一、什么是路由器

路由器(Router，又稱路徑器)是一種計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它能將數(shù)據(jù)通過打包一個個網(wǎng)絡(luò)傳送至目的地(選擇數(shù)據(jù)的傳輸路徑)，這個過程稱為路由。路由器就是連接兩個以上各別網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，路由工作在OSI模型的第三層——即網(wǎng)絡(luò)層。

路由器(Router)，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。 路由器是互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的樞紐，"交通警察"。目前路由器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已成為實現(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(wù)的主力軍。路由和交換機(jī)之間的主要區(qū)別就是交換機(jī)發(fā)生在OSI參考模型第二層(數(shù)據(jù)鏈路層)，而路由發(fā)生在第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。這一區(qū)別決定了路由和交換機(jī)在移動信息的過程中需使用不同的控制信息，所以兩者實現(xiàn)各自功能的方式是不同的。

二、路由器主要特點

路由器具有判斷網(wǎng)絡(luò)地址和選擇IP路徑的功能，它能在多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)環(huán)境中，建立靈活的連接，可用完全不同的數(shù)據(jù)分組和介質(zhì)訪問方法連接各種子網(wǎng)，路由器只接受源站或其他路由器的信息，屬網(wǎng)絡(luò)層的一種互聯(lián)設(shè)備。它不關(guān)心各子網(wǎng)使用的硬件設(shè)備，但要求運行與網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議相一致的軟件。

路由器分本地路由器和遠(yuǎn)程路由器，本地路由器是用來連接網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的，如光纖、同軸電纜、雙絞線;遠(yuǎn)程路由器是用來連接遠(yuǎn)程傳輸介質(zhì)，并要求相應(yīng)的設(shè)備，如電話線要配調(diào)制解調(diào)器，無線要通過無線接收機(jī)、發(fā)射機(jī)。

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路由器是互聯(lián)網(wǎng)的主要結(jié)點設(shè)備。路由器通過路由決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)策略稱為路由選擇(routing)，這也是路由器名稱的由來(router，轉(zhuǎn)發(fā)者)。作為不同網(wǎng)絡(luò)之間互相連接的樞紐，路由器系統(tǒng)構(gòu)成了基于TCP/IP的國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Internet的主體脈絡(luò)，也可以說，路由器構(gòu)成了Internet的骨架。它的處理速度是網(wǎng)絡(luò)通信的主要瓶頸之一，它的可靠性和穩(wěn)定性則直接影響著網(wǎng)絡(luò)互連的質(zhì)量。

因此，在園區(qū)內(nèi)網(wǎng)、地區(qū)內(nèi)網(wǎng)、乃至整個Internet研究領(lǐng)域中，路由器技術(shù)始終處于核心地位，其發(fā)展歷程和方向，成為整個Internet研究的一個縮影。在當(dāng)前我國網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)和信息建設(shè)方興未艾之際，探討路由器在互連網(wǎng)絡(luò)中的作用、地位及其發(fā)展方向，對于國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以及明確網(wǎng)絡(luò)市場上對于路由器和網(wǎng)絡(luò)互連的各種似是而非的概念，都有重要的意義。

近年來出現(xiàn)了交換路由器產(chǎn)品，從本質(zhì)上來說它不是什么新技術(shù)，而是為了提高通信能力，把交換機(jī)的原理組合到路由器中，使數(shù)據(jù)傳輸能力更快、更好。

三、作用功能

連通不同的網(wǎng)絡(luò)

從過濾網(wǎng)絡(luò)流量的角度來看，路由器的作用與交換機(jī)和網(wǎng)橋非常相似。但是與工作在網(wǎng)絡(luò)物理層，從物理上劃分網(wǎng)段的交換機(jī)不同，路由器使用專門的軟件協(xié)議從邏輯上對整個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分。例如，一臺支持IP協(xié)議的路由器可以把網(wǎng)絡(luò)劃分成多個子網(wǎng)段，只有指向特殊IP地址的網(wǎng)絡(luò)流量才可以通過路由器。對于每一個接收到的數(shù)據(jù)包，路由器都會重新計算其校驗值，并寫入新的物理地址。因此，使用路由器轉(zhuǎn)發(fā)和過濾數(shù)據(jù)的速度往往要比只查看數(shù)據(jù)包物理地址的交換機(jī)慢。但是，對于那些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，使用路由器可以提高網(wǎng)絡(luò)的整體效率。路由器的另外一個明顯優(yōu)勢就是可以自動過濾網(wǎng)絡(luò)廣播。從總體上說，在網(wǎng)絡(luò)中添加路由器的整個安裝過程要比即插即用的交換機(jī)復(fù)雜很多。

選擇信息傳送的線路

有的路由器僅支持單一協(xié)議，但大部分路由器可以支持多種協(xié)議的傳輸，即多協(xié)議路由器。由于每一種協(xié)議都有自己的規(guī)則，要在一個路由器中完成多種協(xié)議的算法，勢必會降低路由器的性能。路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關(guān)鍵所在。為了完成這項工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關(guān)數(shù)據(jù)--路徑表(Routing Table)，供路由選擇時使用。路徑表中保存著子網(wǎng)的標(biāo)志信息、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內(nèi)容。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設(shè)置好的，也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改，可以由路由器自動調(diào)整，也可以由主機(jī)控制。

靜態(tài)路由表：由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路徑表稱之為靜態(tài)(static)路徑表，一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定的，它不會隨未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變。

動態(tài)路由表：動態(tài)(Dynamic)路徑表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行情況而自動調(diào)整的路徑表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議(Routing Protocol)提供的功能，自動學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運行情況，在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?/p>

四、路由器級別

(一)使用級別

互聯(lián)網(wǎng)各種級別的網(wǎng)絡(luò)中隨處都可見到路由器。接入網(wǎng)絡(luò)使得家庭和小型企業(yè)可以連接到某個互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商;企業(yè)網(wǎng)中的路由器連接一個校園或企業(yè)內(nèi)成千上萬的計算機(jī);骨干網(wǎng)上的路由器終端系統(tǒng)通常是不能直接訪問的，它們連接長距離骨干網(wǎng)上的ISP和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)?；ヂ?lián)網(wǎng)的快速發(fā)展無論是對骨干網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)還是接入網(wǎng)都帶來了不同的挑戰(zhàn)。骨干網(wǎng)要求路由器能對少數(shù)鏈路進(jìn)行高速路由轉(zhuǎn)發(fā)。企業(yè)級路由器不但要求端口數(shù)目多、價格低廉，而且要求配置起來簡單方便，并提供QoS，像飛魚星的企業(yè)級路由器就提供SmartQoSIII。

1.接入路由器

接入路由器連接家庭或ISP內(nèi)的小型企業(yè)客戶。接入路由器已經(jīng)開始不只是提供SLIP或PPP連接，還支持諸如PPTP和IPSec等虛擬私有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。這些協(xié)議要能在每個端口上運行。諸如ADSL等技術(shù)將很快提高各家庭的可用帶寬，這將進(jìn)一步增加接入路由器的負(fù)擔(dān)。由于這些趨勢，接入路由器將來會支持許多異構(gòu)和高速端口，并在各個端口能夠運行多種協(xié)議，同時還要避開電話交換網(wǎng)。

2.企業(yè)級路由器

企業(yè)或校園級路由器連接許多終端系統(tǒng)，其主要目標(biāo)是以盡量便宜的方法實現(xiàn)盡可能多的端點互連，并且進(jìn)一步要求支持不同的服務(wù)質(zhì)量。許多現(xiàn)有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)都是由Hub或網(wǎng)橋連接起來的以太網(wǎng)段。盡管這些設(shè)備價格便宜、易于安裝、無需配置，但是它們不支持服務(wù)等級。相反，有路由器參與的網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)C(jī)器分成多個碰撞域，并因此能夠控制一個網(wǎng)絡(luò)的大小。此外，路由器還支持一定的服務(wù)等級，至少允許分成多個優(yōu)先級別。但是路由器的每端口造價要貴些，并且在能夠使用之前要進(jìn)行大量的配置工作。因此，企業(yè)路由器的成敗就在于是否提供大量端口且每端口的造價很低，是否容易配置，是否支持QoS。另外還要求企業(yè)級路由器有效地支持廣播和組播。企業(yè)網(wǎng)絡(luò)還要處理歷史遺留的各種LAN技術(shù)，支持多種協(xié)議，包括IP、IPX和Vine。它們還要支持防火墻、包過濾以及大量的管理和安全策略以及VLAN。

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3.骨干級路由器

骨干級路由器實現(xiàn)企業(yè)級網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。對它的要求是速度和可靠性，而代價則處于次要地位。硬件可靠性可以采用電話交換網(wǎng)中使用的技術(shù)，如熱備份、雙電源、雙數(shù)據(jù)通路等來獲得。這些技術(shù)對所有骨干路由器而言差不多是標(biāo)準(zhǔn)的。骨干IP路由器的主要性能瓶頸是在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找某個路由所耗的時間。當(dāng)收到一個包時，輸入端口在轉(zhuǎn)發(fā)表中查找該包的目的地址以確定其目的端口，當(dāng)包越短或者當(dāng)包要發(fā)往許多目的端口時，勢必增加路由查找的代價。因此，將一些常訪問的目的端口放到緩存中能夠提高路由查找的效率。不管是輸入緩沖還是輸出緩沖路由器，都存在路由查找的瓶頸問題。除了性能瓶頸問題，路由器的穩(wěn)定性也是一個常被忽視的問題。

4.太比特路由器

在未來核心互聯(lián)網(wǎng)使用的三種主要技術(shù)中，光纖和DWDM都已經(jīng)是很成熟的并且是現(xiàn)成的。如果沒有與現(xiàn)有的光纖技術(shù)和DWDM技術(shù)提供的原始帶寬對應(yīng)的路由器，新的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施將無法從根本上得到性能的改善，因此開發(fā)高性能的骨干交換/路由器(太比特路由器)已經(jīng)成為一項迫切的要求。太比特路由器技術(shù)現(xiàn)在還主要處于開發(fā)實驗階段。

5. 多WAN路由器

雙WAN路由器具有物理上的2個WAN口作為外網(wǎng)接入，這樣內(nèi)網(wǎng)電腦就可以經(jīng)過雙WAN路由器的負(fù)載均衡功能同時使用2條外網(wǎng)接入線路，大幅提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬。當(dāng)前雙WAN路由器主要有“帶寬匯聚”和“一網(wǎng)雙線”的應(yīng)用優(yōu)勢，這是傳統(tǒng)單WAN路由器做不到的。

(二)、功能級別

1、寬帶路由器

寬帶路由器是近幾年來新興的一種網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，它伴隨著寬帶的普及應(yīng)運而生。寬帶路由器在一個緊湊的箱子中集成了路由器、防火墻、帶寬控制和管理等功能，具備快速轉(zhuǎn)發(fā)能力，靈活的網(wǎng)絡(luò)管理和豐富的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等特點。多數(shù)寬帶路由器針對中國寬帶應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計，可滿足不同的網(wǎng)絡(luò)流量環(huán)境，具備滿足良好的電網(wǎng)適應(yīng)性和網(wǎng)絡(luò)兼容性。多數(shù)寬帶路由器采用高度集成設(shè)計，集成10/100Mbps寬帶以太網(wǎng)WAN接口、并內(nèi)置多口10/100Mbps自適應(yīng)交換機(jī)，方便多臺機(jī)器連接內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與Internet，可以廣泛應(yīng)用于家庭、學(xué)校、辦公室、網(wǎng)吧、小區(qū)接入、政府、企業(yè)等場合。

2、模塊化路由器

模塊化路由器主要是指該路由器的接口類型及部分?jǐn)U展功能是可以根據(jù)用戶的實際需求來配置的路由器，這些路由器在出廠時一般只提供最基本的路由功能，用戶可以根據(jù)所要連接的網(wǎng)絡(luò)類型來選擇相應(yīng)的模塊，不同的模塊可以提供不同的連接和管理功能。例如，絕大多數(shù)模塊化路由器可以允許用戶選擇網(wǎng)絡(luò)接口類型，有些模塊化路由器可以提供VPN等功能模塊，有些模塊化路由器還提供防火墻的功能，等等。目前的多數(shù)路由器都是模塊化路由器。

3、非模塊化路由器

非模塊化路由器都是低端路由器，平時家用的即為這類非模塊化路由器。該類路由器主要用于連接家庭或ISP內(nèi)的小型企業(yè)客戶。它不僅提供SLIP或PPP連接，還支持諸如PPTP和IPSec等虛擬私有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。這些協(xié)議要能在每個端口上運行。諸如ADSL等技術(shù)將很快提高各家庭的可用寬帶，這將進(jìn)一步增加接入路由器的負(fù)擔(dān)。由于這些趨勢，該類路由器將來會支持許多異構(gòu)和高速端口，并在各個端口能夠運行多種協(xié)議，同時還要避開電話交換網(wǎng)。

4、虛擬路由器

虛擬路由器以虛求實。最近，一些有關(guān)IP骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的新技術(shù)突破，為將來因特網(wǎng)新服務(wù)的實現(xiàn)鋪平了道路。虛擬路由器就是這樣一種新技術(shù)，它使一些新型因特網(wǎng)服務(wù)成為可能。通過這些新型服務(wù)，用戶將可以對網(wǎng)絡(luò)的性能、因特網(wǎng)地址和路由以及網(wǎng)絡(luò)安全等進(jìn)行控制。以色列RND網(wǎng)絡(luò)公司是一家提供從局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)解決方案的廠商，該公司最早提出了虛擬路由的概念。

5、核心路由器

核心路由器又稱“骨干路由器”，是位于網(wǎng)絡(luò)中心的路由器。位于網(wǎng)絡(luò)邊緣的路由器叫接入路由器。核心路由器和邊緣路由器是相對概念。它們都屬于路由器，但是有不同的大小和容量。某一層的核心路由器是另一層的邊緣路由器。

6、無線路由器

無線路由器就是帶有無線覆蓋功能的路由器，它主要應(yīng)用于用戶上網(wǎng)和無線覆蓋。市場上流行的無線路由器一般都支持專線xdsl/cable，動態(tài)xdsl，pptp四種接入方式，它還具有其它一些網(wǎng)絡(luò)管理的功能，如dhcp服務(wù)、nat防火墻、mac地址過濾等等功能。

7、獨臂路由器

獨臂路由器的概念是出現(xiàn)在三層交換機(jī)之前，網(wǎng)內(nèi)各個VLAN之間的通信可以用ISL關(guān)聯(lián)來實現(xiàn)，那樣的話，路由器就成為一個“獨臂路由器”，VLAN之間的數(shù)據(jù)傳輸要進(jìn)入先路由器處理，然后輸出，以使得網(wǎng)絡(luò)中的大部分報文同一個VLAN內(nèi)的報文將用不著通過路由器而直接在交換設(shè)備間進(jìn)行高速傳輸。這種路由方式的不足之處在于它仍然是一種集中式的路由策略，因此在主干網(wǎng)上一般均設(shè)置有多個冗余“獨臂”路由器，來分擔(dān)數(shù)據(jù)處理任務(wù)，從而可以減少因路由器引起的瓶頸問題，還可以增加冗余鏈路，但如果網(wǎng)絡(luò)中VLAN之間的數(shù)據(jù)傳輸量比較大，那么在路由器處將形成瓶頸。獨臂路由器現(xiàn)在基本被第3層交換機(jī)取代。

8、無線網(wǎng)絡(luò)路由器

無線網(wǎng)絡(luò)路由器是一種用來連接有線和無線網(wǎng)絡(luò)的通訊設(shè)備，它可以通過Wi-Fi技術(shù)收發(fā)無線信號來與個人數(shù)碼助理和筆記本等設(shè)備通訊。無線網(wǎng)絡(luò)路由器可以在不設(shè)電纜的情況下，方便地建立一個電腦網(wǎng)絡(luò)。但是，一般在戶外通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，它的速度可能會受到天氣的影響。其他的無線網(wǎng)絡(luò)還包括了紅外線、藍(lán)牙及衛(wèi)星微波等。

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9、智能流控路由器

智能流控路由器能夠在自動地調(diào)整每個節(jié)點的帶寬，這樣每個節(jié)點的網(wǎng)速均能達(dá)到最快,不用限制每個節(jié)點的速度，這是其最大的特點。智能流控路由器經(jīng)常用在電信的主干道上，如華為，思科。網(wǎng)吧,酒店等則常用網(wǎng)星路由器。

10、動態(tài)限速路由器

動態(tài)限速路由器是一種能實時地計算每位用戶所需要的帶寬，精確分析用戶上網(wǎng)類型，并合理分配帶寬，達(dá)到按需分配，合理利用，還具有優(yōu)先通道的智能調(diào)配功能，這種功能主要應(yīng)用于網(wǎng)吧、酒店、小區(qū)、學(xué)校等，網(wǎng)吧最常用的則是奧雷路由器。

11、軟路由器

利用臺式機(jī)或服務(wù)器配合軟件形成路由解決方案，主要靠軟件的設(shè)置，達(dá)成路由器的功能，常見的有小草軟路由、海蜘蛛等。