En router är en hårdvara eller programvara som vidarebefordrar paket baserat på IP -adressinformation i de paket som den får. Det är vanligast att dirigera paket baserat på Destination IP -adressinformation , men vissa routrar kan också konfigureras för att dirigera paket baserat på käll -IP -information.
Routrar gör det mesta av sitt arbete i nätverkslagret (lager 3) i OSI -modellen . Medan routrar kan fungera i ett gränssnitt (enarmat router), har de i allmänhet minst två nätverksgränssnitt, men kan ha många fler fysiska och/eller logiska gränssnitt .
Routingbord
Du tenderar att tro att routrar är mycket komplexa nätverksenheter, men i verkligheten är nätverksrutrar rutt baserat på några enkla regler som laddas i minnet . Dessa regler är beroende av deras lokala routingtabeller. Routing börjar när paketen kommer in i routern. Routern tar bort Layer 2 -informationen från de ramar som den får.
Om routern är konfigurerad för att ruttas baserat på Destination IP -information (som är den vanligaste formformen), inspekterar routern varje paketets IP -adress och skickar sedan paketet ut till rätt port. Routern använder routingtabellen för att fatta detta beslut. I huvudsak är det den kompletta processen i ett nötskal. Routingtabellen är nyckeln till processen att vidarebefordra paket till rätt destination.
Varje rad i routingtabellen definierar en enda rutt . Varje kolumn identifierar specifika kriterier så att routern kan matcha den bästa vägen för paketet som den försöker vidarebefordra.
- Nätverksdestination: Alla nätverksgränssnitt, lokala subnät och fjärrkontroller som routern vet om kommer att listas.
- Netmask: Subnetmasker används i samband med IP -information för att bestämma nätverks -ID och värd -ID inom en IP -adress. Routern använder denna information för att avgöra om det finns en matchning mellan paketet som den inspekterar och alla objekt som anges i routingtabellen. Om det finns en matchning berättar gränssnittskolumnen i routingtabellen routern vilket gränssnitt som ska skicka paketet.
- Standardväg: Den första posten som visar nätverksdestinationen på
0.0.0.0anses vara routerns standardväg. Om inga andra poster i routingtabellen kan matchas, skickar routern paketet till sin standardport . Standardvägen är mycket viktig eftersom detta berättar routern exakt vad man ska göra med varje inkommande paket om inte routern kan göra en match med en annan post i routingtabellen.
Routrar är inte de enda enheterna som använder routingtabeller. Alla TCP/IP -värdar i nätverket har routingtabeller. Datorer med en NIC har mycket enkla routingtabeller. De har några poster om undernätet de är anslutna till och en post för standardvägen. Vissa datorer kan dock ha mer än en nätverksanslutning . Därför, precis som routrar, använder datorer samma process för att avgöra vilken nätverksport som ska användas som ska skicka ut IP -paket.
För enheter som har mer än en nätverksadapter är de kända som multi-homed-system. Du kanske också har lagt märke till att routingtabellen har en metrisk kolumn. Metriken är ett relativt värde som definierar kostnaden för att använda denna rutt .
Om en TCP/IP har mer än en rutt tillgänglig för att nå destinationsnoden kommer den att använda rutten med den lägsta metriken . Om TCP/IP -noden bestämmer att en av dess rutter inte är tillgänglig kommer den antingen att justera metriken eller ta bort rutten från tabellen .
Statisk och dynamisk routing
Routingtabeller fylls med två metoder . Antingen anges informationen manuellt (statisk) eller så kan de lära sig (dynamiska) om rutter från andra källor som angränsande routrar. Medan statisk routing fungerar helt bra, i stora nätverk, kan det vara svårt att underhålla dessa tabeller, särskilt om nätverkslayouten rutinmässigt ändras.
I en fullständig nätopologi kan länkar gå ner, nätverksenheter förändras och andra faktorer kan lägga till den ökade hanteringen av en nätverksrouter. Med dynamisk routing tillåter du routrarna att hantera sina egna routingtabeller.
Internetrutning
Routrar på det offentliga internet delar inte routinginformation med routingprotokoll som RIP eller OSPF . De använder konceptet som heter Autonomous System (AS) . Autonoma system använder ett globalt unikt autonomt systemnummer ( ASN ) tilldelat av IANA.
Precis som du skulle tilldela en IP -adress till en routers gränssnitt, skulle du konfigurera routern för att använda ASN som tilldelats av IANA. Autonoma system kommunicerar med varandra med hjälp av ett yttre gateway -protokoll (EGP).
Nätverken inom AS kommunicerar med protokoll som kallas ett inre gateway -protokoll (IGP) . För det offentliga Internet har samhället avgjort ett protokoll för kommunikation mellan var och en, känd som Border Gateway Protocol (BGP) .
Avståndsvektor routing
Distansvektor routingprotokoll var de första som dyker upp i TCP/IP -routingvärlden. Distansvektor routingprotokoll används vanligtvis på LAN -routrar . Grunden för alla avståndsvektor routingprotokoll är någon form av kostnad. Kostnaden för en rutt består av hoppantalet, vilket är antalet gränssnitt mellan källan och målnätverket.
Om du hade en router ett hopp bort från ett nätverk, skulle kostnaden för den rutten vara 1. RIP, eller routinginformationsprotokoll , är ett exempel på ett avståndsvektor routingprotokoll. Medan avståndsvektor routingprotokoll är enkla att implementera och hantera, har de sina begränsningar .
Till exempel kan du ha flera vägar till ett målnätverk. Vägen med två humle kan konfigureras med mycket snabba länkar medan vägen med ett hopp är en mycket långsam länk. På grund av detta tilldelas mätvärden rutterna så att de kan beräknas som en del av den totala kostnaden för rutten.
De snabbare länkarna tilldelas lägre mätvärden än långsammare länkar för att säkerställa att routern väljer den snabbaste vägen till destinationsnätverket. Distansvektor routingprotokoll beräknar den totala kostnaden för att komma till ett visst nätverk och jämför den kostnaden med den totala kostnaden för alla andra rutter för att komma till samma nätverk. Routern väljer sedan rutten med den lägsta kostnaden . Routrar som använder ett avståndsvektor routingprotokoll utbyter sina routingtabeller med varandra.
Länkstillstånd routing
På grund av några av begränsningarna i distansvektorruttning , såsom hastighet och bandbredd, utvecklades nyare mer optimala routingprotokoll. Link State Dynamic Routing -protokollet är ett bättre alternativ för nätverk som har ett stort antal routrar som utbyter sina routingtabeller dynamiskt.
Länkstillstånd routing skickar endast ut routinginformation när nätverket ändras , och skickar bara ut ändringarna , snarare än att skicka ut hela routingtabellen med angivna intervall. Öppna kortaste banan först (OSPF) är den mest använda IGP. OSPF konvergerar dramatiskt snabbare och är mycket effektivare än RIP. Till skillnad från RIP är OSPF ett komplext protokoll för routrar.
