路由器的作用是什么?


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什么是路由器,路由器的作用是什么?

  • 路由器是连接局域网和广域网的设备,根据不同的路由器协议计算出某个地址的最佳路径;

  • 路由器工作在OSI参考模型的第三层,从物理上隔离了广播域。

通常我们家宽使用的路由器仅仅能够算作末端路由器的一种,功能并不算很强大;

以家宽路由器实现的功能和企业级路由器进行对比,看看都有哪些功能。


WAN口拨号

  • 在路由器上网设置中的PPPoE拨号想必是大家比较熟悉的功能;

  • 通过拨号,可以获得WAN口地址,并通过该地址进行上网;

  • 这里隐藏了一条重要的应用,也就是路由功能;

  • 家宽路由器不具备动态路由的功能,但是会建立默认路由,将所有信息默认向拨号地址上端发送。


DHCP服务器

  • 无论是通过有线和无线方式进行上网,都离不开DHCP服务器;

  • 通过DHCP服务器,计算机和移动终端会获得局域网的私网地址;

  • 这里隐藏了一个关键的应用,也就是NAT;

  • NAT是将局域网的私网地址转换成公网地址的关键,是局域网上网的前提。


设备黑名单

  • 对于非法接入路由器的设备,可以将设置拉入黑明单,禁止设备上网;

  • 这里对应的是路由器的访问控制列表功能,通过建立各种规则,限制默认设备上网。


当然,路由器具体的功能还有很多。这里就不一一列举了。

例如:

  • 路由器中的端口映射,对应的是NAT中的端口多路复用;

  • 路由器中的流量查看,对应的是路由器中端口信息查看等等。


关于路由器的更多作用?

欢迎大家留言讨论,喜欢的点点关注。



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交换机、路由器、防火墙几乎是现代局域网络都要使用的网络设备,其中,交换机负责连接网络设备(如交换机、路由器、防火墙、无线AP等)和终端设备(如计算机、服务器、摄像头、网络打印机等);路由器实现局域网与局域网的互联,局域网与Internet的互联;而防火墙作为一个安全网络设备,作用于内部网络与内部网络之间,或者内部网络与Internet之间。总的来说,交换机负责连接设备,路由器负责连接网络,防火墙负责网络访问限制。

路由器连接图:

路由器第一种连接方式图:

路由器第二种连接方式图:

路由器的功能

路由器是一种智能选择数据传输路径的网络设备,其依赖的是数据中的IP地址,功能如下:

1.连接网络

路由器也称为网关,它将局域网络连接起来组成规模更大的广域网络,在连接异构网络时(异构网络就是指不同的网络类型,如ATM网络,FDDI网络,以太网络等),由于异构网络采用不同的数据封装方式,无法直接通信,而路由器能够将这些不同的封装数据进行“翻译”,从而实现异构网络的通信。此外,对于局域网而言,广域网无疑是一个异构网络。

异构网络连接图:

2.隔离广播

由于交换机会将广播发送到整个网络中的每个端口,这会严重影响网络的传输效率,并且会大量占用计算机的CPU性能。路由器可以将这些广播隔离在局域网内,以达到分隔广播域的作用,从而提高每个局域网的传输效率。

路由器分隔广播域图:

如上图所示,路由器将广播域分成四个部分,每个交换机连接一个小的局域网,四个小型局域网分别使用各自的广播域广播。另外,使用VLAN(虚拟网)技术也能实现分隔广播域的作用。

3.路由选择

在路由器内存中的路由表中列出了整个互联网络的各个节点,以及这些节点的路径和传输费用(路由表会根据网络的实际情况不断的动态更新它的路由表,从而保持有效的路由表),路由器会按照预先制定的策略,智能的选择到达目的路由器的路径。

路由选择图:

如上路,如果不考虑传输费用的情况,路由器1到路由器4的传输,它会自动选择1-4的路径,而不是1-2-3-4的路径。

4.网络安全

作为整个局域网络与外界联络的唯一出口,路由器还担负着保护内部用户和数据的责任。

地址装换:局域网内的终端设备使用的是内部保留IP地址(一般情况这些IP地址的IP段有:192.168.0.0--192.168.255.255,10.0.0.0--10.255.255.255,172.16.0.0--172.16.255.255等),这些IP地址并不会被路由到Internet,当内部终端设备需要和外部网络通信时,路由器会将地址转换为合法的IP地址,实现对Internet的访问。

访问列表:网络工程师可以预先在路由器上设定各种访问策略,规定哪段时间,什么网络协议和哪种网络服务可以被允许进出局域网,从而提高了网络的传输效率和安全性。


路由器的工作原理

当同一网络中的计算机需要向同一网络中的另一台计算机发送数据时,只需将这一数据发送到这个网络,另一台计算机就能收到;当需要向其它网络的计算机发送数据时,将直接把数据发送到默认网关(即路由器的IP地址),由默认网关将数据通过最佳传输路径转发至目的计算机的默认网关,再由目的计算机的默认网关将数据发送给目的计算机。

路由器在发送数据包的时候会根据数据包中的目的IP地址查找路由表,如果路由表中有该IP的信息,路由器会选择最佳传输路径发送。如果路由表中没有该IP,路由器则会将数据传输到路由器的默认网关(路由器的默认网关为网络中的另一个路由器的IP),通过路由器的默认网关路由器将数据传输出去,如果始终无法找到目的IP终端,则该数据包会被网络丢弃。

路由器工作原理图:


结语

不管是交换机,路由器还是防火墙,这些网络设备的功能实现都需要网络工程师预先对设备进行配置(比如VLAN虚拟网端口的划分,防火墙安全策略的配置,路由器默认网关的设定等),其实从某种层面来说,这些网络设备都是计算机,都有cpu和内存,都是通过cpu对机器语言的“翻译”来实现硬件功能的实现。


头号彩蛋


路由器的功能介绍:

1、在网络间载获发送到远地网段的报文,起转发的作用。

2、选择最合理的路由,引导通信。为了实现这一功能,路由器要按照某种路由通信协议,查找路由表。路由表中列出整个互联网络中包含的各个节点,以及节点间的路径情况和与它们相联系的传输费用。如果到特定的节点有一条以上路径,则基于预先确定的准则选择最优(最经济)的路径。由于各种网络段和其相互连接情况可能发生变化,因此路由情况的信息需要及时更新,这是由所使用的路由信息协议规定的定时更新或者按变化情况更新来完成。网络中的每个路由器按照这一规则动态地更新它所保持的路由表,以便保持有效的路由信息。

3、路由器在转发报文的过程中,为了便于在网络间传送报文按照预定的规则把大的数据包分解成适当大小的数据包,到达目的地后再把分解的数据包包装成原有形式。

4、多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段,作为不同通信协议网络段通信连接的平台。

5、路由器的主要任务是把通信引导到目的地网络,然后到达特定的节点站地址。后一个功能是通过网络地址分解完成的。例如,把网络地址部分的分配指定成网络、子网和区域的一组节点,其余的用来指明子网中的特别站。分层寻址允许路由器对有很多个节站的网络存储导址信息。

6、动态限速:动态限速路由器是一种能实时地计算每位用户所需要的带宽,精确分析用户上网类型,并合理分配带宽,达到按需分配,合理利用,还具有优先通道的智能调配功能,这种功能主要应用于网吧、酒店、小区、学校等。


Mao哥


你好,我们简单点。

小明住在城东,小红住在城西,有一天小明要去小红家送点礼物给她,但是他不知道路怎么走最近。所以他叫了快递,让快递员把这个礼物寄给了小红。

快递为什么知道小红家的地址怎么走是最佳路径呢?因为快递公司天天跑,已经有了一张活地图。

这是路由器的基本功能之一,把数据包根据目标地址按路由表进行最佳路径转发。

当然,路由还有很多其它功能,像NAT地址转换,ACL访问控制列表,vpn等。

路由器最重要的功能还是进行多网段的数据转发传递。


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