什么是网络中的路由器？核心功能解释


路由器是互联网连接的核心元素，是一种允许多个设备连接到互联网，并促进将数据包转发到各自的目标地址的设备。使用动态路由技术，路由器检查数据并在各种可用路径中选择最有效的信息流路由。

什么是网络中的路由器？核心功能解释

路由器到底是做什么的?

路由器的主要功能是在网络之间转发（或路由）数据包。在网络中，数据包是通过互联网传输的基本信息单元。每个数据包都包含一个源IP地址和一个目的IP地址。路由器的工作是有效地将IP数据包从源站路由到目标站，不受任何阻碍。

路由器还具有各种其他功能，包括：

  • 简化管理：鉴于可用IP地址的数量有限，路由器使用网络地址转换(NAT)，允许多个设备共享一个公共IP地址。NAT还提高了网络安全性并简化了网络管理。
  • 数据包过滤：路由器使用过滤技术监视传入和传出数据包中的可疑流量。其根据端口号、IP地址和Internet控制消息协议(ICMP)消息等筛选过滤器来决定是否允许或禁止数据包。
  • 动态路由：在动态路由中，路由器能够适应网络的变化，根据实时情况选择最佳路径。如果路由器检测到网络部分出现故障，其会查阅其路由表并将流量重新路由到备用路径。
  • 对流量进行分类：在服务质量(QoS)的帮助下，路由器优先考虑哪些流量将受到更优惠的处理。

路由器如何工作？

当路由器收到数据包时，其会读取其IP标头以了解数据的去向。首先，其检查其路由表，其中包含通往各个网络目的地的路径的详细信息。这些路由表使用算法来帮助选择到达目的地的最佳路径。

然后路由器将数据包发送到下一个节点，直至到达目的地，从而实现数据的顺利传输。

网络路由器的组件

网络路由器包括内部和外部组件。内部组件有：

  • CPU：路由器的CPU可以有效地确定数据包的最佳路由，同时跟踪数据包。
  • 内存：路由器使用不同类型的内存，如RAM、只读内存(ROM)、闪存和非易失性RAM(NVRAM)。
  • RAM：RAM是路由器中的主存储器，但仅临时存储数据。如果路由器关闭，所有数据都会被删除。
  • 闪存：闪存是一种非易失性存储器，设计用于存储路由器的操作系统。即使路由器关闭，闪存中存储的内容也不会受到影响。
  • NVRAM：NVRAM是一种非易失性RAM，即使在路由器关闭后也可以保存数据。
  • 接口/端口：路由器支持多个接口/端口（例如以太网和串行）以连接到各种电线。在以太网中，路由器支持快速以太网和千兆以太网，而串行支持HDLC、PPP和帧中继。

路由器的外部组件包括：

  • WAN端口：WAN端口连接到广域网或互联网。
  • LAN端口：LAN端口连接到局域网，实现连接设备之间的通信。

路由器的主要类型

路由器过去本质上是一样的：一种允许设备通过网络相互通信的硬件。但如今，路由器可以采用多种不同的形式。以下是一些最常见的：

  • 有线路由器：原始路由器类型，有线路由器使用物理以太网电缆通过网络共享数据。
  • 无线路由器：无线路由器允许通过内置接入点进行Wi-Fi互联网连接。这些路由器广泛应用于家庭和小型办公室，可以同时支持多个设备。
  • 边缘路由器：边缘路由器是位于网络边界的专用有线或无线路由器。这些路由器不与内部网络通信；相反，其与外部网络进行通信。
  • 虚拟路由器：虚拟路由器是一种软件，可以让计算机像物理路由器一样高效地运行。其工作方式与物理路由器类似，通过共享数据包，并且可以在需要时快速扩展。因此，这是寻求高性能网络解决方案的企业的绝佳选择。
  • 核心路由器：核心路由器是另一种形式的专用路由器，用于在网络核心内转发数据。这非常适合大型组织，旨在处理高流量。

最常见的路由器问题有哪些？

路由器可能面临许多问题。以下是常见的路由器问题以及如何解决这些问题：

  • 网络慢

经常会遇到速度缓慢的网络，其中多个客户端尝试连接到路由器，而该路由器可能有也可能没有足够的容量来容纳所有客户端。在这种情况下，路由器可能会降低一台或多台连接设备上的互联网速度。

要解决网络缓慢的问题，可以拔掉路由器的插头，等待30秒再重新插上。

  • 信号微弱

如果路由器较旧或放置在不合适的位置，则可能会阻止Wi-Fi信号。除此之外，大型电器或厚墙等物理干扰也会导致信号强度低。

为了获得较强的Wi-Fi信号，请清除路由器和无线设备之间的障碍物。另外，请将路由器放置在较高的表面上并保持更新。在较大的区域中，可能需要使用一个或多个Wi-Fi扩展器。

  • 锁定

有几种方法可以锁定路由器。也许是忘记了密码，或者其可能已被黑客入侵。

无论原因如何，如果被锁定，可以按住重置按钮重置路由器密码。

路由器协议

路由器使用路由协议来构建路由表，其中包含有关不同网络可用路径的详细信息。有了这些信息，路由器就可以确定每个数据包的最佳路由。

路由器协议的类型

有多种类型的路由器协议。以下是一些最常见的：

  • 路由信息协议(RIP)

RIP是最古老的路由协议之一，是一种内部网关协议，其使用距离矢量算法将数据包路由到目的地。距离矢量路由通过简单计算数据包必须经过（或“跳跃”）多少个路由器才能到达目的地来确定数据包的最佳路径。

但是，对于大型和复杂的网络来说，RIP并不是最好的选择。这是因为其被设计为每30秒仅广播一次更新——这在网络的早期已经足够了，但无法支持现代网络流量，并且最多仅支持15个跃点。

该协议的较新版本RIPv2（及其IPv6扩展RIPng）改进了RIP的缺点，并提供了额外的功能，如多播、密码身份验证、可变长度子网掩码、中毒反转等，但仍然仅限于最大跳数为15。

  • 开放最短路径优先(OSPF)

OSPF是专为TCP/IP环境设计的链路状态路由协议。其使用Dijkstra算法计算数据包到达目的地所需的最佳路径。

  • 边界网关协议(BGP)

BGP是为取代EGP而开发的网关协议。其主要功能是使用最佳路径选择算法在自治系统（AS）之间传输数据包。突出的功能是支持下一跳、无类别域间路由(CIDR)、传输控制协议(TCP)和高效的网络带宽利用。

  • 即时系统到即时系统(IS-IS)

IS-IS是一种链路状态无类协议，其使用Dijkstra算法来寻找数据传输的最佳路径。其用于自治系统中的路由。

总结

路由器是现代网络计算的基本组成部分。没有它，大多数网络连接都是不可能的。一个好的路由器可以保证网络上快速、可靠和安全的数据传输。

网络管理员应对路由器有全面的了解，包括其类型和用途。这些知识将有助于组织选择哪个路由器，并优化网络性能。