成天路由器，路由器究竟是什麼

成天路由器，路由器究竟是什麼

• 路由器的主要作用是:

  1. 連通不同的網絡
  2. 選擇信息傳送的線路

• 路由器的構成：

  • 路由器結構可劃分爲兩個部分：路由選擇部分+分組轉發部分

  1. 路由部分：也稱爲控制部分，核心部件是路由選擇處理機，路由選擇處理機的任務是根據所選定的路由選擇協議構造出路由表，同時經常或定期的和相鄰路由信息而不斷地更新和維護路由表

  2. 分組轉發部分：由三個部分組成：交換結構丶一組輸入端口丶一組輸出端口。

  3. “轉發”和“路由選擇”的區別？

     • “轉發”：就是路由器根據轉發表將用戶的IP數據報從合適的端口轉發出去
     • “路由選擇”：則是按照分佈式算法，根據從各相鄰路由器得到的關於網絡拓撲的變化情況，動態的改變所選擇的路由。
     • 路由表是根據路由選擇算法得出的。而轉發表是從路由邊得出的。

  4. 1. 分組丟棄：

        • 若路由器處理分組的速率趕不上分組進入隊列的速率，則隊列的存儲空間必定減少到零，這就使後面再進入隊列的分組由於沒有存儲空間而只能被丟棄

        • 路由器中的輸入或輸出隊列產生溢出是造成分組丟失的重要原因

問題1：爲什麼既要有IP地址又要有MAC地址？

• 首先明確一點，並不是所有的網絡之間傳輸數據都需要mac地址和ip地址，比如說點對點線路之間的通信就沒有MAC地址，網絡層使用ipx協議時就沒有ip地址，但是在當前的主流網絡中，我們都使用ip地址和mac地址

• 既然MAC地址唯一，爲什麼要IP地址？

  • 之前我們提到，mac地址是唯一的，那理論上，在任何兩個設備之間，我應該都可以通過mac地址發送數據，爲什麼還需要ip地址？

    mac地址就好像個人的身份證號，人的身份證號和人戶口所在的城市，出生的日期有關，但是和人所在的位置沒有關係，人是會移動的，知道一個人的身份證號，並不能找到它這個人，mac地址類似，它是和設備的生產者，批次，日期之類的關聯起來，知道一個設備的mac，並不能在網絡中將數據發送給它，除非它和發送方的在同一個網絡內。

    所以要實現機器之間的通信，我們還需要有ip地址的概念，ip地址表達的是當前機器在網絡中的位置，類似於城市名+道路號+門牌號的概念。通過ip層的尋址，我們能知道按何種路徑在全世界任意兩臺Internet上的的機器間傳輸數據。

    mac地址通常是不變的，ip地址是可變的，尤其是移動設備，ip地址會經常變更。

    mac地址的設計不攜帶設備在網絡中的位置信息，想要通過mac地址通信，我們得在所有的設備上維護一張很大的表，記錄所有mac地址路由在當前位置的的下一跳，這顯然是不合理的

• 既然能通過IP地址發送數據，爲什麼有MAC地址？

  • 既然ip地址有位置信息，而且在一個網絡中也是唯一的，那麼我們爲什麼不完全通過ip地址通信，拋棄mac地址呢？或者說，合併ip層和mac層的功能。

    • 歷史原因
      最初的鏈路層協議是和ip地址無關的，沒有網絡層方面的設定，只有物理層和鏈路層，最初也只有集線器，沒有交換機路由器，服務器之間傳輸數據全靠mac地址。在沒有ip地址之前，mac地址已經在使用了。現在到處都在用的二層交換機，就是根據mac地址轉發數據。
    • 設計的原因
      現在這樣設計是好的設計，鏈路層的實現不需要考慮數據之間的轉發，網絡層的實現不需要考慮物層的影響。

    也就是說，理論上可行，目前無太大意義，反而有壞處。