【计算机网络】网络层：路由器的构成

路由器工作在网络层，用于互连网络，主要工作是转发分组。

把某个输入端口收到的分组，按照分组要去的目的网络，把该分组从路由器的某个合适的输出端口转发给下一跳路由器。

（根据目的网络的IP地址转发分组）

路由器的结构：

 路由选择部分（控制层面）    核心： 路由选择处理机

根据所选定的路由选择协议构造出路由表，同时定期和相邻路由器交换路由信息，不断地更新和维护路由表。

分组转发部分（数据层面）：

交换结构，输入端口，输出端口

交换结构：

根据转发表对分组进行处理，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。

交换三种方式：

通过储存器：

通过总线：

通过纵横交换结构：

 输入端口对线路上收到的分组的处理：

输出端口对线路上收到的分组的处理：

路由器实现了物理层、数据链路层、网络层的功能。

路由器传输延迟最大。

当路由器检测到拥塞时，可合理丢弃分组，并向该IP分组的源主机发送一个源点抑制的ICMP报文。

路由器收到的IP分组进行差错检验，丢弃有差错首部的报文，但不保证IP分组不丢失。

转发和路由选择的区别：

转发：

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，仅涉及一个路由器。

转发表根据路由表得出，每一行包含到达的输出端口和某些MAC地址信息。

路由选择：

按照路由选择算法，根据网络拓扑的变化情况，动态地改变选择的路由，并由此构造出整个路由表。涉及到很多路由器。路由表一般仅包含从目的网络到下一跳的映射。

路由表的书写：

 

理解：一个路由器和多个网络相连，那么这个路由器就会有多个IP地址。

 

 （1）路由表包括：目的网络、子网掩码、下一跳

其中目的网络的IP地址。路由表要包括所有网络的IP地址。

 （2）分组转发过程：

主机H1首先构造一个源IP地址为202.99.98.18，目的IP地址为202.99.98.35的IP数据报，主机H1先把本子网的子网掩码与H2的IP地址逐位相与，所得结果不等于H1的网络地址，所以H1和H2不在同一子网，无法直接交付，然后将数据报传送给数据链路层。

主机H1通过ARP协议获得路由器R1所对应的MAC地址，并将其作为目的MAC地址，H1的MAC地址作为源MAC地址填入封装有IP数据报的帧，然后将帧发送出去。

路由器R1收到该帧后，去除帧头和帧尾，得到IP数据报，然后根据IP数据报中的目的IP地址去查找路由表，得到下一跳地址为直接相连。

路由器R1通过ARP协议得到主机H2的MAC地址，并将其作为目的MAC地址，R1的MAC地址作为源MAC地址填入封装有IP数据报的帧，然后将该帧发送到子网net2上。

主机H2收到帧后，去除帧头和帧尾，并最终得到从主机H1发来的IP数据报。