gòu)則大多使用中低端路由器。

　　2．路由器端口

　　通常情況下，路由器有一個對內(nèi)的LAN端口和兩個對外的WAN端口。LAN端口主要包括以太網(wǎng)(10Mbps、100Mbps和1000Mbps以太網(wǎng))、令牌環(huán)、FDDI等網(wǎng)絡(luò)端口。WAN端口主要包括El／T1、E3／T3、DS3、通用串行口(可轉(zhuǎn)換成X．21DTE／DCE、V．35DTE／DCE、RS232DTE／DCE、RS449DTE／DCE、EIA530DTE)、ATM端口、POS端口等網(wǎng)絡(luò)端口。

　　3．路由器的命令模式(Cisco路由器)

　　Cisco是全球著名的路由器生產(chǎn)廠商，其配置命令被多數(shù)廠商支持，在不同的命令模式下，可完成對路由器的各種配置工作。

　　(1)router>

　　路由器處于用戶命令狀態(tài)，這時用戶可以查看路由器的連接狀態(tài)，可以訪問其他網(wǎng)絡(luò)和主機，但不能看到和更改路由器的設(shè)置內(nèi)容。

　　(2)router#

　　在router>提示符下鍵入enable，路由器進入特權(quán)命令模式router#，這時不但可以執(zhí)行所有的用戶命令，且可看到并可更改路由器的設(shè)置內(nèi)容。

　　(3)router(config)#

　　在routerg提示符下鍵入configure terminal，出現(xiàn)提示符router(config)#，此時路由器處于全局配置模式，這時可以設(shè)置路由器的全局參數(shù)。

　　(4)router(config-if)#、router(config-line)#、router(config-router)等。

　　路由器處于局部配置模式，這時可以設(shè)置路由器某個局部的參數(shù)。

　　(5)>

　　路由器處于RXBOOT狀態(tài)，在開機后60s內(nèi)按Ctrl+Break可以進入此狀態(tài)，這時路由器不能實現(xiàn)正常的功能，只能進行軟件升級和手工引導。

　　4．常用配置命令

　　(1)showrun命令顯示當前正在運行的配置。

　　(2)showstart命令顯示當前在NVRAM中的配置。

　　(3)showversion命令顯示路由器軟件版本，瑞口信息等。

　　(4)showinterface端口號顯示相應端口的工作狀態(tài)及已配置的參數(shù)。

　　(5)debug命令debug命令可以實時顯示路由器的工作情況，缺省狀態(tài)下，debug信息只能在與console端口連接的終端上顯示。

　　(6)如想在遠程Telnet方式下看到debug信息，則在超級權(quán)限狀態(tài)下，輸入terminalmonitor。

　　路由器的功能和配置方法與特定的產(chǎn)品緊密相關(guān)。中小企事業(yè)機構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)管理員往往對網(wǎng)絡(luò)做出規(guī)劃、對路由器的配置提出明確要求。在購買路由器時，路由器的配置工作往往由經(jīng)銷商或系統(tǒng)集成商的專業(yè)人員完成。

　　路由器的作用與網(wǎng)橋相類似，但是它的功能比網(wǎng)橋強。網(wǎng)橋工作于數(shù)據(jù)鏈路層，而路由器工作于網(wǎng)絡(luò)層，路由器的作用層次高于網(wǎng)橋，它轉(zhuǎn)發(fā)的信息以及轉(zhuǎn)發(fā)的方法均與網(wǎng)橋不同，網(wǎng)橋在把數(shù)據(jù)從源端向目的端轉(zhuǎn)發(fā)時，僅僅依靠鏈路層的幀頭中的信息(MAC地址)作為轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)。而路由器除了也分析鏈路層的信息外，主要以網(wǎng)絡(luò)層包頭中的信息(網(wǎng)絡(luò)地址)作為轉(zhuǎn)發(fā)依據(jù)。而且使用路由器互聯(lián)起來的網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)橋也有本質(zhì)的區(qū)別。使用網(wǎng)橋互聯(lián)起來的網(wǎng)絡(luò)是一個單個的邏輯網(wǎng)絡(luò)，而使用路由器互聯(lián)起來的網(wǎng)絡(luò)的是多個不同的邏輯網(wǎng)(即子網(wǎng))。每個邏輯子網(wǎng)具有不同的網(wǎng)絡(luò)地址(邏輯地址)。一個邏輯子網(wǎng)可以對應一個獨立的物理網(wǎng)段，也可以不對應(如虛擬網(wǎng))。路由器比網(wǎng)橋和其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備有更高的智能、更豐富的功能、更強的異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力和更好的安全性，并為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)提供了更多的靈活性，是應用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備。

　　路由器必須要做很多工作，包括隨時準備轉(zhuǎn)發(fā)潛在的巨大數(shù)量的數(shù)據(jù)包，還要執(zhí)行很多高級的功能，比如學習和維護正確的Ip路由信息。舉個例子，一個大企業(yè)網(wǎng)絡(luò)核心的路由器可能每秒要為幾十萬個數(shù)據(jù)包選擇路由，Internet核心的路由器要每秒為上百萬個數(shù)據(jù)包選擇路由。為了完成這些工作，路由器要具有很多和PC相同的成分。實際上，路由器就可以被看成是一臺計算機，只不過它設(shè)計的主要目的是為數(shù)據(jù)包選擇路由。相比較而言，PC是多種用途的計算機，用來執(zhí)行很多不同的任務。

　　每臺路由器都具有一些硬件和軟件，它們的工作在本質(zhì)上和一般的PC是完全一樣的。像PC一樣，每臺路由器都有中央處理單元(CPU)、隨機存儲器(RAM)，以及只讀存儲器(ROM）。

　　路由數(shù)據(jù)包所用的邏輯是路由器操作系統(tǒng)的一部分。在Cisco路由器中，操作系統(tǒng)叫做Cbco10IOS(IOS是Intemetwork Operating System的縮寫）。Cisco IOS是包含了路由器需要的所有專有特性集的軟件系統(tǒng)，包括路由選擇協(xié)議，基本的路由邏輯原理和允許網(wǎng)絡(luò)工程師登錄到路由器上進行管理等。

　　另外，就像PC具有網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)一樣，路由器也具有物理網(wǎng)卡。因為路由器是設(shè)計用來連接多種不同類型物理網(wǎng)絡(luò)的，所以路由器具有多種類型的網(wǎng)絡(luò)接口。

　　路由器同時還有一些PC沒有用到的比較重要的存儲器類型。不像PC，路由器一般沒有磁盤驅(qū)動器。作為替代，路由器使用下面兩種存儲器來永久地存儲數(shù)據(jù)。

　　非易失性隨機存儲器(NVRAM)——存儲路由器的配置文件，包括它的IP地址和掩碼，使用哪些路由協(xié)議以及其他的一些相關(guān)信息。

　　閃速存儲器(Flash memory)——閃存，用來存儲路由器的操作系統(tǒng)(CiscolOS)和其他文件。

　　表1是路由器構(gòu)成的一個總結(jié)。

　　路由器連接的物理網(wǎng)絡(luò)可以是同構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)，也可以是異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)。路由器在網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，主要負責將從源端主機發(fā)送來的數(shù)據(jù)分組進行存儲，經(jīng)由最佳路徑轉(zhuǎn)發(fā)給目的端主機，完成網(wǎng)絡(luò)層的功能。路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是路由器必須具備兩個最基本的功能。

　　(1)路由選擇

　　當數(shù)據(jù)分組到達路由器時，路由器先查看分組中的目的地址，然后再查路由表。路由器應按某種路由選擇策略，選擇最佳路由，將分組轉(zhuǎn)發(fā)出去。

　　當網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)生變化時，路由器可以自動調(diào)整路由表，并使所選擇的路由仍然是最佳的。

　　路由器還能夠支持多種協(xié)議的路由選擇。

　　(2)協(xié)議轉(zhuǎn)換

　　路由器可以對網(wǎng)絡(luò)層及以下各層的協(xié)議進行轉(zhuǎn)換。

　　(3)流量控制

　　路由器中不僅具有較大容量的緩沖區(qū)，而且還能控制收發(fā)雙方之問的數(shù)據(jù)流量，使兩者更力口I匹凸己。

　　(4)分段和重新組裝功能

　　當多個網(wǎng)絡(luò)通過路由器互聯(lián)時，各個網(wǎng)絡(luò)所采用的分組大小可能不同。這時需要路由器對分組進行分段或組裝。例如，若源站發(fā)出的分組較大，就要將其分成若干段后，分別封裝為小分組再發(fā)往目的站?；蛘撸粼凑舅l(fā)送的分組較短，而目的站所能接收的分組較長，此時路由器可把屬于同一報文的若干短的分組按序號組裝成長的分組，然后發(fā)往目的站。

　　(5)網(wǎng)絡(luò)管理功能

　　路由器可以連接多種類型的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)之間的信息流都要通過路由器。因此用路由器來監(jiān)控和管理網(wǎng)絡(luò)中的信息流和設(shè)備的工作狀態(tài)，以及對它們進行管理。

　　與網(wǎng)橋相比，路由器具有更強的異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的能力，同時它的隔離能力、流量控制能力、安全性及可管理維護性也更強。歸納起來，路由器的主要特點如下：

　　(1)路由器具有極強的異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的能力。可以將傳輸介質(zhì)不同、拓撲結(jié)構(gòu)不同、傳輸速率不同和MAC協(xié)議也不同的異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)起來。

　　(2)路由器也具有很強的廣域網(wǎng)互聯(lián)能力。它可用做廣域網(wǎng)互聯(lián)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，在LAN．WAN．LAN的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)環(huán)境中被廣泛應用。

　　(3)路由器具有很強的隔離廣播信息的能力。使用路由器互聯(lián)不同的邏輯子網(wǎng)都是一個獨立的廣播域，路由器不在予網(wǎng)之間轉(zhuǎn)發(fā)廣播信息。

　　(4)路由器具有流量控制、擁塞控制功能，可以對不同速率的網(wǎng)絡(luò)進行速度匹配，以保證數(shù)據(jù)包的正常傳輸。

　　(5)路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，它與網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議有關(guān)；路由器檢查網(wǎng)絡(luò)層地址，轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)分組。

　　由此可見，路由器可以應用于中、小型局域網(wǎng)的互聯(lián)，也適合在廣域網(wǎng)和復雜的大型互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中應用。

　　路由器的基本應用有以下幾個方面。

　　(1)同構(gòu)型局域網(wǎng)的互聯(lián)。使用路由器進行同構(gòu)型局域網(wǎng)的互聯(lián)，其能力比網(wǎng)橋的能力要強很多。

　　(2)LAN與WAN之間的互聯(lián)。這是路由器的主要用途。局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互聯(lián)時，使用得較多互連設(shè)備是路由器，如圖所示。

　　路由器能完成局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)低三層協(xié)議的轉(zhuǎn)換。這種利用路由器使局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)互聯(lián)的方式稱為網(wǎng)絡(luò)接入，各地的局域網(wǎng)通過廣域網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)的目的就是要實現(xiàn)局域網(wǎng)之間的通信。目前應用最為廣泛的就是局域網(wǎng)通過路由器接入Internct的方式。

　　(3)WAN與WAN的互聯(lián)。隨著路由器技術(shù)的不斷發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴大，路由器的應用范圍也在擴大，不再局限于局域網(wǎng)與局域網(wǎng)或局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的互聯(lián)，它應用于面向城市的WAN、面向?qū)W校的校園網(wǎng)和面向企業(yè)的企業(yè)網(wǎng)等。

　　圖2所示為利用路由器將企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)與外部網(wǎng)互聯(lián)的模型。在企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)中，使用交換機、集線器等設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)中的各個站點。企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系，通過路由器實現(xiàn)。