詳細介紹路由器的概念（基礎篇）

2019-11-05 00:29:27

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　　本節介紹路由器的技術及其在互連網絡中的作用，互連網絡（ i n t e r n e t w o r k）是一個被廣泛接受的網絡界術語，它表示相互連接的許多網絡的集合。每一個獨立的網絡都有它自己的網絡號，此網絡號在特定的互連網絡中必須是唯一的。若對本章使用的一些術語不太熟悉，請不必擔心。本章綜述的所有概念，在后續章節中將進行具體的討論和全面的解釋。
　　
　　路由器的作用是根據從網絡協議獲悉的有關信息，控制通過互連網絡的通信量。讓我們先來討論一下計算機網絡協議的作用。
　　
　　在一個有幾百臺、甚至幾千臺計算機連在一起的互連網絡中，必須有一些約定的方式供這些設備相互訪問和通信。隨著網絡規模的增大，讓每一臺計算機記住互連網絡上其他所有計算機的地址是不切實際的，因此必須有一些機制來減少每臺計算機為實現與其他所有計算機通信而維護的信息量。
　　
　　已使用的機制是將一個互連網絡分成許多獨立、但互相連接的網絡，這些網絡本身可能又被分為許多子網（見圖1 - 1）。記住這些分立網絡的任務可以交給被稱為路由器的專用計算機來完成。使用這種方法，網絡上的計算機只需記住互連網絡中的分立網絡，而不需記住網絡上的每一臺計算機。
　　
　　要描述互連網絡上的計算機是怎樣相互尋址的，最好的類比是郵局服務系統。當郵寄一封信時，需要提供公寓號碼、街區名稱和號碼、城鎮和州名。在計算機術語中，發送信息時，需要提供給用端口號、主機號、子網號和網絡號（見圖1 - 2）。這些術語將在后續章節中具體討論。
　　
　　要害的概念是當郵局接收到發往另一個城鎮的信件時，郵政人員首先將它發送到目的城鎮所在的分局。從那里，這封信被交給負責特定街區的某個郵遞員。最終，這封信被投遞到目的地。
　　
　　計算機網絡也采用相似的過程。發往互連網絡的信息首先被送到與目的網絡相連的路由器。路由器實際上起著這個網絡的分發中心的作用，它把信息送到目的子網。最后此信息被送到目的主機的目的端口上。
　　　

　　圖1-1 互連網絡上網絡和子網的相互連接
　　　

　　圖1-2 郵局服務系統與互連網絡的尋址方案比較
　　圖1 - 3給出了一個簡單的互連網絡，其中由路由器將不同的網絡連接起來。圖中的網絡1、2、3和4上有主機，而網絡5、6和7上沒有。網絡5、6和7僅僅是與局域網或廣域網上的路由器相連。在此互連網絡中，主機X和Z必須配置成同樣的網絡號（本例中為2）。除此之外，與同一網絡相連的路由器接口（例如，路由器C上的接口2和路由器A上的接口1）必須配置成同樣的網絡號（本例中為5）。
　　　

　　圖1-3 簡單的互連網絡連接
　　我們再次使用郵政服務做類比，連接到兩個網絡的路由器可看成是有兩個入口的房子。如圖1 - 4中的房子有兩個入口，一個在子網1街上，另一個在子網- 2街上。要想向此房子中發送一封信，子網- 1街的地址和子網- 2街的地址都可用。同樣，在圖1 - 3中，路由器與兩個網絡相連，要想將信息發送給路由器A，接口1、接口2或接口3的地址都可用。
　　

　　圖1-4 同一位置有多個地址
　　從本質上說，路由器的作用是將報文分組從一個網絡路由到另一個網絡。這句話暗含著兩個含義。第一，一個路由器的多個接口不能被配置成相同的網絡號（后面將給出一個例子，在那個例子中，通過使用子網掩碼，可以在同一路由器的不同接口上配置相同的網絡號，但是有不同的子網號）；第二，由于每條廣播有一個目的網絡號，故在缺省目的網絡號的情況下路由器不能轉發廣播包（后面我們將討論怎樣將路由器配置成可以轉發廣播包）。

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