什么叫路由器有什么作用（家里用的路由器结构

路由器（英语：，又称路径器）是一种电讯网络设备，提供路由与转送两种重要机制，可以决定数据包从来源端到目的端所经过的路由路径（host到host之间的传输路径），这个过程称为路由；将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端（在路由器内部进行），这称为转送。路由工作在OSI模型的第三层——即网络层，例如网际协议（IP）。

路由器的结构

路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机,其任务是转发分组。也就是说,将路由器某个输入端口收到的分组,按照分组要去的目的地(即目的网络),把该分组从路由器的某个合适的输出端口转发给下一跳的路由器。

下一跳的路由器也按照这种方法处理分组,直到该分组到达终点为止。

由上图可以看出,整个路由器的结构可划分为2个部分:

路由选择部分

路由选择部分也叫做控制部分,其核心构建是路由选择处理机。

路由选择处理机

路由选择处理机的主要任务是根据所选定的路由选择协议(RIP/OSPF），构造、更新、维护路由表。关于怎样根据路由选择协议构造和更新路由表,我们将在后面讨论。

分组转发部分

分组转发部分分为:

交换结构

交换结构( ):

or is a in which nodes via one or more ( ). a links, it total than , such as the early of , or most such as Wi-Fi.

交换结构又称为交换组织,它的作用就是根据转发表( table)对分组进行处理,将某个输入端口进入的分组从一个合适的输出端口转发出去。交换结构本身就是一种网络,但这种网络完全包含在路由器中,因此交换结构又可看成是"在路由器中的网络"。

实现这样的交换有多种方法,下图给出了三种常见的交换方法。

这三种方法都是将输出端口I1收到的分组转发到输出端口O2。

通过存储器

上图中(a)的示意图表示分组通过存储器进行交换。

与早期路由器的区别就是,目的地址的查找与分组在存储器中的缓存都是在输入端口中进行的。

通过总线

上图中(b)的示意图表示分组通过总线进行交换。

采用这种方式时,数据报从输入端口通过共享的总线直接传送到合适的输出端口,而不需要路由选择处理机的干预。但是,由于总线是共享的,因此在同一时间只能有一个分组在总线上传送。当分组到达输入端口时若发现总线忙,则被阻塞而不能通过交换结构,并在输入端口排队等待。因为每一个要转发的分组都要通过每一条总线,因此路由器的转发带宽就受总线效率的限制。

通过互连网络

上图中(c)的示意图表示分组通过纵横交换结构进行交换。这种交换结构常称为互连网络。

它有2N条总线,可以使N个输入端口和N个输出端口相连接,这取决于相应的交叉节点是使水平总线和垂直总线接通还是断开。

当输入端口收到一个分组时,就将它发送到与该输入端口相连的水平总线上。若通向所要转发的输出端口的垂直总线是空闲的,则在这个结点将垂直总线与水平总线接通,然后将该分组转发到这个输出端口。但若该垂直总线已被占用,则后到达的分组就被阻塞,必须在输入端口排队。

转发和路由选择的区别

转发()(只涉及一个路由器) 就是路由器根据转发表将用户的 IP 数据报从合适的端口转发出去。

路由选择()(涉及整个网络的很多路由器)则是按照分布式算法,根据从各相邻路由器得到的关于网络拓扑的变化情况,动态地改变所选择的路由。

路由表（目的网络N，距离d，下一跳地址A）和转发表（下一跳地址X，对应物理地址HA）的项目内容和完成的功能也不相同。路由表是根据路由选择算法得出的。而转发表是从路由表得出的。

对路由交换信息分组（如RIP/OSPF分组，由路由选择处理机来处理）和数据分组（由交换结构来处理）也是采取不同的处理方式。

在讨论路由选择的原理时,往往不去区分转发表和路由表的区别。

输入端口和输出端口

在上图中,路由器的输入和输出端口里面都各有三个方框,用方框中的1,2和3分别表示物理层,数据链路层和网络层的处理模块。

物理层

物理层进行比特的接收。

数据链路层

数据链路层按照链路层协议接收传送分组的帧。在把帧的首部和尾部都剥去后,分组就被送入网络层进行处理。

网络层

若接收到的分组是路由器之间交换路由信息的分组(如 RIP 或 OSPF 分组等),则把这种分组送交到路由器的路由选择部分中的路由选择处理机。

若接收到的是数据分组,则按照分组首部中的目的地址查找转发表,根据得出的结果,分组就经过交换结构到达合适的输出端口。

输入端口对线路上收到分组的处理

数据链路层剥去帧首部和尾部后,将分组送到网络层的队列中进行排队等待处理。当一个分组正在查找转发表,后面又跟着从这个输入端口收到的另一个分组,这个后到的分组就必须在队列中等待,这会产生一定的时延。

输出端口对线路上收到分组的处理

当交换结构传送过来的分组先进行缓存。在网络层的处理模块中设有一个缓冲区,实际上它就是一个队列。当交换结构传送过来的分组的速率超过输出链路的发送速率时,来不及发送的分组就必须暂时存放在这个队列中。数据链路层处理模块将分组加上链路层的首部和尾部,交给物理层后发送到外部线路。

分组丢弃

若路由器处理分组的速率赶不上分组进入队列的速率,则队列的存储空间最终必定减少到零,这就使后面再进入队列的分组由于没有存储空间而只能被丢弃。

路由器中的输入或输出队列产生溢出是造成分组丢失的重要原因。

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