溫璟　時丹凌

摘 要 路由器是一種連接多個網(wǎng)絡或網(wǎng)段的網(wǎng)絡設備，它能將不同網(wǎng)絡或網(wǎng)段之間的數(shù)據(jù)信息進行“翻譯”，以使它們能夠相互“讀”懂對方的數(shù)據(jù)，并能夠高速的選擇信息傳送的線路，大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡系統(tǒng)通信負荷，節(jié)約網(wǎng)絡系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來。

關鍵詞 路由器 IP地址 尋徑 轉發(fā)

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A

1路由器的工作原理

網(wǎng)絡中的設備用它們的網(wǎng)絡地址互相通信。IP地址是與硬件地址無關的“邏輯”地址。路由器只根據(jù)IP地址來轉發(fā)數(shù)據(jù)。IP地址的結構有兩部分，一部分定義網(wǎng)絡號，另一部分定義網(wǎng)絡內的主機號。目前，在Internet網(wǎng)絡中采用子網(wǎng)掩碼來確定IP地址中網(wǎng)絡地址和主機地址。子網(wǎng)掩碼與IP地址一樣也是32bit，并且兩者是一一對應的，并規(guī)定，子網(wǎng)掩碼中數(shù)字為“1”所對應的IP地址中的部分為網(wǎng)絡號，為“0”所對應的則為主機號。網(wǎng)絡號和主機號合起來，才構成一個完整的IP地址。同一個網(wǎng)絡中的主機IP地址，其網(wǎng)絡號必須是相同的，這個網(wǎng)絡稱為IP子網(wǎng)。通信只能在具有相同網(wǎng)絡號的IP地址之間進行，要與其它IP子網(wǎng)的主機進行通信，則必須經過同一網(wǎng)絡上的某個路由器或網(wǎng)關出去。不同網(wǎng)絡號的IP地址不能直接通信，即使它們接在一起，也不能通信。路由器有多個端口，用于連接多個IP子網(wǎng)。每個端口的IP地址的網(wǎng)絡號要求與所連接的IP子網(wǎng)的網(wǎng)絡號相同。不同的端口為不同的網(wǎng)絡號，對應不同的IP子網(wǎng)，這樣才能使各子網(wǎng)中的主機通過自己子網(wǎng)的IP地址把要求出去的IP分組送到路由器上。

2路由器的主要功能

路由動作包括兩項基本內容：尋徑和轉發(fā)。尋徑即判定到達目的地的最佳路徑，由路由選擇算法來實現(xiàn)。為了判定最佳路徑，路由選擇算法必須啟動并維護包含路由信息的路由表，其中路由信息依賴于所用的路由選擇算法而不盡相同。路由選擇算法將收集到的不同信息填入路由表中，根據(jù)路由表可將目的網(wǎng)絡與下一站的關系告訴路由器。路由器間互通信息進行路由更新，更新維護路由表使之正確反映網(wǎng)絡的拓撲變化，并由路由器根據(jù)量度來決定最佳路徑。轉發(fā)即沿尋徑好的最佳路徑傳送信息分組。路由器首先在路由表中查找，判明是否知道如何將分組發(fā)送到下一個站點，如果路由器不知道如何發(fā)送分組，通常將該分組丟棄；否則就根據(jù)路由表的相應表項將分組發(fā)送到下一個站點，如果目的網(wǎng)絡直接與路由器相連，路由器就把分組直接送到相應的端口上。這就是路由轉發(fā)協(xié)議。路由轉發(fā)協(xié)議和路由選擇協(xié)議是相互配合又相互獨立的概念，前者使用后者維護的路由表，同時后者要利用前者提供的功能來發(fā)布路由協(xié)議數(shù)據(jù)分組。

3路由選擇協(xié)議

典型的路由選擇方式有兩種：靜態(tài)路由和動態(tài)路由。靜態(tài)路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網(wǎng)絡管理員干預，否則靜態(tài)路由不會發(fā)生變化。由于靜態(tài)路由不能對網(wǎng)絡的改變作出反映，一般用于網(wǎng)絡規(guī)模不大、拓撲結構固定的網(wǎng)絡中。靜態(tài)路由的優(yōu)點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態(tài)路由優(yōu)先級最高。當動態(tài)路由與靜態(tài)路由發(fā)生沖突時，以靜態(tài)路由為準。動態(tài)路由是網(wǎng)絡中的路由器之間相互通信，傳遞路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實時地適應網(wǎng)絡結構的變化。如果路由更新信息表明發(fā)生了網(wǎng)絡變化，路由選擇軟件就會重新計算路由，并發(fā)出新的路由更新信息。這些信息通過各個網(wǎng)絡，引起各路由器重新啟動其路由算法，并更新各自的路由表以動態(tài)地反映網(wǎng)絡拓撲變化。動態(tài)路由適用于網(wǎng)絡規(guī)模大、網(wǎng)絡拓撲復雜的網(wǎng)絡。當然，各種動態(tài)路由協(xié)議會不同程度地占用網(wǎng)絡帶寬和CPU資源。靜態(tài)路由和動態(tài)路由有各自的特點和適用范圍，因此在網(wǎng)絡中動態(tài)路由通常作為靜態(tài)路由的補充。當一個分組在路由器中進行尋徑時，路由器首先查找靜態(tài)路由，如果查到則根據(jù)相應的靜態(tài)路由轉發(fā)分組；否則再查找動態(tài)路由。

4路由算法

路由算法按照種類可分為以下幾種：靜態(tài)和動態(tài)、單路和多路、平等和分級、源路由和透明路由、域內和域間、鏈路狀態(tài)和距離向量。鏈路狀態(tài)算法（也稱最短路徑算法）發(fā)送路由信息到互聯(lián)網(wǎng)上所有的結點，然而對于每個路由器，僅發(fā)送它的路由表中描述了其自身鏈路狀態(tài)的那一部分。距離向量算法（也稱為Bellman-Ford算法）則要求每個路由器發(fā)送其路由表全部或部分信息，但僅發(fā)送到鄰近結點上。從本質上來說，鏈路狀態(tài)算法將少量更新信息發(fā)送至網(wǎng)絡各處，而距離向量算法發(fā)送大量更新信息至鄰接路由器。由于鏈路狀態(tài)算法收斂更快，因此它在一定程度上比距離向量算法更不易產生路由循環(huán)。但另一方面，鏈路狀態(tài)算法要求比距離向量算法有更強的CPU能力和更多的內存空間，因此鏈路狀態(tài)算法將會在實現(xiàn)時顯得更昂貴一些。除了這些區(qū)別，兩種算法在大多數(shù)環(huán)境下都能很好地運行。

5路由器安全維護

利用路由器的漏洞發(fā)起攻擊的事件經常發(fā)生，路由器攻擊會浪費CPU周期，誤導信息流量，使網(wǎng)絡異常甚至陷于癱瘓，因此需要采取相應的安全措施來保護路由器的安全。（1）避免口令泄露危機；（2）關閉IP直接廣播；（3）禁用不必要的服務；（4）限制邏輯訪問；（5）封鎖ICMP ping請求；（6）關閉IP源路由；（7）監(jiān)控配置更改。