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路由器原理( 二 )

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网络中的设备用它们的网络地址（TCP／IP网络中为IP地址）互相通信 。IP地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址 。路由器只根据IP地址来转发数据 。IP地址的结构有两部分，一部分定义网络号，另一部分定义网络内的主机号 。目前，在Internet网络中采用子网掩码来确定IP地址中网络地址和主机地址 。子网掩码与IP地址一样也是32bit，并且两者是一一对应的，并规定，子网掩码中数字为“1”所对应的IP地址中的部分为网络号，为“0”所对应的则为主机号 。网络号和主机号合起来，才构成一个完整的IP地址 。同一个网络中的主机IP地址，其网络号必须是相同的，这个网络称为IP子网 。
通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行，要与其它IP子网的主机进行通信，则必须经过同一网络上的某个路由器或网关（gateway）出去 。不同网络号的IP地址不能直接通信，即使它们接在一起，也不能通信 。
路由器有多个端口，用于连接多个IP子网 。每个端口的IP地址的网络号要求与所连接的IP子网的网络号相同 。不同的端口为不同的网络号，对应不同的IP子网，这样才能使各子网中的主机通过自己子网的IP地址把要求出去的IP分组送到路由器上 。
2.路由原理
当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时，它将直接把IP分组送到网络上，对方就能收到 。而要送给不同IP于网上的主机时，它要选择一个能到达目的子网上的路由器，把IP分组送给该路由器，由路由器负责把IP分组送到目的地 。假如没有找到这样的路由器，主机就把IP分组送给一个称为“缺省网关（default gateway）”的路由器上 。“缺省网关”是每台主机上的一个配置参数，它是接在同一个网络上的某个路由器端口的IP地址 。
路由器转发IP分组时，只根据IP分组目的IP地址的网络号部分，选择合适的端口，把IP分组送出去 。同主机一样，路由器也要判定端口所接的是否是目的子网，假如是，就直接把分组通过端口送到网络上，否则，也要选择下一个路由器来传送分组 。路由器也有它的缺省网关，用来传送不知道往哪儿送的IP分组 。这样，通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去，不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器，这样一级级地传送，IP分组最终将送到目的地，送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了 。
目前TCP／IP网络，全部是通过路由器互连起来的，Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络 。这种网络称为以路由器为基础的网络（router based network），形成了以路由器为节点的“网间网” 。在“网间网”中，路由器不仅负责对IP分组的转发，还要负责与别的路由器进行联络，共同确定“网间网”的路由选择和维护路由表 。
路由动作包括两项基本内容：寻径和转发 。寻径即判定到达目的地的最佳路径，由路由选择算法来实现 。由于涉及到不同的路由选择协议和路由选择算法，要相对复杂一些 。为了判定最佳路径，路由选择算法必须启动并维护包含路由信息的路由表，其中路由信息依靠于所用的路由选择算法而不尽相同 。路由选择算法将收集到的不同信息填入路由表中，根据路由表可将目的网络与下一站（nexthop）的关系告诉路由器 。路由器间互通信息进行路由更新，更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化，并由路由器根据量度来决定最佳路径 。这就是路由选择协议（routing protocol），例如路由信息协议（RIP）、开放式最短路径优先协议（OSPF）和边界网关协议（BGP）等 。
转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组 。路由器首先在路由表中查找，判明是否知道如何将分组发送到下一个站点（路由器或主机），假如路由器不知道如何发送分组，通常将该分组丢弃；否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点，假如目的网络直接与路由器相连，路由器就把分组直接送到相应的端口上 。这就是路由转发协议（routed protocol） 。

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