A. 计算机网络，简述路由器和交换机的工作原理，要的是简述哦
路由器的主要作用是转发数据包，将每一个IP数据包由一个端口转发到另一个端口。
交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备。
这是最简单的叙述了。
B. 动态路由的工作原理是什么
书上说：动态路由是网络中的路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新和维护路由表的过程。
基于某种路由协议实现的。
动态路由的特点：减少管理任务，但占用网络带宽
C. 路由的作用和工作原理
路由器工作原理
传统地，路由器工作于OSI七层协议中的第三层，其主要任务是接收来自一个网络接口的数据包，根据其中所含的目的地址，决定转发到下一个目的地址。因此，路由器首先得在转发路由表中查找它的目的地址，若找到了目的地址，就在数据包的帧格前添加下一个MAC地址，同时IP数据包头的TTL（Time To Live）域也开始减数，并重新计算校验和。当数据包被送到输出端口时，它需要按顺序等待，以便被传送到输出链路上。
路由器在工作时能够按照某种路由通信协议查找设备中的路由表。如果到某一特定节点有一条以上的路径，则基本预先确定的路由准则是选择最优（或最经济）的传输路径。由于各种网络段和其相互连接情况可能会因环境变化而变化，因此路由情况的信息一般也按所使用的路由信息协议的规定而定时更新。
网络中，每个路由器的基本功能都是按照一定的规则来动态地更新它所保持的路由表，以便保持路由信息的有效性。为了便于在网络间传送报文，路由器总是先按照预定的规则把较大的数据分解成适当大小的数据包，再将这些数据包分别通过相同或不同路径发送出去。当这些数据包按先后秩序到达目的地后，再把分解的数据包按照一定顺序包装成原有的报文形式。路由器的分层寻址功能是路由器的重要功能之一，该功能可以帮助具有很多节点站的网络来存储寻址信息，同时还能在网络间截获发送到远地网段的报文，起转发作用；选择最合理的路由，引导通信也是路由器基本功能；多协议路由器还可以连接使用不同通信协议的网络段，成为不同通信协议网络段之间的通信平台。
一般来说，路由器的主要工作是对数据包进行存储转发，具体过程如下：
第一步：当数据包到达路由器，根据网络物理接口的类型，路由器调用相应的链路层功能模块，以解释处理此数据包的链路层协议报头。这一步处理比较简单，主要是对数据的完整性进行验证，如CRC校验、帧长度检查等。
第二步：在链路层完成对数据帧的完整性验证后，路由器开始处理此数据帧的IP层。这一过程是路由器功能的核心。根据数据帧中IP包头的目的IP地址，路由器在路由表中查找下一跳的IP地址；同时，IP数据包头的TTL（Time To Live）域开始减数，并重新计算校验和（Checksum）。
第三步：根据路由表中所查到的下一跳IP地址，将IP数据包送往相应的输出链路层，被封装上相应的链路层包头，最后经输出网络物理接口发送出去。
简单地说，路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳传输路径，并将该数据包有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径策略或叫选择最佳路由算法是路由器的关键所在。为了完成这项工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据——路由表（Routing Table），供路由选择时使用。上述过程描述了路由器的主要而且关键的工作过程，但没有说明其它附加性能，例如访问控制、网络地址转换、排队优先级等。
D. 路由器的原理
路由器的概念及基本构成
路由器是一种用于网络互连的计算机设备，它工作在 OSI 参考模型的第三层
(网络层)，为不同的网络之间报文寻径并存储转发。
作为路由器，必须具备：
Ⅰ 两个或两个以上的接口：用于连接不同的网络。
Ⅱ 协议至少实现到网络层：只有理解网络层协议才能与网络层通讯。
Ⅲ 至少支持两种以上的子网协议：异种子网互联。
Ⅳ 具有存储、转发、寻径功能 ：实现速率匹配与路由寻径。
Ⅴ 一组路由协议：包括域内路由协议、域间路由协议。
路由器的作用
Ⅰ 异种网络互连：主要是具有异种子网协议的网络互连。
Ⅱ 子网协议转换：不同子网间包括局域网和广域网间协议转换。
Ⅲ 路由(寻径)：路由表建立、刷新、查找。
Ⅳ 速率适配：不同接口具有不同的速率，路由器可以利用自己 缓存及流控协议适配。
Ⅴ 隔离网络：防止广播风暴，网络安全(防火墙)。
Ⅵ 报文分片与重组：接口的 MTU 不同，超过接口的 MTU 的报文会被分片，到达目的地的报文会被重组。
Ⅶ备份、流量流控：主备线路的切换及复杂的流量控制。
路由器工作原理
路由器中时刻维持着一张路由表，所有报文的发送和转发都通过查找路由表。从相应端口发送。这张路由表可以是静态配置的，也可以是动态路由协议产生的。物理层从路由器的一个端口收到一个报文，上送到数据链路层。数据链路层去掉链路层封装，根据报文的协议域上送到网络层。网络层首先看报文是否是送给本机的，若是，去掉网络层封装，送给上层。若不是，则根据报文的目的地址查找路由表，若找到路由，将报文送给相应端口的数据链路层，数据链路层封装后，发送报文。若找不到路由，报文丢弃。
电子产品世界
路由器工作原理
手机与无线通信 作者：何富和 时间：2015-05-27来源：电子产品世界
导读：说起路由器，大家对它一定非常熟悉吧，上网都靠他，但它是靠什么原理工作的呢，它的工作流程是怎样呢?今天小编带大家了解一下路由器的工作原理。
路由器的概念及基本构成
路由器是一种用于网络互连的计算机设备，它工作在 OSI 参考模型的第三层
(网络层)，为不同的网络之间报文寻径并存储转发。
作为路由器，必须具备：
Ⅰ 两个或两个以上的接口：用于连接不同的网络。
Ⅱ 协议至少实现到网络层：只有理解网络层协议才能与网络层通讯。
Ⅲ 至少支持两种以上的子网协议：异种子网互联。
Ⅳ 具有存储、转发、寻径功能 ：实现速率匹配与路由寻径。
Ⅴ 一组路由协议：包括域内路由协议、域间路由协议。
路由器的作用
Ⅰ 异种网络互连：主要是具有异种子网协议的网络互连。
Ⅱ 子网协议转换：不同子网间包括局域网和广域网间协议转换。
Ⅲ 路由(寻径)：路由表建立、刷新、查找。
Ⅳ 速率适配：不同接口具有不同的速率，路由器可以利用自己 缓存及流控协议适配。
Ⅴ 隔离网络：防止广播风暴，网络安全(防火墙)。
Ⅵ 报文分片与重组：接口的 MTU 不同，超过接口的 MTU 的报文会被分片，到达目的地的报文会被重组。
Ⅶ备份、流量流控：主备线路的切换及复杂的流量控制。
路由器工作原理
路由器中时刻维持着一张路由表，所有报文的发送和转发都通过查找路由表。从相应端口发送。这张路由表可以是静态配置的，也可以是动态路由协议产生的。物理层从路由器的一个端口收到一个报文，上送到数据链路层。数据链路层去掉链路层封装，根据报文的协议域上送到网络层。网络层首先看报文是否是送给本机的，若是，去掉网络层封装，送给上层。若不是，则根据报文的目的地址查找路由表，若找到路由，将报文送给相应端口的数据链路层，数据链路层封装后，发送报文。若找不到路由，报文丢弃。
子网寻径及路由
标准的寻径表表目是一个二维组(信宿网络地址，下一驿站地址)，其中不携带子网信息，不能满足子网寻径。引入子网编址以后，子网寻径表的每一表目中加入子网模，于是子网寻径表表目变为三维组：子网模、信宿网络地址、下一驿站地址。
路由算法、路由协议、寻径
路由器依据路由表来为报文寻径，路由表由路由协议建立和维护。路由协议的设计则是依据某种路由算法。
选径是否是最佳：
以什么参数来衡量路由，如时延、距离、中间网关数等。
简洁性：路由算法应设计的尽可能简洁。
强壮性：路由算法必须具有鲁棒性，应经得起各种网络环境的考验。
快速收敛性：即所有路由器就最优路径达成一致的过程路由算法如果收敛的慢，就会引起路径循环或网络消耗。
灵活性、弹性：路由算法能否适应网络环境的各种变化，例如网络带宽、路由器的缓存、网络时延等发生变化，路由算法能否根据这些变化做出调整。路由表包含的信息用来交换路由信息和选择最佳路由路由表是路由器的核心，其中的路由信息来源有两种：一种是手动添加的静态路由，另外一种是路由器运行过程中由动态路由协议学习而得来。路由算法使用了许多不同的权决定最佳路由。
通常采用的权如下：
Ⅰ 路径距离：指所经过的每条链路的权值之和，有的路由协议指节点数目;
Ⅱ 可靠性：指网络链路是否容易出故障;
Ⅲ 时延：指网络链路造成的网络延时;
Ⅳ 带宽：指链路传输信息流容量的能力;
Ⅴ 承载量：指网络资源如路由器的繁忙程度;
路由器与相关网络设备的比较
Hubs(中继器)：对应 7 层模型的物理层，它的作用是放大电信号。主要用于连接具有相同物理层的 LAN。Hubs 还将以太网的总线结构变成星状结构。Bridges(Switches)：是一种在数据链路层实现互连的存储转发设备，广泛用于局域网的扩展。Bridges 从一个网段接收完整的数据帧，进行必要的比较和验证，然后决定是丢弃还是发送给另外一个网段。Bridges 具有隔离网段的作用。在网络上适当地使用 Bridges 可以调整网络负载，提高传输性能。
Router(路由器)：与 Bridges 相比，路由器实现网络互连是发生在网络层，它实现了相对复杂的功能：路由选择、多路重发、错误检测等。路由器的异构网互连能力、阻塞控制能力和网段的隔离能力要强于 Bridges。路由器可以阻止网络风暴、支持多协议、提供多种接口。
E. 路由工作原理是什么
路由器原理及路由协议
来源：中国电信网站
本文通过阐述TCP／IP网络中路由器的基本工作原理，介绍了IP路由器的几大功能，给出了静态路由协议和动态路由协议，以及内部网关协议和外部网关协议的概念，同时简要介绍了目前最常见的RIP、OSPF、BGP和BGP-4这几种路由协议，然后描述了路由算法的设计目标和种类，着重介绍了链路状态法和距离向量法。在文章的最后，扼要讲述了新一代路由器的特征。
——近十年来，随着计算机网络规模的不断扩大，大型互联网络（如Internet）的迅猛发展，路由技术在网络技术中已逐渐成为关键部分，路由器也随之成为最重要的网络设备。用户的需求推动着路由技术的发展和路由器的普及，人们已经不满足于仅在本地网络上共享信息，而希望最大限度地利用全球各个地区、各种类型的网络资源。而在目前的情况下，任何一个有一定规模的计算机网络（如企业网、校园网、智能大厦等），无论采用的是快速以大网技术、FDDI技术，还是ATM技术，都离不开路由器，否则就无法正常运作和管理。
1 网络互连
——把自己的网络同其它的网络互连起来，从网络中获取更多的信息和向网络发布自己的消息，是网络互连的最主要的动力。网络的互连有多种方式，其中使用最多的是网桥互连和路由器互连。
1.1 网桥互连的网络
——网桥工作在OSI模型中的第二层，即链路层。完成数据帧（frame）的转发，主要目的是在连接的网络间提供透明的通信。网桥的转发是依据数据帧中的源地址和目的地址来判断一个帧是否应转发和转发到哪个端口。帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件”地址，一般就是网卡所带的地址。
——网桥的作用是把两个或多个网络互连起来，提供透明的通信。网络上的设备看不到网桥的存在，设备之间的通信就如同在一个网上一样方便。由于网桥是在数据帧上进行转发的，因此只能连接相同或相似的网络（相同或相似结构的数据帧），如以太网之间、以太网与令牌环（token ring）之间的互连，对于不同类型的网络（数据帧结构不同），如以太网与X.25之间，网桥就无能为力了。
——网桥扩大了网络的规模，提高了网络的性能，给网络应用带来了方便，在以前的网络中，网桥的应用较为广泛。但网桥互连也带来了不少问题：一个是广播风暴，网桥不阻挡网络中广播消息，当网络的规模较大时（几个网桥，多个以太网段），有可能引起广播风暴（broadcasting storm），导致整个网络全被广播信息充满，直至完全瘫痪。第二个问题是，当与外部网络互连时，网桥会把内部和外部网络合二为一，成为一个网，双方都自动向对方完全开放自己的网络资源。这种互连方式在与外部网络互连时显然是难以接受的。问题的主要根源是网桥只是最大限度地把网络沟通，而不管传送的信息是什么。
1.2 路由器互连网络
——路由器互连与网络的协议有关，我们讨论限于TCP／IP网络的情况。
——路由器工作在OSI模型中的第三层，即网络层。路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址（即IP地址）来区别不同的网络，实现网络的互连和隔离，保持各个网络的独立性。路由器不转发广播消息，而把广播消息限制在各自的网络内部。发送到其他网络的数据茵先被送到路由器，再由路由器转发出去。
——IP路由器只转发IP分组，把其余的部分挡在网内（包括广播），从而保持各个网络具有相对的独立性，这样可以组成具有许多网络（子网）互连的大型的网络。由于是在网络层的互连，路由器可方便地连接不同类型的网络，只要网络层运行的是IP协议，通过路由器就可互连起来。
——网络中的设备用它们的网络地址（TCP／IP网络中为IP地址）互相通信。IP地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址。路由器只根据IP地址来转发数据。IP地址的结构有两部分，一部分定义网络号，另一部分定义网络内的主机号。目前，在Internet网络中采用子网掩码来确定IP地址中网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样也是32bit，并且两者是一一对应的，并规定，子网掩码中数字为“1”所对应的IP地址中的部分为网络号，为“0”所对应的则为主机号。网络号和主机号合起来，才构成一个完整的IP地址。同一个网络中的主机IP地址，其网络号必须是相同的，这个网络称为IP子网。
——通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行，要与其它IP子网的主机进行通信，则必须经过同一网络上的某个路由器或网关（gateway）出去。不同网络号的IP地址不能直接通信，即使它们接在一起，也不能通信。
——路由器有多个端口，用于连接多个IP子网。每个端口的IP地址的网络号要求与所连接的IP子网的网络号相同。不同的端口为不同的网络号，对应不同的IP子网，这样才能使各子网中的主机通过自己子网的IP地址把要求出去的IP分组送到路由器上。
2 路由原理
——当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时，它将直接把IP分组送到网络上，对方就能收到。而要送给不同IP于网上的主机时，它要选择一个能到达目的子网上的路由器，把IP分组送给该路由器，由路由器负责把IP分组送到目的地。如果没有找到这样的路由器，主机就把IP分组送给一个称为“缺省网关（default gateway）”的路由器上。“缺省网关”是每台主机上的一个配置参数，它是接在同一个网络上的某个路由器端口的IP地址。
——路由器转发IP分组时，只根据IP分组目的IP地址的网络号部分，选择合适的端口，把IP分组送出去。同主机一样，路由器也要判定端口所接的是否是目的子网，如果是，就直接把分组通过端口送到网络上，否则，也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有它的缺省网关，用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样，通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去，不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器，这样一级级地传送，IP分组最终将送到目的地，送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了。
——目前TCP／IP网络，全部是通过路由器互连起来的，Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络（router based network），形成了以路由器为节点的“网间网”。在“网间网”中，路由器不仅负责对IP分组的转发，还要负责与别的路由器进行联络，共同确定“网间网”的路由选择和维护路由表。
——路由动作包括两项基本内容：寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径，由路由选择算法来实现。由于涉及到不同的路由选择协议和路由选择算法，要相对复杂一些。为了判定最佳路径，路由选择算法必须启动并维护包含路由信息的路由表，其中路由信息依赖于所用的路由选择算法而不尽相同。路由选择算法将收集到的不同信息填入路由表中，根据路由表可将目的网络与下一站（nexthop）的关系告诉路由器。路由器间互通信息进行路由更新，更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化，并由路由器根据量度来决定最佳路径。这就是路由选择协议（routing protocol），例如路由信息协议（RIP）、开放式最短路径优先协议（OSPF）和边界网关协议（BGP）等。
——转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。路由器首先在路由表中查找，判明是否知道如何将分组发送到下一个站点（路由器或主机），如果路由器不知道如何发送分组，通常将该分组丢弃；否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点，如果目的网络直接与路由器相连，路由器就把分组直接送到相应的端口上。这就是路由转发协议（routed protocol）。
——路由转发协议和路由选择协议是相互配合又相互独立的概念，前者使用后者维护的路由表，同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。下文中提到的路由协议，除非特别说明，都是指路由选择协议，这也是普遍的习惯。
3 路由协议
——典型的路由选择方式有两种：静态路由和动态路由。
——静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映，一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。
——动态路由是网络中的路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的过程。它能实时地适应网络结构的变化。如果路由更新信息表明发生了网络变化，路由选择软件就会重新计算路由，并发出新的路由更新信息。这些信息通过各个网络，引起各路由器重新启动其路由算法，并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然，各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。
——静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围，因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个分组在路由器中进行寻径时，路由器首先查找静态路由，如果查到则根据相应的静态路由转发分组；否则再查找动态路由。
——根据是否在一个自治域内部使用，动态路由协议分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议，常用的有RIP、OSPF；外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择，常用的是BGP和BGP-4。下面分别进行简要介绍。
3.1 RIP路由协议
——RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xerox parc通用协议而设计的，是Internet中常用的路由协议。RIP采用距离向量算法，即路由器根据距离选择路由，所以也称为距离向量协议。路由器收集所有可到达目的地的不同路径，并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息，除到达目的地的最佳路径外，任何其它信息均予以丢弃。同时路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其它路由器。这样，正确的路由信息逐渐扩散到了全网。
——RIP使用非常广泛，它简单、可靠，便于配置。但是RIP只适用于小型的同构网络，因为它允许的最大站点数为15，任何超过15个站点的目的地均被标记为不可达。而且RIP每隔30s一次的路由信息广播也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。
3.2 OSPF路由协议
——80年代中期，RIP已不能适应大规模异构网络的互连，0SPF随之产生。它是网间工程任务组织（1ETF）的内部网关协议工作组为IP网络而开发的一种路由协议。
——0SPF是一种基于链路状态的路由协议，需要每个路由器向其同一管理域的所有其它路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的量度和其它一些变量。利用0SPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息，并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径。而基于距离向量的路由协议仅向其邻接路由器发送有关路由更新信息。
——与RIP不同，OSPF将一个自治域再划分为区，相应地即有两种类型的路由选择方式：当源和目的地在同一区时，采用区内路由选择；当源和目的地在不同区时，则采用区间路由选择。这就大大减少了网络开销，并增加了网络的稳定性。当一个区内的路由器出了故障时并不影响自治域内其它区路由器的正常工作，这也给网络的管理、维护带来方便。
3.3 BGP和BGP-4路由协议
——BGP是为TCP／IP互联网设计的外部网关协议，用于多个自治域之间。它既不是基于纯粹的链路状态算法，也不是基于纯粹的距离向量算法。它的主要功能是与其它自治域的BGP交换网络可达信息。各个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括网络号／自治域路径的成对信息。自治域路径包括到达某个特定网络须经过的自治域串，这些更新信息通过TCP传送出去，以保证传输的可靠性。
——为了满足Internet日益扩大的需要，BGP还在不断地发展。在最新的BGp4中，还可以将相似路由合并为一条路由。
3.4 路由表项的优先问题
——在一个路由器中，可同时配置静态路由和一种或多种动态路由。它们各自维护的路由表都提供给转发程序，但这些路由表的表项间可能会发生冲突。这种冲突可通过配置各路由表的优先级来解决。通常静态路由具有默认的最高优先级，当其它路由表表项与它矛盾时，均按静态路由转发。
4 路由算法
——路由算法在路由协议中起着至关重要的作用，采用何种算法往往决定了最终的寻径结果，因此选择路由算法一定要仔细。通常需要综合考虑以下几个设计目标：
——（1）最优化：指路由算法选择最佳路径的能力。
——（2）简洁性：算法设计简洁，利用最少的软件和开销，提供最有效的功能。
——（3）坚固性：路由算法处于非正常或不可预料的环境时，如硬件故障、负载过高或操作失误时，都能正确运行。由于路由器分布在网络联接点上，所以在它们出故障时会产生严重后果。最好的路由器算法通常能经受时间的考验，并在各种网络环境下被证实是可靠的。
——（4）快速收敛：收敛是在最佳路径的判断上所有路由器达到一致的过程。当某个网络事件引起路由可用或不可用时，路由器就发出更新信息。路由更新信息遍及整个网络，引发重新计算最佳路径，最终达到所有路由器一致公认的最佳路径。收敛慢的路由算法会造成路径循环或网络中断。
——（5）灵活性：路由算法可以快速、准确地适应各种网络环境。例如，某个网段发生故障，路由算法要能很快发现故障，并为使用该网段的所有路由选择另一条最佳路径。
——路由算法按照种类可分为以下几种：静态和动态、单路和多路、平等和分级、源路由和透明路由、域内和域间、链路状态和距离向量。前面几种的特点与字面意思基本一致，下面着重介绍链路状态和距离向量算法。
——链路状态算法（也称最短路径算法）发送路由信息到互联网上所有的结点，然而对于每个路由器，仅发送它的路由表中描述了其自身链路状态的那一部分。距离向量算法（也称为Bellman-Ford算法）则要求每个路由器发送其路由表全部或部分信息，但仅发送到邻近结点上。从本质上来说，链路状态算法将少量更新信息发送至网络各处，而距离向量算法发送大量更新信息至邻接路由器。
——由于链路状态算法收敛更快，因此它在一定程度上比距离向量算法更不易产生路由循环。但另一方面，链路状态算法要求比距离向量算法有更强的CPU能力和更多的内存空间，因此链路状态算法将会在实现时显得更昂贵一些。除了这些区别，两种算法在大多数环境下都能很好地运行。
——最后需要指出的是，路由算法使用了许多种不同的度量标准去决定最佳路径。复杂的路由算法可能采用多种度量来选择路由，通过一定的加权运算，将它们合并为单个的复合度量、再填入路由表中，作为寻径的标准。通常所使用的度量有：路径长度、可靠性、时延、带宽、负载、通信成本等。
5 新一代路由器
——由于多媒体等应用在网络中的发展，以及ATM、快速以太网等新技术的不断采用，网络的带宽与速率飞速提高，传统的路由器已不能满足人们对路由器的性能要求。因为传统路由器的分组转发的设计与实现均基于软件，在转发过程中对分组的处理要经过许多环节，转发过程复杂，使得分组转发的速率较慢。另外，由于路由器是网络互连的关键设备，是网络与其它网络进行通信的一个“关口”，对其安全性有很高的要求，因此路由器中各种附加的安全措施增加了CPU的负担，这样就使得路由器成为整个互联网上的“瓶颈”。
——传统的路由器在转发每一个分组时，都要进行一系列的复杂操作，包括路由查找、访问控制表匹配、地址解析、优先级管理以及其它的附加操作。这一系列的操作大大影响了路由器的性能与效率，降低了分组转发速率和转发的吞吐量，增加了CPU的负担。而经过路由器的前后分组间的相关性很大，具有相同目的地址和源地址的分组往往连续到达，这为分组的快速转发提供了实现的可能与依据。新一代路由器，如IP Switch、Tag Switch等，就是采用这一设计思想用硬件来实现快速转发，大大提高了路由器的性能与效率。
——新一代路由器使用转发缓存来简化分组的转发操作。在快速转发过程中，只需对一组具有相同目的地址和源地址的分组的前几个分组进行传统的路由转发处理，并把成功转发的分组的目的地址、源地址和下一网关地址（下一路由器地址）放人转发缓存中。当其后的分组要进行转发时，茵先查看转发缓存，如果该分组的目的地址和源地址与转发缓存中的匹配，则直接根据转发缓存中的下一网关地址进行转发，而无须经过传统的复杂操作，大大减轻了路由器的负担，达到了提高路由器吞吐量的目标。
F. 学计算机网络要掌握哪些基本原理哪些基础
最基础的就是OSI七层模型了。要深刻的理解。
NA阶段你会接触到最基本的网络知识
比如IP地址、二层封装、三层协议等等。
记住NA和NP最主要的知识就是二层的交换和三层的路由。
再下来NA阶段你会了解到一些基本的路由交换知识
比如静态路由、动态路由协议（RIP、OSPF、EIGRP等等）、交换的基础知识、生成树协议、Vlan的一些知识
到了NP阶段会有4门课程
BSCI:高级路由，逐个介绍主流动态路由协议，OSPF是重中之重，其次是EIGRP。再下来就是边界网关协议BGP，这个东西比较难理解，但是也很重要。最后就是IPv6和组播的一些知识。
BCMSN：高级交换，深层次介绍STP生成树协议与Cisco Catalyst相关的特性集，无线网络等等。
ONT：网络优化，介绍VoIP与网络结构的优化等等。
ISCW：网络安全，介绍网络安全知识机Cisco Pix防火墙的相关内容等等。
我觉得NA阶段最重要的就是深层次理解OSI七层模型，剩下的就是与各部分知识相关的配置。
NP阶段最重要的是路由和交换。其中OSPF、BGP、生成树协议需要深层次理解。ONT、ISCW了解了解内容，做做实验就OK了。
记住，实验是理解原理的最好的方法。多实验，多想，别老求助别人。
网络工程师需要有一个很清晰的思路，有了思路和基础，碰到问题也就不害怕了。
希望能帮到你。
G. 计算机网络原理的实训报告
交换机/路由器及其配置
实训报告
班级： 姓名： 学号：
指导教师：
1、控制访问列表：
实验用三台路由器、两台交换机和几台主机组成一个基本的控制访问列表，通过中间路由器C的一个端口的设置，控制每台主机通过它的权限。实验连接图如下：
下图中，交换机A的F0/1口是一个干线，所有的vlan都可以通过，先进入端口配置模式，进入F0/1端口。命令行为：
switch(config-if)#int f0/1
switch(config-if)#switchport mode trunk
switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan all
switch(config-if)#switchport trunk encap dot1q
switch(config-if)#end
当配置信息栏出现：SWAf1=trunk时，f1口干线设置完成。
下图为控制访问列表的配置信息：
实验中干线的设置是一个重要的部分，配置完交换机后，三个路由器的每个连接的端口都进行IP地址的配置，并且每两个相连的端口的IP地址必须的在同一个网段，为了实现台主机，每台路由器都能够Ping通，因此的给每个路由器的加一个动态路由，使每个路由器和主机都能相通，动态路由的命令行为：
RouterA(config)#ip routing
RouterA(config)#router rip
RouterA(config-router)#network 192.168.0.0
RouterA(config-router)#end
当配置信息栏出现：
ROA RIP: yes
ROA ip routing: yes
network=192.168.0.0 255.255.255.0时，说明动态路由打开，配置完成。
然后进行Ping测试，当配置的每台主机和每个端口都同后，就可以进行控制防问列表的加入了，我们通过RouterC的一个端口设置控制可以访问的ip地址，设置s0/0口当主机A的ip地址通过时，数据可以通过，当其他的的主机要通过这个端口访问其他主机时就过滤掉。配置命令为：
在ROC的s0/0写一个输入的访问控制列表：
RouterC(config)#access-list 1 permit 192.168.1.2 0.0.0.0 设置访问列表1主机192.168.1.2可以通过。
RouterC(config)#access-list 1 deny any 访问列表1可以访问任一个
RouterC(config)#int s0/0
RouterC(config-if)#ip access-group 1 in s0/0口的ip控制列表1进入
RouterC(config-if)#end
RouterC#sh access-list 1
当进行ping命令时，由主机A可以通任一台主机，实验中主机C和D不能ping通主机A，因为他们的数据被access-list 1禁止。主机B能够ping通主机A，因为主机B 不经过access-list 1。而主机E和F 虽然是和主机A在一个往段，但是access-list 1只允许主机A的ip地址通过，所以也ping不通主机C和D， access-list 1不允许。主机A可以控制所有的主机。
2、静态路由：
实验是由两台路由器和三台主机组成，两台路由器分别配置静态路由，信息配置如右图。主机A要ping通主机B和C，要在两个路由器上都配置静态路由，设置完成后通过命令查询静态路由的情况。
在路由器B上设置静态路由，主机B通过通过S0/0口将数据进行转发，配置命令为：
ROB(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.2.1
ROB(config)#ip routing
同样，在路由器A上设置静态路由，主机A通过通过S0/0口将数据进行转发，配置命令为：
ROA(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2
ROA(config)#ip routing
ROA(config)#show ip routing
结果如下：
结果中的s 192.168.3.0 [1/1] via 192.168.2.2 serial0/0 显示的是他静态路由的网段和转发数据的端口。另一个的也同理。
这样，主机A就可以ping和主机B在同一个网段的主机，主机B就可以ping和主机A在同一个网段的主机。
3、动态路由：
动态路由实验是由三个路由器和两台主机组成，实验目的是要主机A和主机B能够通过路由器进行不同网段的ping通。Ip地址如左图所示。
在实验中，三台路由器内部要进行动态路由的分配，配置信息如：
RouterA(config)#ip routing
RouterA(config)#router rip
RouterA(config-router)#network 192.168.0.0
RouterA(config-router)#end
上部命令中，ip routing为启动路由转发，router rip为启动RIP路由协议，network 192.168.0.0是设置发布的路由，同样要在每一个路由器中都要设置这样的动态路由，上图右图中为动态路由的配置信息。
动态路由的注意事项：三个路由器都要设置动态路由。
4、单臂路由：
单臂路由实验是由一台路由器和一台交换机和两台主机组成，左边为实验的原理连接图，右边为实验的配置信息。
实验要求是两台主机分别在两个不同的vlan中和不同的网段中，f0/0口设置为干线，路由器的需配置两个ip及网关，通过路由器端口的转发，两个不同vlan的主机可以互相的ping通。实验过程如下：
交换机划分van的配置命令为：
switch#vlan database
switch(vlan)#vlan 2
switch(vlan)#vlan 3
switch(vlan)#exit
switch#show vlan
switch#conf t
switch(config)#int f0/6
switch(config-if)#switchport access vlan 2
switch(config-if)#int f0/7
switch(config-if)#switchport access vlan 2
其中vlan database为vlan的划分，switchport access vlan 2为将交换机的端口加入到vlan2中，其于的默认在vlan1中。下面为将f0/1口设置干线，命令为：
switch(config-if)#int f0/1
switch(config-if)#switchport mode trunk
switch(config-if)#switchport trunk allowed vlan all
switch(config-if)#switchport trunk encap dot1q
switch(config-if)#end
其中switchport mode trunk为设置为干线，switchport trunk allowed vlan 1,2 为设置允许的vlan，switchport trunk encap dot1q为设置vlan 中继。当show vlan显示如下命令时：vlan划分成功，这时配置信息中显示：SWAf1=trunk
SWA vlan2: F0/6,F0/7,F0/8,及配置成功。
5、vlan的划分
vlan划分的实验是由两台交换机和几台主机组成。
实验要求：每一个交换机都在不同的vlan中，每一个交换机上的两台主机分别在不同的vlan中，四台主机分别在两个网段下，且两台主机不在同一个vlan下。下左图为实验的连接图，右图为实验的配置信息。
每一个交换机都划分为两个vlan，配置命令为：
SWA#vlan database
SWA(vlan)#vlan 2
SWA#conf t
SWA(config)#int f0/5
SWA(config-if)#switchport access vlan 2
SWA(config-if)#int f0/6
SWA(config-if)#switchport access vlan 2
SWA(config-if)#int f0/7
其中vlan database为vlan的划分，switchport access vlan 2为将交换机的端口加入到vlan2中，其于的默认在vlan1中。然后把交换机的f0/8口和交换机的f0/1口设置为干线。这样两个交换机上不在同一个vlan的计算机就可以互相访问了
H. 路由器的工作原理是什么
路由器的工作原理：路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。
路由器用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成。
路由器通常位于网络层
因而路由技术也是与网络层相关的一门技术， 路由器与早期的网桥相比有很多的变化和不同。 通常而言，网桥的局限性比较大，它只能够连通数据链路层相同或者类似的网络，不能够连接数据链路层之间有着较大差异的网络。
但是路由器却不同，它打破了这个局限，能够连接任意的两种不同的网络，但是这两种不同的网络之间要遵守一个原则，就是使用相同的网络层协议，这样才能够被路由器连接。
以上内容参考：网络-路由器
I. 简述静态路由、RIP和OSPF动态路由的原理以及各自的优缺点。
静态路由原理：路由项（routing entry）由手动配置，而非动态决定。与动态路由不同，静态路由是固定的，不会改变，即使网络状况已经改变或是重新被组态。一般来说，静态路由是由网络管理员逐项加入路由表。
优点：使用静态路由的另一个好处为网络安全保密性高。动态路由因为需要路由器之间频繁地交换各自的路由表，而对路由表的分析可以揭示网络的拓扑结构和网络地址等信息。因此，网络出于安全方面的考虑也可以采用静态路由。不占用网络带宽，因为静态路由不会产生更新流量。
缺点：大型和复杂的网络环境通常不宜采用静态路由。一方面，网络管理员难以全面地了解整个网络的拓扑结构；另一方面，当网络的拓扑结构和链路状态发生变化时，路由器中的静态路由信息需要大范围地调整，这一工作的难度和复杂程度非常高。当网络发生变化或网络发生故障时，不能重选路由，很可能使路由失败。
RIP原理：
1 、初始化。RIP初始化时，会从每个参与工作的接口上发送请求数据包。该请求数据包会向所有的RIP路由器请求一份完整的路由表。该请求通过LAN上的广播形式发送LAN或者在点到点链路发送到下一跳地址来完成。这是一个特殊的请求，向相邻设备请求完整的路由更新。
2 、接收请求。RIP有两种类型的消息，响应和接收消息。请求数据包中的每个路由条目都会被处理，从而为路由建立度量以及路径。RIP采用跳数度量，值为1的意为着一个直连的网络，16，为网络不可达。路由器会把整个路由表作为接收消息的应答返回。
3、接收到响应。路由器接收并处理响应，它会通过对路由表项进行添加，删除或者修改作出更新。
4、 常规路由更新和定时。路由器以30秒一次地将整个路由表以应答消息地形式发送到邻居路由器。路由器收到新路由或者现有路由地更新信息时，会设置一个180秒地超时时间。如果180秒没有任何更新信息，路由的跳数设为16。路由器以度量值16宣告该路由，直到刷新计时器从路由表中删除该路由。
刷新计时器的时间设为240秒，或者比过期计时器时间多60秒。Cisco还用了第三个计时器，称为抑制计时器。接收到一个度量更高的路由之后的180秒时间就是抑制计时器的时间，在此期间，路由器不会用它接收到的新信息对路由表进行更新，这样能够为网路的收敛提供一段额外的时间。
5、 触发路由更新。当某个路由度量发生改变时，路由器只发送与改变有关的路由，并不发送完整的路由表。
优点：
仅和相邻的路由器交换信息。如果两个路由器之间的通信不经过另外一个路由器，那么这两个路由器是相邻的。RIP协议规定，不相邻的路由器之间不交换信息。
路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息。即自己的路由表。
按固定时间交换路由信息，如，每隔30秒，然后路由器根据收到的路由信息更新路由表。
缺点：
1、过于简单，以跳数为依据计算度量值，经常得出非最优路由。
2、度量值以16为限，不适合大的网络。
3、安全性差，接受来自任何设备的路由更新。无密码验证机制，默认接受任何地方任何设备的路由更新。不能防止恶意的rip欺骗。
4、不支持无类ip地址和VLSM<ripv1>。
5、收敛性差，时间经常大于5分钟。
6、消耗带宽很大。完整的复制路由表，把自己的路由表复制给所有邻居，尤其在低速广域网链路上更以显式的全量更新。
OSPF原理：
1、初始化形成端口初始信息：在路由器初始化或网络结构发生变化(如链路发生变化，路由器新增或损坏)时，相关路由器会产生链路状态广播数据包LSA，该数据包里包含路由器上所有相连链路，也即为所有端口的状态信息。
2、路由器间通过泛洪(Floodingl机制交换链路状态信息：各路由器一方面将其LSA数据包传送给所有与其相邻的OSPF路由器，另一方面接收其相邻的OSPF路由器传来的LSA数据包，根据其更新自己的数据库。
3、形成稳定的区域拓扑结构数据库：OSPF路由协议通过泛洪法逐渐收敛，形成该区域拓扑结构的数据库，这时所有的路由器均保留了该数据库的一个副本。
4、形成路由表：所有的路由器根据其区域拓扑结构数据库副本采用最短路径法计算形成各自的路由表。
优点：OSPF适合在大范围的网络；组播触发式更新；收敛速度快；以开销作为度量值；OSPF协议的设计是为了避免路由环路；应用广泛。
缺点：OSPF协议的配置对于技术水平要求很高，配置比较复杂的；路由其自身的负载分担能力是很低的。
(9)计算机网络动态路由实验原理扩展阅读
RIP作为IGP（内部网关协议）中最先得到广泛使用的一种协议，主要应用于 AS 系统，即自治系统（Autonomous System）。连接 AS 系统有专门的协议，其中最早的这样的协议为“EGP”（外部网关协议），仍然应用于因特网，这样的协议通常被视为内部 AS路由选择协议。
RIP主要设计来利用同类技术与大小适度的网络一起工作。因此通过速度变化不大的接线连接，RIP 比较适用于简单的校园网和区域网，但并不适用于复杂网络的情况。