路由器的概念

互连网络（internetwork）是一个被广泛接受的网络界术语，它表示相互连接的许多网络的集合。每一个独立的网络都有它自己的网络号，此网络号在特定的互连网络中必须是唯一的。

路由器的作用是根据从网络协议获悉的有关信息，控制通过互连网络的通信量。让我们先来讨论一下计算机网络协议的作用。

在一个有几百台、甚至几千台计算机连在一起的互连网络中，必须有一些约定的方式供这些设备相互访问和通信。随着网络规模的增大，让每一台计算机记住互连网络上其他所有计算机的地址是不切实际的，因此必须有一些机制来减少每台计算机为实现与其他所有计算机通信而维护的信息量。

已使用的机制是将一个互连网络分成许多独立、但互相连接的网络，这些网络本身可能又被分为许多子网（见图1 - 1）。记住这些分立网络的任务可以交给被称为路由器的专用计算机来完成。使用这种方法，网络上的计算机只需记住互连网络中的分立网络，而不需记住网络上的每一台计算机。

要描述互连网络上的计算机是怎样相互寻址的，最好的类比是邮局服务系统。当邮寄一封信时，需要提供公寓号码、街区名称和号码、城镇和州名。在计算机术语中，发送信息时，需要提供给用端口号、主机号、子网号和网络号（见图1 - 2）。这些术语将在后续章节中具体讨论。

要害的概念是当邮局接收到发往另一个城镇的信件时，邮政人员首先将它发送到目的城镇所在的分局。从那里，这封信被交给负责特定街区的某个邮递员。最终，这封信被投递到目的地。

计算机网络也采用相似的过程。发往互连网络的信息首先被送到与目的网络相连的路由器。路由器实际上起着这个网络的分发中心的作用，它把信息送到目的子网。最后此信息被送到目的主机的目的端口上。

图1-1 互连网络上网络和子网的相互连接



图1-2 邮局服务系统与互连网络的寻址方案比较

图1 - 3给出了一个简单的互连网络，其中由路由器将不同的网络连接起来。图中的网络1、2、3和4上有主机，而网络5、6和7上没有。网络5、6和7仅仅是与局域网或广域网上的路由器相连。在此互连网络中，主机X和Z必须配置成同样的网络号（本例中为2）。除此之外，与同一网络相连的路由器接口（例如，路由器C上的接口2和路由器A上的接口1）必须配置成同样的网络号（本例中为5）。



图1-3 简单的互连网络连接

我们再次使用邮政服务做类比，连接到两个网络的路由器可看成是有两个入口的房子。如图1 - 4中的房子有两个入口，一个在子网1街上，另一个在子网- 2街上。要想向此房子中发送一封信，子网- 1街的地址和子网- 2街的地址都可用。同样，在图1 - 3中，路由器与两个网络相连，要想将信息发送给路由器A，接口1、接口2或接口3的地址都可用。



图1-4 同一位置有多个地址

从本质上说，路由器的作用是将报文分组从一个网络路由到另一个网络。这句话暗含着两个含义。第一，一个路由器的多个接口不能被配置成相同的网络号（后面将给出一个例子，在那个例子中，通过使用子网掩码，可以在同一路由器的不同接口上配置相同的网络号，但是有不同的子网号）；第二，由于每条广播有一个目的网络号，故在缺省目的网络号的情况下路由器不能转发广播包（后面我们将讨论怎样将路由器配置成可以转发广播包）。