路由器协议网络互联
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关于路由器互连网络
路由器互连与网络的协议有关，我们讨论限于TCP/IP网络的情况。下面是我整理的一些关于路由器互连网络的相关资料，供你参考。
路由器互连网络
——路由器工作在OSI模型中的第三层，即网络层。路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地(即IP地址)来区别不同的网络，实现网络的互连和隔离，保持各个网络的独立性。路由器不转发广播消息，而把广播消息限制在各自的网络内部。发送到其他网络的数据茵先被送到路由器，再由路由器转发出去。
——IP路由器只转发IP分组，把其余的部分挡在网内(包括广播)，从而保持各个网络具有相对的独立性，这样可以组成具有许多网络(子网)互连的大型的网络。由于是在网络层的互连，路由器可方便地连接不同类型的网络，只要网络层运行的是IP协议，通过路由器就可互连起来。
——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。
路由器介绍
路由器(Router)，是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。 路由器是互联网络的枢纽，"交通警察"。目前路由器已经广泛应用于各行各业，各种不同档次的产品已成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。路由和交换机之间的主要区别就是交换机发生在OSI参考模型第二层(数据链路层)，而路由发生在第三层，即网络层。这一区别决定了路由和交换机在移动信息的过程中需使用不同的控制信息，所以说两者实现各自功能的方式是不同的。
路由器(Router)又称网关设备(Gateway)是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问 方法 连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。
连通不同的网络
从过滤网络流量的角度来看，路由器的作用与交换机和网桥非常相似。但是与工作在网络物理层，从物理上划分网段的交换机不同，路由器使用专门的软件协议从逻辑上对整个网络进行划分。例如，一台支持IP协议的路由器可以把网络划分成多个子网段，只有指向特殊IP地址的网络流量才可以通过路由器。对于每一个接收到的数据包，路由器都会重新计算其校验值，并写入新的物理地址。因此，使用路由器转发和过滤数据的速度往往要比只查看数据包物理地址的交换机慢。但是，对于那些结构复杂的网络，使用路由器可以提高网络的整体效率。路由器的另外一个明显优势就是可以自动过滤网络广播。总体上说，在网络中添加路由器的整个安装过程要比即插即用的交换机复杂很多。
信息传输
有的路由器仅支持单一协议，但大部分路由器可以支持多种协议的传输，即多协议路由器。由于每一种协议都有自己的规则，要在一个路由器中完成多种协议的算法，势必会降低路由器的性能。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据--路径表(Routing Table)，供路由选择时使用。路径表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路径表可以是由系统管理员固定设置好的。
静态路由表：由系统管理员事先设置好固定的路径表称之为静态(static)路径表。
动态路由表：动态(Dynamic)路径表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路径表。
路由器是一种多端口设备，它可以连接不同传输速率并运行于各种环境的局域网和广域网，也可以采用不同的协议。路由器属于O S I 模型的第三层--网络层。指导从一个网段到另一个网段的数据传输，也能指导从一种网络向另一种网络的数据传输。
第一，网络互连：路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信;
第二，数据处理：提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能;
第三，网络管理：路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。
所谓“路由”，是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作，而路由器，正是执行这种行为动作的机器，它的英文名称为Router,是一种连接多个网络或网段的网络设备，它能将不同网络或网段之间的数据信息进行“翻译”，以使它们能够相互“读懂”对方的数据，从而构成一个更大的网络。
为了完成“路由”的工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据--路由表(Routing Table)，供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。在路由器中涉及到两个有关地址的名字概念，那就是：静态路由表和动态路由表。由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态(static)路由表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。动态(Dynamic)路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议(Routing Protocol)提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。
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计算机网络-4-6-互联网的路由选择协议
路由选择协议的核心是 路由算法 。即 需要一种算法来获取路表中的各项 ，一个比较好的路由选择算法应该有以下特点[BELL86]:
一个实际的路由选择算法，应该尽可能的接近于理想的算法，在不同的应用条件下，可以对上面提出的六个方面有不同的侧重。
倘若从路由算法能否随网络的通信量或拓扑自适应的进行调整变化来划分，则只有两大类： 静态路由选择策略 和 动态路由选择策略 。静态路由选择策略也叫做 非自适应路由选择 ，其特点是简单和开销较小，但不能即使适应网络状态的变化。对于很简单的小网络，完全可以采用静态路由选择，用人工配置每一条路由。动态路由选择也叫做 自适应路由选择 ，其特点是能够较好的适应网络状态的变化，但实现起来较为复杂，开销也比较大，因此动态路由选择适用于较复杂的大网络。
互联网采用的路由选择协议主要是自适应的(动态的)，分布式路由选择协议。由于以下两种原因，互联网采用分层次的路由选择协议：
为此，可以把整个互联网划分为许多较小的 自治系统AS(autonomous system) ,自治系统AS是在单一技术管理下的一组路由器，而这些路由器使用一种自治系统内部的路由选择协议和共同的度量，一个AS对其他AS表现的出是 一个单一的和一致的路由选择策略 。
在目前的互联网中，一个大的ISP就是一个自治系统。这样，互联网就把路由选择协议划分为两大类：
自治系统之间的路由选择协议也叫做 域间路由选择(interdomain routing) ，而在自治系统内部的路由选择叫做 域内路由选择(intradomain routing) 。如图4-31
RIP（routing information protocol）是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议[RFC1058],也叫 路由信息协议 ，RIP是一种分布式的 基于距离向量的路由选择协议 。最大的优点就是简单。
RIP协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录（因此这是一组距离，叫做距离向量），RIP将距离定义如下：
从一路由器到直接连接的网络的距离为1，从路由器到非之间的网络的距离定义为所经过的路由器数+1。
RIP协议的距离也称之为 跳数 ，但是一条跳数最多只能包含15个路由器，因此，当距离=16时，就相当于不可达。因此RIP只能适用于小型互联网。
注意的是，到直接连接的网络也定义为0(采用这种定义的理由是：路由器在和直接连接在该网络上的主机进行通信并不需要经过另外的路由器，既然经过每一个路由器都要将距离增加1，那么不经过路由器就不需要+1，就是0)。
RIP不能在两个网络之间同时使用多条路由。RIP选择一条具有最少路由器的路由（最短路由），哪怕还存在另一条高速低延时的但是路由器较多的路由。
路由器在刚开始工作的时候，其内部路由表是空的。然后路由器就可以和直接相连的几个网络的距离(这些距离为1)，接着，每个路由器和与自己相连的路由器不断交换路由表信息，经过若干次更新后，所有的路由器最终就可以知道本自治系统中任何一个网络地址和最短下一跳路由器的地址。
路由器最主要的信息是：到某个网路的距离（最短距离），以及下一跳的地址，路由表更新的原则是找出到每个网络的 最短距离 ，这种算法又称之为 距离向量算法 。
对 每一个相邻的路由器 发送过来的RIP报文，进行以下步骤：
算法描述：其实就是求一个路由器到另一个路由器的最短距离。
例题：
已知路由器R6有表4-9(a)所表示的路由表，现在收到相邻路由器路由表R4发过来的路由更新信息，如图4-9(b)所示。试更新路由器R6的路由表。
解：首先把R4发过来的路由表中的距离都+1：
把这个表和R6的路由表进行比较：
RIP协议让每一个自治系统中的所有路由都和自己的相邻路由器定期交换路由表信息，并不断更新路由表，使得每从 每一个路由器到每一个目的网络的路由都是最短距离（也就是跳数最小）。
现在比较新的RIP协议报文格式是1998年提出的RIP2。
RIP协议使用运输层的用户数据报（UDP端口为520）进行传输。
RIP报文由首部和路由部分组成。
RIP首部占4个字节，其中的命令字段指出报文的意义。
RIP2报文中的路由部分有若干路由信息组成，每个路由信息需要用20字节。 地址标识符(又称地址列别) 字段用来标识所用的地址协议。如果采用IP地址就为2。 路由标记填入自治系统号ASN（Autonomous System Number） ，这是考虑使用RIP有可能收到本自治系统以外的路由选择信息，再后面指出某个 网络地址 ， 下一跳路由器地址 以及 到此网络的距离 ，一个RIP报文最多可以包含25个路由，因而RIP报文的最大长度是4+20x25=504字节。如果超过，则必然再使用以恶搞RIP报文来传送。
RIP还具有简单的鉴别功能，若使用鉴别功能，则将原来写入第一个路由信息(20字节)的位置用作鉴别，这时应该将地址标识符置为全1(0xFFFF),而路由标记写入鉴别类别，剩下的16字节作为鉴别数据，在鉴别数据之后才能写入路由信息，但这时只能写入24个路由信息。
RIP存在的一个问题是 当网络出现故障的时候，要经过比较长的时间才能将信息传送到所有的路由器 ，RIP协议的这一特点是： 好消息传播的很快，而坏消息传播的很慢 ，网络出现故障的传播时间往往需要经过较长时间，这是RIP协议的一个主要缺点。
为了使坏消息传播的更快些，可以采用多种措施，例如，让路由器记录收到某特定路由信息的接口，而不是让同一个路由信息再通过此接口反方向传送。
总之，RIP协议最大的优点是 实现简单，开销较小 ，但RIP协议缺点也很明显，首先 限制了网络规模，因为路由器最大的跳数是15跳，一般中大型网络规模RIP协议就不适用了 。其次就是 路由器之间交换的路由信息是路由器中完整的路由表，因而随着网络规模变大，开销也就增加 。最后就是 好消息传播的很快，坏消息传播的很慢 。
路由器是从哪个层次上实现了不同的网络的互联?路由器主要有那些功能?
网络层 第一，网络互连，路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信；
第二，数据处理，提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火墙等功能；
第三，网络管理，路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。
为了完成“路由”的工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据－－路由表（Routing Table），供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。在路由器中涉及到两个有关地址的名字概念，那就是：静态路由表和动态路由表。由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态（static）路由表，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而改变。动态（Dynamic）路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议（Routing Protocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。
网络间的互联 - IP路由基础
以太网交换机工作在数据链路层，用于在网络内进行数据转发。而企业网络的拓扑结构一般会比较复杂，不同的部门，或者总部和分支可能出在不同的网路欧中，此时就需要使用路由器来连接不同的网络，实现网络之间的数据转发。
学习目标：
掌握路由器的基本工作原理；
掌握路由器选择最优路由的方法。
自治系统（AS）：由同一个管理机构管理，使用统一路由策略的路由器的集合。
一般地，我们可以把一个企业网络认为是一个自治系统AS（Autonomous System）。根据RFC 1030定义，自治系统是由一个单一实体关系啊的网络，这个实体可以是一个互联网服务提供商，或一个大型组织机构。自治系统内部遵循一个单一且明确的路由策略。最初，自治系统内部考虑运行单个路由协议；然而，随着网络的发展，一个自治系统内现在也可以支持同时运行多中路由协议。
我们做IDC，那么这个IDC就是一个AS。
一个AS通常由多个不同的局域网组成。以企业网络为例，各个部门可以属于不同的局域网，或者各个分支机构和总部也可以属于不同的局域网。是局域网内的主机可以通过交换机来实现相互通信。不同局域网之间的主机想要互相通信，可以铜鼓路由器来实现。
路由器工作在网络层，隔离了广播域， 并可以作为每个局域网的网关 ，发现到达目的网络的最优路径，最终实现报文在不同网络间的转发。
此例中，RTA和RTB把整个网络分成了三个不同的局域网，每个局域网为一个广播域。LAN1内部的主机直接可以通过交换机实现相互通信，LAN2内部的主机之间也是如此。但是，LAN1内部的主机与LAN2内部的主机之间则必须要通过路由器才能实现互相通信。
划分VLAN是在三层设备上面划分的，VLAN的网关是存在于三层设备，可以叫做网关设备。
核心层交换机才是三层设备，如果没有核心层交换机，那么网关设备就是路由器，划分VLAN就是在路由器中划分了。
路由器负责为数据包选择一条最有路径，并且进行转发。
路由器接收到数据包之后，会根据数据包中的目的地址选择一条最优的路径，并将数据包转发到下一个路由器，路径上最后的路由器负责将数据包送交目的主机。数据包在网络上的传输就好像是体育运动中的接力赛一样，每一个路由器负责将数据包按照最优的路径向下一跳路由器进行转发，通过多个路由器一站一站的接力，最终将数据包通过最优路径转发到目的地。当然有时候由于实施了一些特别的路由策略，数据包通过的路径可能并是最佳的。
路由器能够决定数据报文的转发路径。如果多条路径可以到达目的地，则路由器会通过进行计算来决定最佳下一条。计算的原则会随实际使用的路由协议不同而不同。
路由表中包含了路由器可以到达的目的网络。目的网络在路由表中不存在数据包会被丢弃。
路由器转发数据包的关键是路由表。每个路由器中都保存着一张路由表，表中每条路由项都知名了数据包要到达某网络或某主机应通过路由器的那个物理接口发送，以及可以到达路径的哪个下一个路由器，或者不再经过别的路由器而直接可以到达目的地。
路由表中包含了下列关键项：
Destinations： 目的地址，用来标识IP包的目的地址或目的网络。
Mask: 网络掩码。在IP编址课程中已经介绍了网络掩码的结构和作用。同样，在路由表中网络掩码也具有重要的意义。IP地址和网络掩码进行『逻辑与』便可得到相应的网段信息。
如本例： 8.0.0.0/8 。 网络掩码的另一个作用还表现在当路由表中有多条目的地址相同的路由信息时，路由器将选择其掩码最长的一项作为匹配项 。
Interface: 输出接口。指明IP包将从该路由器的哪个接口转发出去。
NextHop：指明IP包所经过的下一个路由器的接口地址（就是IP地址）。
路由表中的优先级，度量值等其他的几个字段我们将在以后进行介绍。
Mac OS查看路由表：
根据来源的不同，路由表中的路由通常可以分为下面三类：
1.链路层协议发现的路由（也称为接口路由或直连路由）。
2.由网络管理员手工配置的静态路由。
3.动态路由协议发现的路由。
路由表中如果有多个匹配目的网络的路由条目，则路由器会选择掩码最长的条目。
路由器在转发数据时，需要选择路由表中的最优路由。当数据报文到达路由器时，路由器首先提取报文的目的IP地址，然后查找路由表。
如上图所示，路由表中有两个表项到达目的网段 10.1.1.0 ，下一跳，地址都是 20.1.1.2 ，如果要将报文转发到网段 10.1.1.1 ，则 10.1.1.0/30 符合最长匹配原则。
OSPF，RIP都是IGP。
路由器可以通过多种不同协议学习到去往统一目的网络的路由，当这些路由都符合最长匹配原则时，必须决定哪个路由优先。
每个路由协议都有一个协议优先级（取值越小，优先级越高）。当有多个路由信息时，选择最高优先级的路由作为最佳路由。
如图所示，路由器通过两种路由协议学习到了网段 10.1.1.0 的路由虽然RIP协议提供了一条看起来更加直连的路线，但是由于OSPF具有更高的优先级，因而成为优选路由，并被加入路由表中。
如果路由器无法用优先级来判断最优路由，则只是用度量值（metric）来决定需要加入路由表的路由。
一些常用的度量值有：跳数，带宽，时延，代价，负载，可靠性等。
跳数指的是到达目的地所通过的路由器数目。
带宽是指链路的容量，告诉链路开销（度量值）较小。
metric值越小，路由越有限；因此图中metric=1+1=2的路由是达到目的地的最优路由，其表项可以在路由表中找到。
路由器需要知道下一跳和出接口才能将数据转发出去。
路由器收到一个数据包之后，会检查其目的IP地址，然后查找路由表。查找到匹配的路由表项之后，路由器会更具该表项所指示的出接口信息和下一跳信息将数据包转发出去。
总结：
1.路由器选择最优路由的顺序是什么?
路由器在选择最优路由时，会首先比较相同路由的优先级；如果优先级相同，再比较metric值。如果metric值也相同，多条相同的路由将实现等价负载分担。
2.Preference字段在路由表中代表了路由优先级。设备厂商会在各自的产品中为不同的路由协议规定不同的优先级。
路由器协议网络互联的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于路由器协议网络互联的作用、路由器协议网络互联的信息别忘了在本站进行查找喔。
