路由器是一種典型的網(wǎng)絡層設備。它是兩個局域網(wǎng)之間接幀傳輸數(shù)據(jù)，在OSI／RM之中被稱之為中介系統(tǒng)，完成網(wǎng)絡層中繼或第三層中繼的任務。路由器負責在兩個局域網(wǎng)的網(wǎng)絡層間接幀傳輸數(shù)據(jù)，轉發(fā)幀時需要改變幀中的地址。它在OSI／RM中的位置如圖1所示。

一、原理與作用

　　路由器（Router）是用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡，所謂邏輯網(wǎng)絡是代表一個單獨的網(wǎng)絡或者一個子網(wǎng)。當數(shù)據(jù)從一個子網(wǎng)傳輸?shù)搅硪粋€子網(wǎng)時，可通過路由器來完成。因此，路由器具有判斷網(wǎng)絡地址和選擇路徑的功能，它能在多網(wǎng)絡互聯(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)絡層的一種互聯(lián)設備。它不關心各子網(wǎng)使用的硬件設備，但要求運行與網(wǎng)絡層協(xié)議相一致的軟件。路由器分本地路由器和遠程路由器，本地路由器是用來連接網(wǎng)絡傳輸介質的，如光纖、同軸電纜、雙絞線；遠程路由器是用來連接遠程傳輸介質，并要求相應的設備，如電話線要配調制解調器，無線要通過無線接收機、發(fā)射機。

　　一般說來，異種網(wǎng)絡互聯(lián)與多個子網(wǎng)互聯(lián)都應采用路由器來完成。

　　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容。路徑表可以是由系統(tǒng)管理員固定設置好的，也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改，可以由路由器自動調整，也可以由主機控制。

1．靜態(tài)路徑表 
　　由系統(tǒng)管理員事先設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)絡的配置情況預先設定的，它不會隨未來網(wǎng)絡結構的改變而改變。

2．動態(tài)路徑表 
　　動態(tài)（Dynamic）路徑表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行情況而自動調整的路徑表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議（Routing PRotocol）提供的功能，自動學習和記憶網(wǎng)絡運行情況，在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?/p>

二、路由器的優(yōu)缺點

1．優(yōu)點 
    適用于大規(guī)模的網(wǎng)絡；
    復雜的網(wǎng)絡拓撲結構，負載共享和最優(yōu)路徑；
    能更好地處理多媒體；
    安全性高；
    隔離不需要的通信量；
    節(jié)省局域網(wǎng)的頻寬；
    減少主機負擔。

2．缺點 
    它不支持非路由協(xié)議； 
    安裝復雜； 
    價格高。 

三、路由器的功能

　　（1）在網(wǎng)絡間截獲發(fā)送到遠地網(wǎng)段的報文，起轉發(fā)的作用。

　　（2）選擇最合理的路由，引導通信。為了實現(xiàn)這一功能，路由器要按照某種路由通信協(xié)議，查找路由表，路由表中列出整個互聯(lián)網(wǎng)絡中包含的各個節(jié)點，以及節(jié)點間的路徑情況和與它們相聯(lián)系的傳輸費用。如果到特定的節(jié)點有一條以上路徑，則基于預先確定的準則選擇最優(yōu)（最經(jīng)濟）的路徑。由于各種網(wǎng)絡段和其相互連接情況可能發(fā)生變化，因此路由情況的信息需要及時更新，這是由所使用的路由信息協(xié)議規(guī)定的定時更新或者按變化情況更新來完成。網(wǎng)絡中的每個路由器按照這一規(guī)則動態(tài)地更新它所保持的路由表，以便保持有效的路由信息。 

　　（3）路由器在轉發(fā)報文的過程中，為了便于在網(wǎng)絡間傳送報文，按照預定的規(guī)則把大的數(shù)據(jù)包分解成適當大小的數(shù)據(jù)包，到達目的地后再把分解的數(shù)據(jù)包包裝成原有形式。

　　（4）多協(xié)議的路由器可以連接使用不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡段，作為不同通信協(xié)議網(wǎng)絡段通信連接的平臺。

　　（5）路由器的主要任務是把通信引導到目的地網(wǎng)絡，然后到達特定的節(jié)點站地址。后一個功能是通過網(wǎng)絡地址分解完成的。例如，把網(wǎng)絡地址部分的分配指定成網(wǎng)絡、子網(wǎng)和區(qū)域的一組節(jié)點，其余的用來指明子網(wǎng)中的特別站。分層尋址允許路由器對有很多個節(jié)點站的網(wǎng)絡存儲尋址信息。

　　在廣域網(wǎng)范圍內的路由器按其轉發(fā)報文的性能可以分為兩種類型，即中間節(jié)點路由器和邊界路由器。盡管在不斷改進的各種路由協(xié)議中，對這兩類路由器所使用的名稱可能有很大的差別，但所發(fā)揮的作用卻是一樣的。

　　中間節(jié)點路由器在網(wǎng)絡中傳輸時，提供報文的存儲和轉發(fā)。同時根據(jù)當前的路由表所保持的路由信息情況，選擇最好的路徑傳送報文。由多個互連的LAN組成的公司或企業(yè)網(wǎng)絡一側和外界廣域網(wǎng)相連接的路由器，就是這個企業(yè)網(wǎng)絡的邊界路由器。它從外部廣域網(wǎng)收集向本企業(yè)網(wǎng)絡尋址的信息，轉發(fā)到企業(yè)網(wǎng)絡中有關的網(wǎng)絡段；另一方面集中企業(yè)網(wǎng)絡中各個LAN段向外部廣域網(wǎng)發(fā)送的報文，對相關的報文確定最好的傳輸路徑。

　　我們通過一個例子來說明路由器工作原理。

　　例：工作站A需要向工作站B傳送信息（并假定工作站B的ip地址為120.0.5），它們之間需要通過多個路由器的接力傳遞，路由器的分布如圖2所示。

其工作原理如下：
　　（1）工作站A將工作站B的地址120.0.5連同數(shù)據(jù)信息以數(shù)據(jù)幀的形式發(fā)送給路由器1。
　　（2）路由器1收到工作站A的數(shù)據(jù)幀后，先從報頭中取出地址120.0.5，并根據(jù)路徑表計算出發(fā)往工作站B的最佳路徑：R1->R2->R5->B；并將數(shù)據(jù)幀發(fā)往路由器2。
　　（3）路由器2重復路由器1的工作，并將數(shù)據(jù)幀轉發(fā)給路由器5。
　　（4）路由器5同樣取出目的地址，發(fā)現(xiàn)120.0.5就在該路由器所連接的網(wǎng)段上，于是將該數(shù)據(jù)幀直接交給工作站B。
　　（5）工作站B收到工作站A的數(shù)據(jù)幀，一次通信過程宣告結束。

　　事實上，路由器除了上述的路由選擇這一主要功能外，還具有網(wǎng)絡流量控制功能。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。因此，我們以為，支持多協(xié)議的路由器性能相對較低。用戶購買路由器時，需要根據(jù)自己的實際情況，選擇自己需要的網(wǎng)絡協(xié)議的路由器。

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