國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)：網(wǎng)橋[2]

  交通樞紐--路由器

  路由器（Router）是一種負(fù)責(zé)尋徑的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它在互連網(wǎng)絡(luò)中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網(wǎng)絡(luò)路徑提供給用戶通信。路由器用于連接多個(gè)邏輯上分開的網(wǎng)絡(luò)。對(duì)用戶提供最佳的通信路徑，路由器利用路由表為數(shù)據(jù)傳輸選擇路徑，路由表包含網(wǎng)絡(luò)地址以及各地址之間距離的清單，路由器利用路由表查找數(shù)據(jù)包從當(dāng)前位置到目的地址的正確路徑。路由器使用最少時(shí)間算法或最優(yōu)路徑算法來(lái)調(diào)整信息傳遞的路徑，如果某一網(wǎng)絡(luò)路徑發(fā)生故障或堵塞，路由器可選擇另一條路徑，以保證信息的正常傳輸。路由器可進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，成為不同協(xié)議之間網(wǎng)絡(luò)互連的必要設(shè)備。

  路由器使用尋徑協(xié)議來(lái)獲得網(wǎng)絡(luò)信息，采用基于“尋徑矩陣”的尋徑算法和準(zhǔn)則來(lái)選擇最優(yōu)路徑。按照OSI參考模型，路由器是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層系統(tǒng)。路由器分為單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器。

  Internet由各種各樣的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，路由器是其中非常重要的組成部分，整個(gè)Internet上的路由器不計(jì)其數(shù)。Intranet要并入Internet,兼作Internet服務(wù)，路由器是必不可少的組件，并且路由器的配置也比較復(fù)雜。

  （一）路由器的尋址和路由選擇

  在互連網(wǎng)上交換信息的一個(gè)基本要求是每個(gè)站都具有可達(dá)的地址。像郵政編址類似，互連網(wǎng)地址也由幾部分組成。在互連網(wǎng)上，通常要求使用網(wǎng)絡(luò)地址、主機(jī)地址和計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用。

  規(guī)定了地址之后，接下來(lái)便是如何選擇路徑到達(dá)報(bào)文的終點(diǎn)。路由選擇涉及規(guī)定路由選擇參數(shù)以及如何獲得這些參數(shù)。

  在互連網(wǎng)中使用的地址是32位的IP地址，該地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)組成。IP地址分為下述3類：

  A類地址使用7位來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)，24位用來(lái)規(guī)定網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)；

  B類地址使用14位來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)，16位用來(lái)標(biāo)識(shí)主機(jī)；

  C類地址使用21位來(lái)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)，8位用來(lái)標(biāo)識(shí)主機(jī)。

  路由器在選擇路徑時(shí)常用的算法有兩種：一是距離向量；二是鏈路狀態(tài)。前一種由路由選擇信息協(xié)議（RIP）使用，后一種由開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF）使用。

  現(xiàn)舉例來(lái)說明路由器如何工作。假設(shè)由一個(gè)路由器連接了三個(gè)子網(wǎng)，子網(wǎng)地址（掩碼）分別為1000、2000和3000,相互通信的兩個(gè)站的地址分別是1400和2034。

  假定編址為1400的站向2034發(fā)送報(bào)文。信源站首先將其網(wǎng)絡(luò)地址掩碼（1000）與終點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)地址掩碼進(jìn)行比較，因?yàn)閮烧卟煌?，源站認(rèn)識(shí)到報(bào)文接收者不在同一LAN上，不能直接發(fā)送到接收者。于是該源站便從其路由選擇表中把它所連接的路由器1的地址和該報(bào)文置于一個(gè)信封內(nèi)，并將信封發(fā)給路由器1。

  路由器1收到報(bào)文，丟掉信封，觀察報(bào)文的終點(diǎn)地址，將其與它具有的3個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址掩碼（1000,2000和3000）比較。由于與2000相同，路由器便將報(bào)文直接發(fā)送給接收者。當(dāng)然，這個(gè)例子是互連網(wǎng)絡(luò)中最簡(jiǎn)單的一種，但基本原理是一樣的。

  （二）路由器與網(wǎng)橋的差別

  路由器在網(wǎng)絡(luò)層提供連接服務(wù)，用路由器連接的網(wǎng)絡(luò)可以使用在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層完全不同的協(xié)議。由于路由器操作的OSI層次比網(wǎng)橋高，所以，路由器提供的服務(wù)更為完善。路由器可根據(jù)傳輸費(fèi)用、轉(zhuǎn)接時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)擁塞或信源和終點(diǎn)間的距離來(lái)選擇最佳路徑。路由器的服務(wù)通常要由端用戶設(shè)備明確地請(qǐng)求，它處理的僅僅是由其它端用戶設(shè)備要求尋址的報(bào)文。

  路由器與網(wǎng)橋的另一個(gè)重要差別是，路由器了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，維持互連網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?，了解網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，因而可使用最有效的路徑發(fā)送包。

  網(wǎng)橋和路由器之間功能上的差別經(jīng)常很模糊。由于網(wǎng)橋變得越來(lái)越復(fù)雜，它們現(xiàn)在能處理一些以前由路由器處理的日常雜務(wù)，這樣使很多路由器失了業(yè)。執(zhí)行路由功能的網(wǎng)橋有時(shí)也稱為網(wǎng)橋路由器（brouters）。

  巍巍雄關(guān)--網(wǎng)關(guān)

  網(wǎng)關(guān)（Gateway）（不，并非是比爾·蓋茨（BillGates）的道路（way）），又叫協(xié)議轉(zhuǎn)換器，是一種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，可以支持不同協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議網(wǎng)絡(luò)之間的互連。網(wǎng)關(guān)具有對(duì)不兼容的高層協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換的能力，為了實(shí)現(xiàn)異構(gòu)設(shè)備之間的通信，網(wǎng)關(guān)需要對(duì)不同的鏈路層、專用會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層協(xié)議進(jìn)行翻譯和轉(zhuǎn)換。

  所以說，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)智能超群的路由器，一個(gè)智能超群的網(wǎng)橋，一個(gè)智能超群的中繼器。注意到這里的句型了嗎？

  若要使兩個(gè)完全不同的網(wǎng)絡(luò)（異構(gòu)網(wǎng)）連接在一起，一般使用網(wǎng)關(guān)，在Internet中兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)也要通過一臺(tái)稱為網(wǎng)關(guān)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。這臺(tái)計(jì)算機(jī)能根據(jù)用戶通信目標(biāo)計(jì)算機(jī)的IP地址，決定是否將用戶發(fā)出的信息送出本地網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)，它還將外界發(fā)送給屬于本地網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的信息接收過來(lái)，它是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)與另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)的通道。為了使TCP/IP協(xié)議能夠?qū)ぶ?，該通道被賦予一個(gè)IP地址，這個(gè)IP地址稱為網(wǎng)關(guān)地址。

  網(wǎng)關(guān)主要用于不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)或者局域網(wǎng)與主機(jī)系統(tǒng)的連接。在互連設(shè)備中，它最為復(fù)雜，一般只能進(jìn)行一對(duì)一的轉(zhuǎn)換，或是少數(shù)幾種特定應(yīng)用協(xié)議的轉(zhuǎn)換。網(wǎng)關(guān)一般是一種軟件產(chǎn)品。目前，網(wǎng)關(guān)已成為網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)用戶都能訪問大型主機(jī)的通用工具。

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