路由协议的作用和功能(路由协议的作用范围)

路由器的原理与作用路由器是一种典型的网络层设备。它是两个局域网之间接帧传输数据，在OSI/RM之中被称之为中介系统，完成网络层中继或第三层中继的任务。路由器负责在两个局域网的网络层间接帧传输数据，转发帧时需要改变帧中的地址。本文主要给大家详细的介绍了路由器的基础知识，路由器的作用与功能，那么它的基本工作原理是什么呢?下面的文章将给你详细的解答。路由器的原理与作用路由器是一种典型的网络层设备。它是两个局域网之间接帧传输数据，在OSI/RM之中被称之为中介系统，完成网络层中继或第三层中继的任务。路由器负责在两个局域网的网络层间接帧传输数据，转发帧时需要改变帧中的地址。一、原理与作用路由器(Router)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，可通过路由器来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，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。它不关心各子网使用的硬件设备，但要求运行与网络层协议相一致的软件。路由器分本地路由器和远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆、双绞线;远程路由器是用来连接远程传输介质，并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收机、发射机。一般说来，异种网络互联与多个子网互联都应采用路由器来完成。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，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。1.静态路径表 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，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。2.动态路径表 　　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。二、路由器的优缺点1.优点适用于大规模的网络;复杂的网络拓扑结构，负载共享和最优路径;能更好地处理多媒体;安全性高;隔离不需要的通信量;节省局域网的频宽;减少主机负担。2.缺点它不支持非路由协议;安装复杂;价格高。三、路由器的功能(1)在网络间截获发送到远地网段的报文，起转发的作用。(2)选择最合理的路由，引导通信。为了实现这一功能，路由器要按照某种路由通信协议，查找路由表，路由表中列出整个互联网络中包含的各个节点，以及节点间的路径情况和与它们相联系的传输费用。如果到特定的节点有一条以上路径，则基于预先确定的准则选择最优(最经济)的路径。由于各种网络段和其相互连接情况可能发生变化，因此路由情况的信息需要及时更新，这是由所使用的路由信息协议规定的定时更新或者按变化情况更新来完成。网络中的每个路由器按照这一规则动态地更新它所保持的路由表，以便保持有效的路由信息。(3)路由器在转发报文的过程中，为了便于在网络间传送报文，按照预定的规则把大的数据包分解成适当大小的数据包，到达目的地后再把分解的数据包包装成原有形式。(4)多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段，作为不同通信协议网络段通信连接的平台。(5)路由器的主要任务是把通信引导到目的地网络，然后到达特定的节点站地址。后一个功能是通过网络地址分解完成的。例如，把网络地址部分的分配指定成网络、子网和区域的一组节点，其余的用来指明子网中的特别站。分层寻址允许路由器对有很多个节点站的网络存储寻址信息。在广域网范围内的路由器按其转发报文的性能可以分为两种类型，即中间节点路由器和边界路由器。尽管在不断改进的各种路由协议中，对这两类路由器所使用的名称可能有很大的差别，但所发挥的作用却是一样的。中间节点路由器在网络中传输时，提供报文的存储和转发。同时根据当前的路由表所保持的路由信息情况，选择最好的路径传送报文。由多个互连的LAN组成的公司或企业网络一侧和外界广域网相连接的路由器，就是这个企业网络的边界路由器。它从外部广域网收集向本企业网络寻址的信息，转发到企业网络中有关的网络段;另一方面集中企业网络中各个LAN段向外部广域网发送的报文，对相关的报文确定最好的传输路径。我们通过一个例子来说明路由器工作原理。例：工作站A需要向工作站B传送信息(并假定工作站B的IP地址为120.0.5)，它们之间需要通过多个路由器的接力传递，路由器的分布。其工作原理如下：(1)工作站A将工作站B的地址120.0.5连同数据信息以数据帧的形式发送给路由器1。(2)路由器1收到工作站A的数据帧后，先从报头中取出地址120.0.5，并根据路径表计算出发往工作站B的最佳路径：R1->R2->R5->B;并将数据帧发往路由器2。(3)路由器2重复路由器1的工作，并将数据帧转发给路由器5。(4)路由器5同样取出目的地址，发现120.0.5就在该路由器所连接的网段上，于是将该数据帧直接交给工作站B。(5)工作站B收到工作站A的数据帧，一次通信过程宣告结束。事实上，路由器除了上述的路由选择这一主要功能外，还具有网络流量控制功能。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。因此，我们以为，支持多协议的路由器性能相对较低。用户购买路由器时，需要根据自己的实际情况，选择自己需要的网络协议的路由器。近年来出现了交换路由器产品，从本质上来说它不是什么新技术，而是为了提高通信能力，把交换机的原理组合到路由器中，使数据传输能力更快、更好。

常用的Internet路由协议有RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP、BGP等 在连接情况较简单的网络结构中，相连的路由器也可以不采用动态的路由协议，而直接采用静态的这些路由协议,在上达中型企业中,可能一般用到的是静态路由,RIP 像OSPF 只是到达超大的路由环境才会用到.
路由分为静态路由和动态路由，其相应的路由表称为静态路由表和动态路由表。静态路由表由网络管理员在系统安装时根据网络的配置情况预先设定，网络结构发生变化后由网络管理员手工修改路由表。动态路由随网络运行情况的变化而变化，路由器根据路由协议提供的功能自动计算数据传输的最佳路径，由此得到动态路由表。 根据路由算法，动态路由协议可分为距离向量路由协议（Distance Vector Routing Protocol）和链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）。距离向量路由协议基于Bellman-Ford算法，主要有RIP、IGRP（IGRP为Cisco公司的私有协议）；链路状态路由协议基于图论中非常著名的Dijkstra算法，即最短优先路径（Shortest Path First，SPF）算法，如OSPF。在距离向量路由协议中，路由器将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器；而在链路状态路由协议中，路由器将链路状态信息传递给在同一区域内的所有路由器。 根据路由器在自治系统（AS）中的位置，可将路由协议分为内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP）和外部网关协议（External Gateway Protocol，EGP，也叫域间路由协议）。域间路由协议有两种：外部网关协议（EGP）和边界网关协议（BGP）。EGP是为一个简单的树型拓扑结构而设计的，在处理选路循环和设置选路策略时，具有明显的缺点，目前已被BGP代替。EIGRP是Cisco公司的私有协议，是一种混合协议，它既有距离向量路由协议的特点，同时又继承了链路状态路由协议的优点。各种路由协议各有特点，适合不同类型的网络。下面分别加以阐述。2 静态路由静态路由表在开始选择路由之前就被网络管理员建立，并且只能由网络管理员更改，所以只适于网络传输状态比较简单的环境。静态路由具有以下特点：· 静态路由无需进行路由交换，因此节省网络的带宽、CPU的利用率和路由器的内存。· 静态路由具有更高的安全性。在使用静态路由的网络中，所有要连到网络上的路由器都需在邻接路由器上设置其相应的路由。因此，在某种程度上提高了网络的安全性。· 有的情况下必须使用静态路由，如DDR、使用NAT技术的网络环境。静态路由具有以下缺点：· 管理者必须真正理解网络的拓扑并正确配置路由。· 网络的扩展性能差。如果要在网络上增加一个网络，管理者必须在所有路由器上加一条路由。· 配置烦琐，特别是当需要跨越几台路由器通信时，其路由配置更为复杂。3 动态路由 动态路由协议分为距离向量路由协议和链路状态路由协议

常用的路由协议分为RIP、IGRP（Cisco私有协议）、EIGRP（Cisco私有协议）、OSPF、IS-IS、BGP等。1、RIP特点：是动态路由协议，基于距离矢量算法，利用跳数来作为计量标准。在带宽、配置和管理方面要求较低，主要适合于规模较小的网络中。原理：路由器运行RIP后，会首先发送路由更新请求，收到请求的路由器会发送自己的RIP路由进行响应；网络稳定后，路由器会周期性发送路由更新信息。当一个RIP更新报文到达时，接收方路由器和自己的RIP路由表中的每一项进行比较，并按照距离矢量路由算法对自己的RIP路由表进行修正。2、 EIGRP特点：能实现快速收敛。运行EIGRP的路由器存储了邻居的路由表，能够快速适应网络中的变化；EIGRP发送部分更新而不是定期更新，且仅在路由路径或者度量值发生变化时才发送；支持多种网络层协议；使用多播和单播；支持变长子网掩码；无缝连接数据链路层协议和拓扑结构。原理：结合了链路状态和距离矢量型路由选择协议的Cisco专用协议，采用弥散修正算法（DUAL）来实现快速收敛，可以不发送定期的路由更新信息以减少带宽的占用。3、OSPF特点：OSPF 适合在大范围的网络；组播触发式更新；收敛速度快；以开销作为度量值；OSPF协议的设计是为了避免路由环路。在使用最短路径的算法下，收到路由中的链路状态，然后生成路径，这样不会产生环路。原理：OSPF是两个相邻的路由器通过发报文的形式成为邻居关系，邻居再相互发送链路状态信息形成邻接关系，之后各自根据最短路径算法算出路由，放在OSPF路由表，OSPF路由与其他路由比较后优的加入全局路由表。扩展资料：路由协议的作用主要运行于路由器上，路由选择协议主要是运行在路由器上的协议，主要用来进行路径选择。它起到一个地图导航，负责找路的作用。工作在网络层。路由协议作为TCP/IP协议族中重要成员之一，其选路过程实现的好坏会影响整个Internet网络的效率参考资料来源：百度百科-路由协议参考资料来源：百度百科-RIP参考资料来源：百度百科- EIGRP参考资料来源：百度百科-OSPF
路由协议可以按不同的标准分别分为两种类型。按路由协议的作用范围，我们可以把路由协议分为内部网关协议（IGP）和域间路由协议。路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先(OSPF)和ISIS等是你可能听说过的IGP。这些是处理域内部路由的一些路由协议。外部网关协议(EGP)是处理域之间的和企业之间的路由的协议。现在这个协议已经停止使用了。BGP(边界网关协议)现在是一个标准的域之间的协议。按另一种标准路由协议可以分为另外两种类型:链路状态协议或者距离向量协议。距离向量的方法是“告诉你的邻居你所知道的整个网络的状况”。这就意味着你要向所有的邻居广播整个路由表。这个“向量”就是目的地。“距离”实际上就是一个计量单位，可以是跳数。链路状态路由协议的方法“告诉外界有关你的邻居的情况”。整体思路就是要搞清楚周围有谁在线并向其它路由器广播这个信息。链路状态路由协议需要更大的运算量，但它为网络中所有的路由器关于整个网络的清晰全景图。 http://cache.baidu.com/c?m=9d78d513d9d430af4f9d91697b17c017124381132ba1d2020ca2843e93732c4a506793ac57270772d7d20d1016dc3a48adb0687d6d4566f58cc9fb57c0fed76d38885033734dc01c05d36efe9619389260d647e9ad1be3b8f72f93aad5d3dc4353bd094325&p=8266c64ad6dd08be4ebd9b7a53&user=baidu#baidusnap0
路由分为静态路由和动态路由 RIP、IGR、 EIGRP

比如 (TCP/IP） 传输控制协议/网际协议（IPX/SPX） 网际数据包交换/序列数据包交换（Appletalk）苹果公司私有协议可路由协议是为路由选择协议算法提供必要信息的,比如路由选择协议用目的IP选路那IP协议也就是可路由协议为路由选择协议提供算法所必须的信息(IP地址等).以下是百科里的:可路由协议是定义数据包内各个字段的格式和用途的网络层封装协议，该网络层协议允许将数据包从一个网络设备转发到另一个网络设备。常见的可路由协议有TCP/IP协议栈中的IP协议、Nover IPX/SPX协议栈的IPX协议。可路由协议也可称为被路由协议，它是网络层协议的支撑，象IP，IPX等，同时一个协议被成为可路由协议必须能够给每台独立的设备分配网络号和主机号。如IPX只要求分配网络号，因为它使用主机的MAC作为物理地址，而IP是要求你提供一个地址和子网掩码，通过它们的与运算得到网络号的，所以它们是可路由协议，NetBEUI协议不是可路由协议，因为它不提供第三层的支持，它仅是一个小型的快速的高效协议，仅限制在一个网段中运行。同时可路由协议是根据上层协议将数据封装到IP包里。 路由协议是运行终端系统上的协议，主要用来进行相互通信。
路由分为静态路由和动态路由，其相应的路由表称为静态路由表和动态路由表。静态路由表由网络管理员在系统安装时根据网络的配置情况预先设定，网络结构发生变化后由网络管理员手工修改路由表。动态路由随网络运行情况的变化而变化，路由器根据路由协议提供的功能自动计算数据传输的最佳路径，由此得到动态路由表。 根据路由算法，动态路由协议可分为距离向量路由协议（DistanceVectorRoutingProtocol）和链路状态路由协议（LinkStateRoutingProtocol）。距离向量路由协议基于Bellman-Ford算法，主要有RIP、IGRP（IGRP为Cisco公司的私有协议）；链路状态路由协议基于图论中非常著名的Dijkstra算法，即最短优先路径（ShortestPathFirst，SPF）算法，如OSPF。在距离向量路由协议中，路由器将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器；而在链路状态路由协议中，路由器将链路状态信息传递给在同一区域内的所有路由器。根据路由器在自治系统（AS）中的位置，可将路由协议分为内部网关协议（InteriorGatewayProtocol，IGP）和外部网关协议（ExternalGatewayProtocol，EGP，也叫域间路由协议）。域间路由协议有两种：外部网关协议（EGP）和边界网关协议（BGP）。EGP是为一个简单的树型拓扑结构而设计的，在处理选路循环和设置选路策略时，具有明显的缺点，目前已被BGP代替。EIGRP是Cisco公司的私有协议，是一种混合协议，它既有距离向量路由协议的特点，同时又继承了链路状态路由协议的优点。各种路由协议各有特点，适合不同类型的网络。下面分别加以阐述。2静态路由静态路由表在开始选择路由之前就被网络管理员建立，并且只能由网络管理员更改，所以只适于网络传输状态比较简单的环境。静态路由具有以下特点：·静态路由无需进行路由交换，因此节省网络的带宽、CPU的利用率和路由器的内存。·静态路由具有更高的安全性。在使用静态路由的网络中，所有要连到网络上的路由器都需在邻接路由器上设置其相应的路由。因此，在某种程度上提高了网络的安全性。·有的情况下必须使用静态路由，如DDR、使用NAT技术的网络环境。静态路由具有以下缺点：·管理者必须真正理解网络的拓扑并正确配置路由。·网络的扩展性能差。如果要在网络上增加一个网络，管理者必须在所有路由器上加一条路由。·配置烦琐，特别是当需要跨越几台路由器通信时，其路由配置更为复杂。3动态路由 动态路由协议分为距离向量路由协议和链路状态路由协议

1．TCP/IP体系结构 计算机网络是由许多计算机组成的，要实现网络计算机之间数据传输，必须要做两件事，确定数据传输目的地址和保证数据迅速可靠传输的措施，这是因为数据在传输过程中很容易丢失或传错，Internet使用一种专门的计算机协议TCP/IP，以保证数据安全、可靠地到达指定的目的地，TCP/IP主要由传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）和网间协议IP（Internet Protocol）组成。TCP/IP是一个四层协议体系结构，如图3.1所示。Internet 对应的TCP/IP协议图3.1 TCP/IP体系结构在这个结构里，每一层负责不同的功能：链路层，有时也称作数据链路层或网络接口层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。网间层，有时也称作互联网层，处理分组在网络中的活动，例如分组的路由选择。在TCP/IP协议组件中，网间层协议包括IP协议（网际协议）、ICMP协议（Internet互联网控制报文协议）等。传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议组件中，有两个互不相同的传输协议：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于传输层提供了高可靠性的端到端的通信，因此应用层可以忽略所有这些细节。而另一方面，UDP则为应用层提供一种非常简单的服务。它只是把称作数据报的分组从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。任何所需的可靠性必须由应用层来提供。应用层负责处理特定的应用程序细节。几乎各种不同的TCP/IP实现都会提供一些通用的应用程序，例如，Telnet 远程登录、FTP文件传输协议、SMTP 用于电子邮件的简单邮件传输协议和SNMP 简单网络管理协议。2．TCP/IP数据传输过程TCP/IP协议所采用的通信方式是分组交换方式。所谓分组交换，简单说就是数据在传输时分成若干段，每个数据段称为一个数据包，TCP/IP协议的基本传输单位是数据包，TCP/IP协议在数据传输过程中主要完成以下功能：（1） 首先由TCP协议把数据分成若干数据包，给每个数据包写上序号，以便接收端把数据还原成原来的格式。（2） IP协议给每个数据包写上发送主机和接收主机的地址，一旦写上源地址和目的地址，数据包就可以在物理网上传送数据了。IP协议还具有利用路由算法进行路由选择的功能。（3） 这些数据包可以通过不同的传输途径（路由）进行传输，由于路径不同，加上其他的原因，可能出现顺序颠倒、数据丢失、数据失真甚至重复的现象。这些问题都由TCP协议来处理，它具有检查和处理错误的功能，必要时还可以请求发送端重发。简言之，IP协议负责数据的传输，而TCP协议负责数据的可靠传输。3.2.2 IP地址与域名无论是从使用Internet的角度还是从运行Internet的角度看IP地址和域名都是十分重要的概念，当你与Internet上其他用户进行通信时，或者寻找Internet的各种资源时，都会用到IP地址或者域名。1．IP地址与Internet相连的任何一台计算机，不管是最大型的还是最小型的，都被称为主机。有些主机是为成千上万的用户提供服务的大型机或巨型机，有些是小型工作站或单用户PC机，还有一些是专用计算机（如用于将一个网络和另一网络连接起来的路由器）。但是从Internet这一角度来说，所有这些计算机都是主机。IP地址是在Internet网络中为每一台主机分配的由32位二进制数组成的惟一标识符，它是由两部分构成，一部分是网络标识（netid），另一部分是主机标识（hostid）。目前所使用的IP协议版本规定：IP地址的长度为32位。Internet的网络地址可分为三类（A类、B类、C类），每一类网络中IP地址的网络标识长度和主机标识长度都有所不同。凡是以0开始的IP地址均属于A类网络，如图3.2所示。凡是以10开始的IP地址都属于B类网络，如图3.3所示。凡是以110开始的IP地址都属于C类网络，如图3.4所示。由此可见A类网络IP地址的网络标识长度为7位，主机标识的长度为24位。B类网络IP地址的网络标识的长度为14位，主机标识长度16位。C类网络IP地址的网络标识长度为21位，主机标识长度为8位。这样大家可以容易地计算出Internet整个IP地址空间的各类网络数目和每个网络地址中可以容纳的主机数目。表3.1 Internet的IP空间第一组数字 网络地址数 网络主机数 主机总数A类网络 1-127 126（全0、全1专用） 16387064 2064770064B类网络 128-191 16256 64516 1048872096C类网络 192-223 2064512 254（全0、全1专用） 524386048总计 2080894 3638028208从表3.1看出：A类网络地址数量最少，可以用于主机数多达1600多万台的大型网络，B类网络适用于中等规模的网络，C类网络地址适用于主机数不多的小型网络。由于二进制不容易记忆，通常用四组三位的十进制数表示，中间用小数点分开，每组十进制数代表8位二进制数，其范围为0～255，但是0和255这两个地址在Internet有特殊用途（用于广播），因此实际上每组数字可以真正使用的范围1～254。2．域名前面讲到，IP地址是一种数字型网络标识和主机标识，数字型标识对计算机网络来讲自然是最有效的，但是对使用网络的人来说有不便记忆的缺点，为了解决这一问题，人们研究出一种字符型标识，即为每一个接入Internet的主机起一个用字母表示的名字称为域名，作为主机的地址。如用nju.edu.cn代替202.11932.12，这样就方便了记忆。目前所使用的域名是一种层次型命名法。第n级子域名 . ...... 第二级子域名. 第一级子域名.这里一般： 2≤n≤5域名可以以一个字母或数字开头和结尾，并且中间的字符只能是字母、数字和连字符，标号必须是小于255。经验表明为了简便并容易记住名字，每个标号小于或等于8个字符。Internet主机名字需要从右至左破译，位置越靠左越具体。域名最右边的是一级域或顶级域，代表国家，如nju.edu.cn中cn表示该主机在中国，edu表示主机接在教育和科研网上，而nju是该主机的名字。由于Internet起源于美国，所以没有国家标志的域名表示该计算机在美国注册了国际域名。国际顶级域名是一种标准化的标号，如表3.2所示。表3.2 国际顶级域名列表域 名 意 义COM 商业组织EDU 教育机构GOV 政府部门MIL 军事部门NET 主要网络支持中心ORG 上述以外的机构INT 国际组织COUNTRY CODE 国家（采用国际通用两字符编码）Internet地址中的第一级域名和第二级域名是由NIC管理，我国国家级域名（CN）由中国科学院计算机网络中心（NCFC）进行管理，第三级以下的域名由各个子网的NIC或具有NIC功能的节点自己负责管理。同时要注意以下几点：域名在整个Internet中必须是惟一的，当高级子域名相同时，低级子域名不允许重复。大小写字母在域名中没有区别。一台计算机可以有多个域名(通常用于不同的目的)，但只能有一个IP地址。主机的IP地址和主机的域名对通信协议来说具有相同的作用，从使用的角度看，两者没有区别。但是，当你所使用的系统没有域名服务器，只能使用IP地址不能使用域名。为主机确定域名时应尽量使用有意义的符号。一般我们把域名翻译成IP地址的软件称为域名系统（DNS）。从功能上说，域名系统基本上相当于一本电话簿，已知一个姓名就可以查到一个电话号码，它与电话簿区别是可以自动完成查找过程，此时，完整的域名系统应该具有双向查找功能。参考资料：http://fruit.sdau.edu.cn/~jiguo/dzsw/ecp/1-3-2.htm