什么是路由器？

什么是路由器？

有了路由器，设备可以在互联网或内联网中连接和共享数据。路由器是在一个或多个局域网 (LAN) 之间传输数据的网关。路由器使用互联网协议 (IP) 发送 IP 数据包，其中包含位于不同局域网中的发送设备和目标设备的数据和 IP 地址。路由器位于连接发送设备和接收设备的 LAN 之间。设备可以通过多个路由器“跃点”连接，也可以驻留在直接连接到同一路由器的单独 LAN 上。 

发送设备的 IP 数据包到达路由器后，路由器识别数据包的目的地，计算转发的最佳路径。路由器有一组路由转发表，按照这些规则确定如何转发数据以到达目标设备的 LAN。路由器将确定最佳路由器接口（或下一跳），以便将数据包发送到更靠近目标设备 LAN 的位置。设备发送 IP 数据包后，路由器会以最有效的方式并根据服务质量协议，确定该数据包在互联网或内联网中到达目的地的最佳路线。    

路由器可以解决哪些问题？

路由器在网络层运行，可以解决桥接二层网络时面临的一个基本问题。在桥接网络中，随着连接设备数量的增加，设备相互争夺带宽，帧冲突的频率也随之增加。这会导致可用网络带宽减少。引入路由器就是为了将冲突域缩减至可管理的子网中，使计算设备在子网之间高效路由数据，而不论目标设备是直连还是经过多个网络跃点。 

实际使用中包括物理集成路由器和虚拟分解路由器。物理集成路由器是在商家或定制 ASIC 上开发，具有集成的网络操作系统，而部署虚拟路由器是为了支持云实施。

如今部署的路由器有三种基本类型：

• 接入路由器：接入路由器将用户连接到提供商网络，以访问互联网或专用网络。无线和有线接入路由器支持这些网络，使计算设备能够连接到 Wi-Fi 和以太网 LAN。

• 边缘路由器：边缘路由器从逻辑上定义订阅者服务、应用策略、计量服务及以其他方式管理订阅者会话。边缘路由器通常支持多种边缘服务，包括商业、住宅、视频、移动和数据中心边缘功能，用户可能有数十万。 

• 核心路由器：核心路由器在互联网或专用网络骨干网中转发数据包，以实现通信网络互联。这些路由器必须有效地高速转发数据包，同时防止出现瓶颈和数据包丢失。 

路由器提供了网络运营商建立强大网络所需的基本构件。运营商可以使用路由器，按照复杂路由算法配置性能指标，制定流量工程策略，缓解网络拥堵，保持用户的服务质量。 

路由器的工作原理

路由器的主要功能是确定数据包穿越网络的最有效路由路径。随着互联网的发展，路由协议也日益复杂。一些路由协议利用静态指标确定最佳路由，而动态路由协议则利用软件定义网络和动态计算的指标来计算路由。

路由协议分为三大类：

• 距离矢量和链路状态协议： 路由协议的一种分类方法是根据是否利用距离矢量指标或链路状态信息来确定最佳路由。距离矢量协议以两个给定主机之间的中间路由器数量为指标，确定数据包路由的最佳路径。相比之下，链路状态协议计算每个潜在跃点的速度和资源成本。链路状态协议有三种类型的表——邻居表、拓扑表和路由表，并与相邻路由器共享更新信息，以便选择路由路径。
• 内部网关和外部网关协议：内部网关协议 (IGP) 是在自治系统 (AS) 内定期交换路由数据的路由协议，而自治系统是由一个运营商或企业管理的一个或多个网络的集合。另一方面，外部网关协议 (EGP) 旨在与不同自治系统中的路由器传送路由和可达性信息。
• 有类和无类协议： 有类协议在路由更新期间不包括子网掩码信息。这些较早的协议侧重于识别整个网络而不是单个 IP 地址。久而久之，有类协议大都为无类路由协议所取代，在路由更新期间，无类路由协议共享子网掩码信息。RIPv2、EIGRP、OSPF 及 IS-IS 协议就具有此特征。

路由协议类型

了解了路由协议类别后，让我们看一下七种常见的路由协议：

• 路由信息协议 (RIP)：RIP 是路由网络早期创建的首批路由协议之一。协议有两个版本：RIPv1 和 RIPv2。第一版 RIPv1 是一种有类协议，向网络中的所有路由器广播其 IP 表。RIPv2 是一种无类协议，通过组播地址更新路由表，并使用身份验证确保路由信息的安全。RIPv2 的最大跳数为 15，适用于较小的网络。
• 内部网关路由协议 (IGRP)： 与 RIP 不同，IGRP 支持 255 跳数，广泛用于大型网络。此路由协议具有距离矢量和有类协议的特点。IGRP 评估多个指标（如带宽、延迟、负载和可靠性）来比较路由，并能抵抗路由环路。
  
• 增强型内部网关路由协议 (EIGRP)：此协议是 IGRP 的增强版本，是一种距离矢量、内部网关和无类协议。该协议使用可靠传输协议 (RTP) 和扩散更新算法 (DUAL) 来提高路由效率，加速收敛过程。
  
• 开放最短路径优先 (OSPF)：OSPF 是一种链路状态、内部网关和无类协议。该协议维护全网拓扑数据库，使用最短路径优先 (SPF) 算法，根据距离和所需资源，计算路由效率。若拓扑发生变化，OSPF 使用 Dijkstra 算法，重新计算网络路径，快速收敛到新的路由拓扑。
  
• 外部网关协议 (EGP)：EGP 用于位于自主系统边缘的路由器。该协议与不同自治系统的其他网关主机交换路由数据。EGP 在连接的路由器之间共享和更新网络数据库，以确保更新所有路由表（已识别的路由器、路由成本和网络地址表）。EGP 曾经在大型组织中广泛使用，但由于缺乏对多路径网络环境的支持，已为边界网关协议所取代。
  
• 边界网关协议 (BGP)：BGP 是一种外部网关和距离矢量协议。BGP 根据一长串指标确定最佳路径，例如路径长度、来源类型、路由器标识、邻居 IP 地址等。有了 BGP，管理员可以自定义路由，以满足其网络需求，并与经过身份验证的路由器安全交换路由信息。
  
• 中间系统到中间系统 (IS-IS)： IS-IS 是一种链路状态、内部网关和无类协议，专为自治系统中的路由器而设计。该协议在其网络中广播链路状态信息。每个 IS-IS 路由器收集海量网络信息，构建网络拓扑数据库。IS-IS 使用修改版的 Dijkstra 算法。
  

有关其他高级网络路由协议的更多信息，请参阅：

• 多协议标签交换协议 (MPLS)
• 分段路由协议 (SR)
• Session Smart 路由 (SSR)

瞻博网络路由器实施

瞻博网络提供强大的软件定义网络路由器产品组合，帮助服务提供商、云运营商和企业改造其网络，以满足当今的需求和未来的增长。我们优化每个路由器系列（ACX、MX、PTX 和 SSR），以满足接入、边缘和核心以及云和数据中心网络的需求。瞻博网络的创新路由器产品组合兼具规模和效率，使网络提供商能够在构建和扩展网络时，适应市场中不可预见的变化。

ACX 系列路由器：高性能 ACX 系列路由器用于城域网接入、聚合和数据中心用例。具有高能效、MEF 3.0 合规，并支持 5G 高精度定时和同步。ACX7000 系列是最新款的 ACX 路由器，也是云城域网部署的理想多服务路由器。

MX 系列路由器：MX 系列凭借业界领先的灵活逻辑规模，提供多服务边缘路由功能。MX 系列路由器功能多样，无与伦比，支持商业、住宅、视频、移动和数据中心服务边缘用例。

PTX 系列路由器：瞻博网络的核心路由产品组合 PTX 系列路由器，由瞻博网络定制 Express ASIC 驱动，提供同类最佳的吞吐量。该系列路由器达到 400G 和 800G 就绪，具有灵活的过滤功能，可以提前满足超大规模企业的需求，并支持本地 400G 内联 MACsec。 

Session Smart 路由器： 瞻博网络的 Session Smart™ 路由器将软件定义路由和 SD-WAN 提升到新高度。该路由器可以当作软件部署在客户端设备 (CPE)，数据中心网络服务器及云端，或者当作分支机构站点的设备，提供多种 WAN 链路选项。 

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