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路由器如何实现分组存储与快速转发

当你的电脑需要与其他设备交换信息时,它会发送一个叫做数据包的包裹。这个数据包就像是一封信,里面包含了需要传输的信息。但是,如果你想要把信息从你的电脑传送到另一台电脑,你需要知道这封信该怎样到达目的地。
首先,你的电脑会检查这个数据包的目的地址。如果目标电脑就在同一个网络里,比如同一个办公室或家庭内部,那么数据包会直接被送到目标电脑。但如果目标电脑在不同的网络里,比如另一个城市的公司或朋友的家里,事情就变得复杂一些了。
这时,你的电脑会尝试把数据包发送给一个“网关”,也就是一个连接不同网络的设备,通常是一个路由器。网关就像邮局的分拣员,它会查看数据包的目的地址,并决定将这个数据包送到哪里。
如果网关发现目标电脑在同一网络中,它就会直接把数据包传送到目标电脑。如果目标电脑在不同的网络中,网关会根据其路由表来决定如何转发数据包。路由表是一张包含网络地址和对应网关地址的表格,它可以帮助网关确定数据包应该经过哪些网络才能到达目的地。
路由表是如何建立的呢?这依赖于一种叫做路由选择算法的机制。这些算法通过分析网络的拓扑结构、带宽、延迟等因素,计算出到达每个网络的最佳路径。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)等都是常见的路由选择协议
一旦网关确定了数据包的下一跳地址,它就会重新封装数据包,并转发到下一个路由器。这个过程会一直重复,直到数据包到达目的地。每经过一个路由器,数据包都会被重新封装,直到它到达最终目标。
在这个过程中,路由器不仅仅负责转发数据包,还要与其他路由器通信,更新路由表,确保网络中的路由信息是最新的。这样,当网络结构发生变化时,路由器能够快速适应这些变化,确保数据包能够顺利到达目的地。
简而言之,路由器通过其路由表和路由选择算法,像一个智能邮递员,能够高效地将数据包从源地址传输到目标地址。它不仅实现了信息的传输,还确保了信息的可靠性高效性一、路由器转发分组的依据是什么

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

路由器如何实现分组存储与快速转发

组送到网络上,对方就能收到。

而要送给不同IP子网上的主机时,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。

果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,如果是,

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TCPIP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

由信息依赖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),如果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,如果目

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

议(routed protocol)。

路由转发协议和路由选择协议是相互配合又相互独立的概念,前者使用后者维护的

路由表,同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。

下文中提到的路由

协议,除非特别说明,都是指路由选择协议,这也是普遍的习惯。


二、路由器如何转发数据包

发送端的数据向外发送一个数据包;系统判断这个数据包的目标地址是否在同一个网段;若与发送机属于同一网段,系统直接将数据包封装成帧,通过二层设备发送到本网段内的目标地址;

若不在同一网段,系统将数据包转发到网关,重新封装;网关查看数据包送达的目标ip地址;系统根据目标ip地址查找路由表,决定转发端口;重新封装转发到下一个路由器;

IP数据包到路由器之后,它读去IP包头的目标IP地址,然后查看路由表,根据路由协议算法,确定一条最佳的路径。

扩展资料:

路由器最主要的功能可以理解为实现信息的转送。

因此,我们把这个过程称之为寻址过程。

因为在路由器处在不同网络之间,但并不一定是信息的最终接收地址。

所以在路由器中, 通常存在着一张路由表。

根据传送网站传送的信息的最终地址,寻找下一转发地址,应该是哪个网络。

其实深入简出的说,就如同快递公司来发送邮件。

邮件并不是瞬间到达最终目的地,而是通过不同分站的分拣,不断的接近最终地址,从而实现邮件的投递过程的。

路由器寻址过程也是类似原理。

通过最终地址,在路由表中进行匹配,通过算法确定下一转发地址。

这个地址可能是中间地址,也可能是最终的到达地址。

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