路由器是一種連接多個網路或網段的網路設備，它能將不同網路或網段
之間的數據信息進行「翻譯」，以使它們能夠相互「讀」懂對方的數據，從
而構成一個更大的網路。
路由器有兩大典型功能，即數據通道功能和控制功能。數據通道功能包
括轉發決定、背板轉發以及輸出鏈路調度等，一般由特定的硬體來完成；控
制功能一般用軟體來實現，包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統配置、
系統管理等。
多少年來，路由器的發展有起有伏。90年代中期，傳統路由器成為制約
網際網路發展的瓶頸。ATM交換機取而代之，成為IP骨幹網的核心，路由器變成
了配角。進入90年代末期，Internet規模進一步擴大，流量每半年翻一番，
ATM網又成為瓶頸，路由器東山再起，Gbps路由交換機在1997年面世後，人們
又開始以Gbps路由交換機取代ATM交換機，架構以路由器為核心的骨幹網。
附：路由器原理及路由協議
近十年來，隨著計算機網路規模的不斷擴大，大型互聯網路（如Internet）
的迅猛發展，路由技術在網路技術中已逐漸成為關鍵部分，路由器也隨之成
為最重要的網路設備。用戶的需求推動著路由技術的發展和路由器的普及，
人們已經不滿足於僅在本地網路上共享信息，而希望最大限度地利用全球各
個地區、各種類型的網路資源。而在目前的情況下，任何一個有一定規模的
計算機網路（如企業網、校園網、智能大廈等），無論採用的是快速以大網
技術、FDDI技術，還是ATM技術，都離不開路由器，否則就無法正常運作和管
理。
1 網路互連
把自己的網路同其它的網路互連起來，從網路中獲取更多的信息和向網路發
布自己的消息，是網路互連的最主要的動力。網路的互連有多種方式，其中
使用最多的是網橋互連和路由器互連。
1.1 網橋互連的網路
網橋工作在OSI模型中的第二層，即鏈路層。完成數據幀（frame）的轉發，
主要目的是在連接的網路間提供透明的通信。網橋的轉發是依據數據幀中的
源地址和目的地址來判斷一個幀是否應轉發和轉發到哪個埠。幀中的地址
稱為「MAC」地址或「硬體」地址，一般就是網卡所帶的地址。
網橋的作用是把兩個或多個網路互連起來，提供透明的通信。網路上的設備
看不到網橋的存在，設備之間的通信就如同在一個網上一樣方便。由於網橋
是在數據幀上進行轉發的，因此只能連接相同或相似的網路（相同或相似結
構的數據幀），如乙太網之間、乙太網與令牌環（token ring）之間的互連
，對於不同類型的網路（數據幀結構不同），如乙太網與X.25之間，網橋就
無能為力了。
網橋擴大了網路的規模，提高了網路的性能，給網路應用帶來了方便，在以
前的網路中，網橋的應用較為廣泛。但網橋互連也帶來了不少問題：一個是
廣播風暴，網橋不阻擋網路中廣播消息，當網路的規模較大時（幾個網橋，
多個乙太網段），有可能引起廣播風暴（broadcasting storm），導致整個
網路全被廣播信息充滿，直至完全癱瘓。第二個問題是，當與外部網路互連
時，網橋會把內部和外部網路合二為一，成為一個網，雙方都自動向對方完
全開放自己的網路資源。這種互連方式在與外部網路互連時顯然是難以接受
的。問題的主要根源是網橋只是最大限度地把網路溝通，而不管傳送的信息
是什麼。
1.2 路由器互連網路
路由器互連與網路的協議有關，我們討論限於TCP／IP網路的情況。
路由器工作在OSI模型中的第三層，即網路層。路由器利用網路層定義的「邏
輯」上的網路地址（即IP地址）來區別不同的網路，實現網路的互連和隔離
，保持各個網路的獨立性。路由器不轉發廣播消息，而把廣播消息限制在各
自的網路內部。發送到其他網路的數據茵先被送到路由器，再由路由器轉發
出去。
IP路由器只轉發IP分組，把其餘的部分擋在網內（包括廣播），從而保持各
個網路具有相對的獨立性，這樣可以組成具有許多網路（子網）互連的大型
的網路。由於是在網路層的互連，路由器可方便地連接不同類型的網路，只
要網路層運行的是IP協議，通過路由器就可互連起來。
網路中的設備用它們的網路地址（TCP／IP網路中為IP地址）互相通信。IP地
址是與硬體地址無關的「邏輯」地址。路由器只根據IP地址來轉發數據。IP
地址的結構有兩部分，一部分定義網路號，另一部分定義網路內的主機號。
目前，在Internet網路中採用子網掩碼來確定IP地址中網路地址和主機地址
。子網掩碼與IP地址一樣也是32bit，並且兩者是一一對應的，並規定，子網
掩碼中數字為「1」所對應的IP地址中的部分為網路號，為「0」所對應的則
為主機號。網路號和主機號合起來，才構成一個完整的IP地址。同一個網路
中的主機IP地址，其網路號必須是相同的，這個網路稱為IP子網。
通信只能在具有相同網路號的IP地址之間進行，要與其它IP子網的主機進行
通信，則必須經過同一網路上的某個路由器或網關（gateway）出去。不同網
絡號的IP地址不能直接通信，即使它們接在一起，也不能通信。
路由器有多個埠，用於連接多個IP子網。每個埠的IP地址的網路號要求
與所連接的IP子網的網路號相同。不同的埠為不同的網路號，對應不同的
IP子網，這樣才能使各子網中的主機通過自己子網的IP地址把要求出去的IP
分組送到路由器上
2 路由原理
當IP子網中的一台主機發送IP分組給同一IP子網的另一台主機時，它將直接
把IP分組送到網路上，對方就能收到。而要送給不同IP於網上的主機時，它
要選擇一個能到達目的子網上的路由器，把IP分組送給該路由器，由路由器
負責把IP分組送到目的地。如果沒有找到這樣的路由器，主機就把IP分組送
給一個稱為「預設網關（default gateway）」的路由器上。「預設網關」是
每台主機上的一個配置參數，它是接在同一個網路上的某個路由器埠的IP
地址。
路由器轉發IP分組時，只根據IP分組目的IP地址的網路號部分，選擇合適的
埠，把IP分組送出去。同主機一樣，路由器也要判定埠所接的是否是目
的子網，如果是，就直接把分組通過埠送到網路上，否則，也要選擇下一
個路由器來傳送分組。路由器也有它的預設網關，用來傳送不知道往哪兒送
的IP分組。這樣，通過路由器把知道如何傳送的IP分組正確轉發出去，不知
道的IP分組送給「預設網關」路由器，這樣一級級地傳送，IP分組最終將送
到目的地，送不到目的地的IP分組則被網路丟棄了。
目前TCP／IP網路，全部是通過路由器互連起來的，Internet就是成千上萬個
IP子網通過路由器互連起來的國際性網路。這種網路稱為以路由器為基礎的
網路（router based network），形成了以路由器為節點的「網間網」。在
「網間網」中，路由器不僅負責對IP分組的轉發，還要負責與別的路由器進
行聯絡，共同確定「網間網」的路由選擇和維護路由表。
路由動作包括兩項基本內容：尋徑和轉發。尋徑即判定到達目的地的最佳路
徑，由路由選擇演算法來實現。由於涉及到不同的路由選擇協議和路由選擇算
法，要相對復雜一些。為了判定最佳路徑，路由選擇演算法必須啟動並維護包
含路由信息的路由表，其中路由信息依賴於所用的路由選擇演算法而不盡相同
。路由選擇演算法將收集到的不同信息填入路由表中，根據路由表可將目的網
絡與下一站（nexthop）的關系告訴路由器。路由器間互通信息進行路由更新
，更新維護路由表使之正確反映網路的拓撲變化，並由路由器根據量度來決
定最佳路徑。這就是路由選擇協議（routing protocol），例如路由信息協
議（RIP）、開放式最短路徑優先協議（OSPF）和邊界網關協議（BGP）等。
轉發即沿尋徑好的最佳路徑傳送信息分組。路由器首先在路由表中查找，判
明是否知道如何將分組發送到下一個站點（路由器或主機），如果路由器不
知道如何發送分組，通常將該分組丟棄；否則就根據路由表的相應表項將分
組發送到下一個站點，如果目的網路直接與路由器相連，路由器就把分組直
接送到相應的埠上。這就是路由轉發協議（routed protocol）。
路由轉發協議和路由選擇協議是相互配合又相互獨立的概念，前者使用後者
維護的路由表，同時後者要利用前者提供的功能來發布路由協議數據分組。
下文中提到的路由協議，除非特別說明，都是指路由選擇協議，這也是普遍
的習慣。
3 路由協議
典型的路由選擇方式有兩種：靜態路由和動態路由。
靜態路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網路管理員干預，否則靜
態路由不會發生變化。由於靜態路由不能對網路的改變作出反映，一般用於
網路規模不大、拓撲結構固定的網路中。靜態路由的優點是簡單、高效、可
靠。在所有的路由中，靜態路由優先順序最高。當動態路由與靜態路由發生沖
突時，以靜態路由為准。
動態路由是網路中的路由器之間相互通信，傳遞路由信息，利用收到的路由
信息更新路由器表的過程。它能實時地適應網路結構的變化。如果路由更新
信息表明發生了網路變化，路由選擇軟體就會重新計算路由，並發出新的路
由更新信息。這些信息通過各個網路，引起各路由器重新啟動其路由演算法，
並更新各自的路由表以動態地反映網路拓撲變化。動態路由適用於網路規模
大、網路拓撲復雜的網路。當然，各種動態路由協議會不同程度地佔用網路
帶寬和CPU資源。
靜態路由和動態路由有各自的特點和適用范圍，因此在網路中動態路由通常
作為靜態路由的補充。當一個分組在路由器中進行尋徑時，路由器首先查找
靜態路由，如果查到則根據相應的靜態路由轉發分組；否則再查找動態路由
。
根據是否在一個自治域內部使用，動態路由協議分為內部網關協議（IGP）和
外部網關協議（EGP）。這里的自治域指一個具有統一管理機構、統一路由策
略的網路。自治域內部採用的路由選擇協議稱為內部網關協議，常用的有RIP
、OSPF；外部網關協議主要用於多個自治域之間的路由選擇，常用的是BGP和
BGP-4。下面分別進行簡要介紹。
3.1 RIP路由協議
RIP協議最初是為Xerox網路系統的Xerox parc通用協議而設計的，是
Internet中常用的路由協議。RIP採用距離向量演算法，即路由器根據距離選擇
路由，所以也稱為距離向量協議。路由器收集所有可到達目的地的不同路徑
，並且保存有關到達每個目的地的最少站點數的路徑信息，除到達目的地的
最佳路徑外，任何其它信息均予以丟棄。同時路由器也把所收集的路由信息
用RIP協議通知相鄰的其它路由器。這樣，正確的路由信息逐漸擴散到了全網
。
RIP使用非常廣泛，它簡單、可靠，便於配置。但是RIP只適用於小型的同構
網路，因為它允許的最大站點數為15，任何超過15個站點的目的地均被標記
為不可達。而且RIP每隔30s一次的路由信息廣播也是造成網路的廣播風暴的
重要原因之一。
3.2 OSPF路由協議
80年代中期，RIP已不能適應大規模異構網路的互連，0SPF隨之產生。它是網
間工程任務組織（1ETF）的內部網關協議工作組為IP網路而開發的一種路由
協議。
0SPF是一種基於鏈路狀態的路由協議，需要每個路由器向其同一管理域的所
有其它路由器發送鏈路狀態廣播信息。在OSPF的鏈路狀態廣播中包括所有接
口信息、所有的量度和其它一些變數。利用0SPF的路由器首先必須收集有關
的鏈路狀態信息，並根據一定的演算法計算出到每個節點的最短路徑。而基於
距離向量的路由協議僅向其鄰接路由器發送有關路由更新信息。
與RIP不同，OSPF將一個自治域再劃分為區，相應地即有兩種類型的路由選擇
方式：當源和目的地在同一區時，採用區內路由選擇；當源和目的地在不同
區時，則採用區間路由選擇。這就大大減少了網路開銷，並增加了網路的穩
定性。當一個區內的路由器出了故障時並不影響自治域內其它區路由器的正
常工作，這也給網路的管理、維護帶來方便。
3.3 BGP和BGP-4路由協議
BGP是為TCP／IP互聯網設計的外部網關協議，用於多個自治域之間。它既不
是基於純粹的鏈路狀態演算法，也不是基於純粹的距離向量演算法。它的主要功
能是與其它自治域的BGP交換網路可達信息。各個自治域可以運行不同的內部
網關協議。BGP更新信息包括網路號／自治域路徑的成對信息。自治域路徑包
括到達某個特定網路須經過的自治域串，這些更新信息通過TCP傳送出去，以
保證傳輸的可靠性。
為了滿足Internet日益擴大的需要，BGP還在不斷地發展。在最新的BGp4中，
還可以將相似路由合並為一條路由。
3.4 路由表項的優先問題
在一個路由器中，可同時配置靜態路由和一種或多種動態路由。它們各自維
護的路由表都提供給轉發程序，但這些路由表的表項間可能會發生沖突。這
種沖突可通過配置各路由表的優先順序來解決。通常靜態路由具有默認的最高
優先順序，當其它路由表表項與它矛盾時，均按靜態路由轉發。
4 路由演算法
路由演算法在路由協議中起著至關重要的作用，採用何種演算法往往決定了最終
的尋徑結果，因此選擇路由演算法一定要仔細。通常需要綜合考慮以下幾個設
計目標：
——（1）最優化：指路由演算法選擇最佳路徑的能力。
——（2）簡潔性：演算法設計簡潔，利用最少的軟體和開銷，提供最有效的功
能。
——（3）堅固性：路由演算法處於非正常或不可預料的環境時，如硬體故障、
負載過高或操作失誤時，都能正確運行。由於路由器分布在網路聯接點上，
所以在它們出故障時會產生嚴重後果。最好的路由器演算法通常能經受時間的
考驗，並在各種網路環境下被證實是可靠的。
——（4）快速收斂：收斂是在最佳路徑的判斷上所有路由器達到一致的過程
。當某個網路事件引起路由可用或不可用時，路由器就發出更新信息。路由
更新信息遍及整個網路，引發重新計算最佳路徑，最終達到所有路由器一致
公認的最佳路徑。收斂慢的路由演算法會造成路徑循環或網路中斷。
——（5）靈活性：路由演算法可以快速、准確地適應各種網路環境。例如，某
個網段發生故障，路由演算法要能很快發現故障，並為使用該網段的所有路由
選擇另一條最佳路徑。
路由演算法按照種類可分為以下幾種：靜態和動態、單路和多路、平等和分級
、源路由和透明路由、域內和域間、鏈路狀態和距離向量。前面幾種的特點
與字面意思基本一致，下面著重介紹鏈路狀態和距離向量演算法。
鏈路狀態演算法（也稱最短路徑演算法）發送路由信息到互聯網上所有的結點，
然而對於每個路由器，僅發送它的路由表中描述了其自身鏈路狀態的那一部
分。距離向量演算法（也稱為Bellman-Ford演算法）則要求每個路由器發送其路
由表全部或部分信息，但僅發送到鄰近結點上。從本質上來說，鏈路狀態算
法將少量更新信息發送至網路各處，而距離向量演算法發送大量更新信息至鄰
接路由器。
由於鏈路狀態演算法收斂更快，因此它在一定程度上比距離向量演算法更不易產
生路由循環。但另一方面，鏈路狀態演算法要求比距離向量演算法有更強的CPU能
力和更多的內存空間，因此鏈路狀態演算法將會在實現時顯得更昂貴一些。除
了這些區別，兩種演算法在大多數環境下都能很好地運行。
最後需要指出的是，路由演算法使用了許多種不同的度量標准去決定最佳路徑
。復雜的路由演算法可能採用多種度量來選擇路由，通過一定的加權運算，將
它們合並為單個的復合度量、再填入路由表中，作為尋徑的標准。通常所使
用的度量有：路徑長度、可靠性、時延、帶寬、負載、通信成本等
5 新一代路由器
由於多媒體等應用在網路中的發展，以及ATM、快速乙太網等新技術的不斷采
用，網路的帶寬與速率飛速提高，傳統的路由器已不能滿足人們對路由器的
性能要求。因為傳統路由器的分組轉發的設計與實現均基於軟體，在轉發過
程中對分組的處理要經過許多環節，轉發過程復雜，使得分組轉發的速率較
慢。另外，由於路由器是網路互連的關鍵設備，是網路與其它網路進行通信
的一個「關口」，對其安全性有很高的要求，因此路由器中各種附加的安全
措施增加了CPU的負擔，這樣就使得路由器成為整個互聯網上的「瓶頸」。
傳統的路由器在轉發每一個分組時，都要進行一系列的復雜操作，包括路由
查找、訪問控製表匹配、地址解析、優先順序管理以及其它的附加操作。這一
系列的操作大大影響了路由器的性能與效率，降低了分組轉發速率和轉發的
吞吐量，增加了CPU的負擔。而經過路由器的前後分組間的相關性很大，具有
相同目的地址和源地址的分組往往連續到達，這為分組的快速轉發提供了實
現的可能與依據。新一代路由器，如IP Switch、Tag Switch等，就是採用這
一設計思想用硬體來實現快速轉發，大大提高了路由器的性能與效率。
新一代路由器使用轉發緩存來簡化分組的轉發操作。在快速轉發過程中，只
需對一組具有相同目的地址和源地址的分組的前幾個分組進行傳統的路由轉
發處理，並把成功轉發的分組的目的地址、源地址和下一網關地址（下一路
由器地址）放人轉發緩存中。當其後的分組要進行轉發時，茵先查看轉發緩
存，如果該分組的目的地址和源地址與轉發緩存中的匹配，則直接根據轉發
緩存中的下一網關地址進行轉發，而無須經過傳統的復雜操作，大大減輕了
路由器的負擔，達到了提高路由器吞吐量的目標。
⑵ 計算機網路中的主幹網和本地接入網的主要區別是什麼
主幹網路與本地接入所連接的物理設備不一樣，當然傳輸速度也不一樣！打個比方，一般網吧裡面，主幹網用的是光纖，可以1Gb/s
傳輸，而本地接入，經過路由器限流之後，一般之後100MB/S。
⑶ 計算機網路協議四的特點和原理
ip就是網際互聯協議，支持的有4個協議：ARP,RARP,ICMP,IGMP1.網路互連把自己的網路同其它的網路互連起來，從網路中獲取的信息和向網路發布自己的消息，是網路互連的最主要的動力。網路的互連有多種方式，其中使用最多的是網橋互連和路由器互連。1.1網橋互連的網路網橋工作在OSI模型中的第二層，即鏈路層。完成數據幀(frame)的轉發，主要目的是在連接的網路間提供透明的通信。網橋的轉發是依據數據幀中的源地址和目的地址來判斷一個幀是否應轉發和轉發到哪個埠。幀中的地址稱為「MAC」地址或「硬體」地址，一般就是網卡所帶的地址。網橋的作用是把兩個或多個網路互連起來，提供透明的通信。網路上的設備看不到網橋的存在，設備之間的通信就如同在一個網上一樣方便。由於網橋是在數據幀上進行轉發的，因此只能連接相同或相似的網路(相同或相似結構的數據幀)，如乙太網之間、乙太網與令牌環(tokenring)之間的互連，對於不同類型的網路(數據幀結構不同)，如乙太網與X.25之間，網橋就無能為力了。網橋擴大了網路的規模，提高了網路的性能，給網路應用帶來了方便，在以前的網路中，網橋的應用較為廣泛。但網橋互連也帶來了不少問題：一個是廣播風暴，網橋不阻擋網路中廣播消息，當網路的規模較大時(幾個網橋，多個乙太網段)，有可能引起廣播風暴(broadcastingstorm)，導致整個網路全被廣播信息充滿，直至完全癱瘓。第二個問題是，當與外部網路互連時，網橋會把內部和外部網路合二為一，成為一個網，雙方都自動向對方完全開放自己的網路資源。這種互連方式在與外部網路互連時顯然是難以接受的。問題的主要根源是網橋只是最大限度地把網路溝通，而不管傳送的信息是什麼。1.2路由器互連網路路由器互連與網路的協議有關，我們討論限於TCP/IP網路的情況。路由器工作在OSI模型中的第三層，即網路層。路由器利用網路層定義的「邏輯」上的網路地址(即IP地址)來區別不同的網路，實現網路的互連和隔離，保持各個網路的獨立性。路由器不轉發廣播消息，而把廣播消息限制在各自的網路內部。發送到其他網路的數據茵先被送到路由器，再由路由器轉發出去。IP路由器只轉發IP分組，把其餘的部分擋在網內(包括廣播)，從而保持各個網路具有相對的獨立性，這樣可以組成具有許多網路(子網)互連的大型的網路。由於是在網路層的互連，路由器可方便地連接不同類型的網路，只要網路層運行的是IP協議，通過路由器就可互連起來。網路中的設備用它們的網路地址(TCP/IP網路中為IP地址)互相通信。IP地址是與硬體地址無關的「邏輯」地址。路由器只根據IP地址來轉發數據。IP地址的結構有兩部分，一部分定義網路號，另一部分定義網路內的主機號。目前，在Internet網路中採用子網掩碼來確定IP地址中網路地址和主機地址。子網掩碼與IP地址一樣也是32bit，並且兩者是一一對應的，並規定，子網掩碼中數字為「1」所對應的IP地址中的部分為網路號，為「0」所對應的則為主機號。網路號和主機號合起來，才構成一個完整的IP地址。同一個網路中的主機IP地址，其網路號必須是相同的，這個網路稱為IP子網。通信只能在具有相同網路號的IP地址之間進行，要與其它IP子網的主機進行通信，則必須經過同一網路上的某個路由器或網關(gateway)出去。不同網路號的IP地址不能直接通信，即使它們接在一起，也不能通信。路由器有多個埠，用於連接多個IP子網。每個埠的IP地址的網路號要求與所連接的IP子網的網路號相同。不同的埠為不同的網路號，對應不同的IP子網，這樣才能使各子網中的主機通過自己子網的IP地址把要求出去的IP分組送到路由器上。2.路由原理當IP子網中的一台主機發送IP分組給同一IP子網的另一台主機時，它將直接把IP分組送到網路上，對方就能收到。而要送給不同IP於網上的主機時，它要選擇一個能到達目的子網上的路由器，把IP分組送給該路由器，由路由器負責把IP分組送到目的地。如果沒有找到這樣的路由器，主機就把IP分組送給一個稱為「預設網關(defaultgateway)」的路由器上。「預設網關」是每台主機上的一個配置參數，它是接在同一個網路上的某個路由器埠的IP地址。路由器轉發IP分組時，只根據IP分組目的IP地址的網路號部分，選擇合適的埠，把IP分組送出去。同主機一樣，路由器也要判定埠所接的是否是目的子網，如果是，就直接把分組通過埠送到網路上，否則，也要選擇下一個路由器來傳送分組。路由器也有它的預設網關，用來傳送不知道往哪兒送的IP分組。這樣，通過路由器把知道如何傳送的IP分組正確轉發出去，不知道的IP分組送給「預設網關」路由器，這樣一級級地傳送，IP分組最終將送到目的地，送不到目的地的IP分組則被網路丟棄了。目前TCP/IP網路，全部是通過路由器互連起來的，Internet就是成千上萬個IP子網通過路由器互連起來的國際性網路。這種網路稱為以路由器為基礎的網路(routerbasednetwork)，形成了以路由器為節點的「網間網」。在「網間網」中，路由器不僅負責對IP分組的轉發，還要負責與別的路由器進行聯絡，共同確定「網間網」的路由選擇和維護路由表。路由動作包括兩項基本內容：尋徑和轉發。尋徑即判定到達目的地的最佳路徑，由路由選擇演算法來實現。由於涉及到不同的路由選擇協議和路由選擇演算法，要相對復雜一些。為了判定最佳路徑，路由選擇演算法必須啟動並維護包含路由信息的路由表，其中路由信息依賴於所用的路由選擇演算法而不盡相同。路由選擇演算法將收集到的不同信息填入路由表中，根據路由表可將目的網路與下一站(nexthop)的關系告訴路由器。路由器間互通信息進行路由更新，更新維護路由表使之正確反映網路的拓撲變化，並由路由器根據量度來決定最佳路徑。這就是路由選擇協議(routingprotocol)，例如路由信息協議(RIP)、開放式最短路徑優先協議(OSPF)和邊界網關協議(BGP)等。轉發即沿尋徑好的最佳路徑傳送信息分組。路由器首先在路由表中查找，判明是否知道如何將分組發送到下一個站點(路由器或主機)，如果路由器不知道如何發送分組，通常將該分組丟棄;否則就根據路由表的相應表項將分組發送到下一個站點，如果目的網路直接與路由器相連，路由器就把分組直接送到相應的埠上。這就是路由轉發協議(routedprotocol)。路由轉發協議和路由選擇協議是相互配合又相互獨立的概念，前者使用後者維護的路由表，同時後者要利用前者提供的功能來發布路由協議數據分組。下文中提到的路由協議，除非特別說明，都是指路由選擇協議，這也是普遍的習慣。3.路由協議典型的路由選擇方式有兩種：靜態路由和動態路由。靜態路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網路管理員干預，否則靜態路由不會發生變化。由於靜態路由不能對網路的改變作出反映，一般用於網路規模不大、拓撲結構固定的網路中。靜態路由的優點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態路由優先順序最高。當動態路由與靜態路由發生沖突時，以靜態路由為准。動態路由是網路中的路由器之間相互通信，傳遞路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實時地適應網路結構的變化。如果路由更新信息表明發生了網路變化，路由選擇軟體就會重新計算路由，並發出新的路由更新信息。這些信息通過各個網路，引起各路由器重新啟動其路由演算法，並更新各自的路由表以動態地反映網路拓撲變化。動態路由適用於網路規模大、網路拓撲復雜的網路。當然，各種動態路由協議會不同程度地佔用網路帶寬和CPU資源。靜態路由和動態路由有各自的特點和適用范圍，因此在網路中動態路由通常作為靜態路由的補充。當一個分組在路由器中進行尋徑時，路由器首先查找靜態路由，如果查到則根據相應的靜態路由轉發分組;否則再查找動態路由。根據是否在一個自治域內部使用，動態路由協議分為內部網關協議(IGP)和外部網關協議(EGP)。這里的自治域指一個具有統一管理機構、統一路由策略的網路。自治域內部採用的路由選擇協議稱為內部網關協議，常用的有RIP、OSPF;外部網關協議主要用於多個自治域之間的路由選擇，常用的是BGP和BGP-4。下面分別進行簡要介紹。3.1RIP路由協議RIP協議最初是為Xerox網路系統的Xeroxparc通用協議而設計的，是Internet中常用的路由協議。RIP採用距離向量演算法，即路由器根據距離選擇路由，所以也稱為距離向量協議。路由器收集所有可到達目的地的不同路徑，並且保存有關到達每個目的地的最少站點數的路徑信息，除到達目的地的最佳路徑外，任何其它信息均予以丟棄。同時路由器也把所收集的路由信息用RIP協議通知相鄰的其它路由器。這樣，正確的路由信息逐漸擴散到了全網。RIP使用非常廣泛，它簡單、可靠，便於配置。但是RIP只適用於小型的同構網路，因為它允許的最大站點數為15，任何超過15個站點的目的地均被標記為不可達。而且RIP每隔30s一次的路由信息廣播也是造成網路的廣播風暴的重要原因之一。3.2OSPF路由協議80年代中期，RIP已不能適應大規模異構網路的互連，0SPF隨之產生。它是網間工程任務組織(1ETF)的內部網關協議工作組為IP網路而開發的一種路由協議。0SPF是一種基於鏈路狀態的路由協議，需要每個路由器向其同一管理域的所有其它路由器發送鏈路狀態廣播信息。在OSPF的鏈路狀態廣播中包括所有介面信息、所有的量度和其它一些變數。利用0SPF的路由器首先必須收集有關的鏈路狀態信息，並根據一定的演算法計算出到每個節點的最短路徑。而基於距離向量的路由協議僅向其鄰接路由器發送有關路由更新信息。與RIP不同，OSPF將一個自治域再劃分為區，相應地即有兩種類型的路由選擇方式：當源和目的地在同一區時，採用區內路由選擇;當源和目的地在不同區時，則採用區間路由選擇。這就大大減少了網路開銷，並增加了網路的穩定性。當一個區內的路由器出了故障時並不影響自治域內其它區路由器的正常工作，這也給網路的管理、維護帶來方便。3.3BGP和BGP-4路由協議BGP是為TCP/IP互聯網設計的外部網關協議，用於多個自治域之間。它既不是基於純粹的鏈路狀態演算法，也不是基於純粹的距離向量演算法。它的主要功能是與其它自治域的BGP交換網路可達信息。各個自治域可以運行不同的內部網關協議。BGP更新信息包括網路號/自治域路徑的成對信息。自治域路徑包括到達某個特定網路須經過的自治域串，這些更新信息通過TCP傳送出去，以保證傳輸的可靠性。為了滿足Internet日益擴大的需要，BGP還在不斷地發展。在最新的BGp4中，還可以將相似路由合並為一條路由。3.4路由表項的優先問題在一個路由器中，可同時配置靜態路由和一種或多種動態路由。它們各自維護的路由表都提供給轉發程序，但這些路由表的表項間可能會發生沖突。這種沖突可通過配置各路由表的優先順序來解決。通常靜態路由具有默認的最高優先順序，當其它路由表表項與它矛盾時，均按靜態路由轉發。4.路由演算法路由演算法在路由協議中起著至關重要的作用，採用何種演算法往往決定了最終的尋徑結果，因此選擇路由演算法一定要仔細。通常需要綜合考慮以下幾個設計目標：(1)最優化：指路由演算法選擇最佳路徑的能力。(2)簡潔性：演算法設計簡潔，利用最少的軟體和開銷，提供最有效的功能。(3)堅固性：路由演算法處於非正常或不可預料的環境時，如硬體故障、負載過高或操作失誤時，都能正確運行。由於路由器分布在網路聯接點上，所以在它們出故障時會產生嚴重後果。最好的路由器演算法通常能經受時間的考驗，並在各種網路環境下被證實是可靠的。(4)快速收斂：收斂是在最佳路徑的判斷上所有路由器達到一致的過程。當某個網路事件引起路由可用或不可用時，路由器就發出更新信息。路由更新信息遍及整個網路，引發重新計算最佳路徑，最終達到所有路由器一致公認的最佳路徑。收斂慢的路由演算法會造成路徑循環或網路中斷。(5)靈活性：路由演算法可以快速、准確地適應各種網路環境。例如，某個網段發生故障，路由演算法要能很快發現故障，並為使用該網段的所有路由選擇另一條最佳路徑。路由演算法按照種類可分為以下幾種：靜態和動態、單路和多路、平等和分級、源路由和透明路由、域內和域間、鏈路狀態和距離向量。前面幾種的特點與字面意思基本一致，下面著重介紹鏈路狀態和距離向量演算法。鏈路狀態演算法(也稱最短路徑演算法)發送路由信息到互聯網上所有的結點，然而對於每個路由器，僅發送它的路由表中描述了其自身鏈路狀態的那一部分。距離向量演算法(也稱為Bellman-Ford演算法)則要求每個路由器發送其路由表全部或部分信息，但僅發送到鄰近結點上。從本質上來說，鏈路狀態演算法將少量更新信息發送至網路各處，而距離向量演算法發送大量更新信息至鄰接路由器。由於鏈路狀態演算法收斂更快，因此它在一定程度上比距離向量演算法更不易產生路由循環。但另一方面，鏈路狀態演算法要求比距離向量演算法有更強的CPU能力和的內存空間，因此鏈路狀態演算法將會在實現時顯得更昂貴一些。除了這些區別，兩種演算法在大多數環境下都能很好地運行。最後需要指出的是，路由演算法使用了許多種不同的度量標准去決定最佳路徑。復雜的路由演算法可能採用多種度量來選擇路由，通過一定的加權運算，將它們合並為單個的復合度量、再填入路由表中，作為尋徑的標准。通常所使用的度量有：路徑長度、可靠性、時延、帶寬、負載、通信成本等。5.新一代路由器由於多媒體等應用在網路中的發展，以及ATM、快速乙太網等新技術的不斷採用，網路的帶寬與速率飛速提高，傳統的路由器已不能滿足人們對路由器的性能要求。因為傳統路由器的分組轉發的設計與實現均基於軟體，在轉發過程中對分組的處理要經過許多環節，轉發過程復雜，使得分組轉發的速率較慢。另外，由於路由器是網路互連的關鍵設備，是網路與其它網路進行通信的一個「關口」，對其安全性有很高的要求，因此路由器中各種附加的安全措施增加了CPU的負擔，這樣就使得路由器成為整個互聯網上的「瓶頸」。傳統的路由器在轉發每一個分組時，都要進行一系列的復雜操作，包括路由查找、訪問控製表匹配、地址解析、優先順序管理以及其它的附加操作。這一系列的操作大大影響了路由器的性能與效率，降低了分組轉發速率和轉發的吞吐量，增加了CPU的負擔。而經過路由器的前後分組間的相關性很大，具有相同目的地址和源地址的分組往往連續到達，這為分組的快速轉發提供了實現的可能與依據。新一代路由器，如IPSwitch、TagSwitch等，就是採用這一設計思想用硬體來實現快速轉發，大大提高了路由器的性能與效率。新一代路由器使用轉發緩存來簡化分組的轉發操作。在快速轉發過程中，只需對一組具有相同目的地址和源地址的分組的前幾個分組進行傳統的路由轉發處理，並把成功轉發的分組的目的地址、源地址和下一網關地址(下一路由器地址)放人轉發緩存中。當其後的分組要進行轉發時，茵先查看轉發緩存，如果該分組的目的地址和源地址與轉發緩存中的匹配，則直接根據轉發緩存中的下一網關地址進行轉發，而無須經過傳統的復雜操作，大大減輕了路由器的負擔，達到了提高路由器吞吐量的目標。
⑷ 計算機網路第一章課後答案
1-01 計算機網路向用戶可以提供那些服務？
答： 連通性和共享
1-02 簡述分組交換的要點。
答：（1）報文分組，加首部
（2）經路由器儲存轉發
（3）在目的地合並
1-03 試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優缺點。
答：（1）電路交換：端對端通信質量因約定了通信資源獲得可靠保障，對連續傳送大量數據效率高。
（2）報文交換：無須預約傳輸帶寬，動態逐段利用傳輸帶寬對突發式數據通信效率高，通信迅速。
（3）分組交換：具有報文交換之高效、迅速的要點，且各分組小，路由靈活，網路生存性能好。
1-04 為什麼說網際網路是自印刷術以來人類通信方面最大的變革？
答： 融合其他通信網路，在信息化過程中起核心作用，提供最好的連通性和信息共享，第一次提供了各種媒體形式的實時交互能力。
1-05 網際網路的發展大致分為哪幾個階段？請指出這幾個階段的主要特點。
答：從單個網路APPANET向互聯網發展；TCP/IP協議的初步成型
建成三級結構的Internet；分為主幹網、地區網和校園網；
形成多層次ISP結構的Internet；ISP首次出現。
1-06 簡述網際網路標准制定的幾個階段？
答：（1）網際網路草案(Internet Draft) ——在這個階段還不是 RFC 文檔。
（2）建議標准(Proposed Standard) ——從這個階段開始就成為 RFC 文檔。
（3）草案標准(Draft Standard)
（4） 網際網路標准(InternetStandard)
1-07小寫和大寫開頭的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要區別？
答：（1） internet（互聯網或互連網）：通用名詞，它泛指由多個計算機網路互連而成的網路。；協議無特指
（2）Internet（網際網路）：專用名詞，特指採用 TCP/IP 協議的互聯網路
區別：後者實際上是前者的雙向應用
1-08 計算機網路都有哪些類別？各種類別的網路都有哪些特點？
答：按范圍：（1）廣域網WAN：遠程、高速、是Internet的核心網。
（2）城域網：城市范圍，鏈接多個區域網。
（3）區域網：校園、企業、機關、社區。
（4）個域網PAN：個人電子設備
按用戶：公用網：面向公共營運。專用網：面向特定機構。
1-09 計算機網路中的主幹網和本地接入網的主要區別是什麼？
答：主幹網：提供遠程覆蓋\高速傳輸\和路由器最優化通信
本地接入網：主要支持用戶的訪問本地，實現散戶接入，速率低。
1-10 試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共x（bit）。從源點到終點共經過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數據率為b(b/s)。在電路交換時電路的建立時間為s(s)。在分組交換時分組長度為p(bit)，且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要小？（提示：畫一下草圖觀察k段鏈路共有幾個結點。）
答：線路交換時延：kd+x/b+s, 分組交換時延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)
其中(k-1)*(p/b)表示K段傳輸中，有(k-1)次的儲存轉發延遲，當s>(k-1)*(p/b)時，電路交換的時延比分組交換的時延大，當x>>p,相反。
1-11 在上題的分組交換網中，設報文長度和分組長度分別為x和(p+h)(bit),其中p為分組的數據部分的長度，而h為每個分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小無關。通信的兩端共經過k段鏈路。鏈路的數據率為b(b/s)，但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小，問分組的數據部分長度p應取為多大？（提示：參考圖1-12的分組交換部分，觀察總的時延是由哪幾部分組成。）
答：總時延D表達式，分組交換時延為：D= kd+(x/p)*((p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b
D對p求導後，令其值等於0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5
1-12 網際網路的兩大組成部分（邊緣部分與核心部分）的特點是什麼？它們的工作方式各有什麼特點？
答：邊緣部分：由各主機構成，用戶直接進行信息處理和信息共享;低速連入核心網。
核心部分：由各路由器連網，負責為邊緣部分提供高速遠程分組交換。
1-13 客戶伺服器方式與對等通信方式的主要區別是什麼？有沒有相同的地方？
答：前者嚴格區分服務和被服務者，後者無此區別。後者實際上是前者的雙向應用。
1-14 計算機網路有哪些常用的性能指標？
答：速率，帶寬，吞吐量，時延，時延帶寬積，往返時間RTT，利用率
1-15 假定網路利用率達到了90%。試估計一下現在的網路時延是它的最小值的多少倍？
解：設網路利用率為U。，網路時延為D，網路時延最小值為D0
U=90%;D=D0/(1-U)---->D/D0=10
現在的網路時延是最小值的10倍
1-16 計算機通信網有哪些非性能特徵？非性能特徵與性能特徵有什麼區別？
答：征：宏觀整體評價網路的外在表現。性能指標：具體定量描述網路的技術性能。
1-17 收發兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2×108m/s。試計算以下兩種情況的發送時延和傳播時延：
（1） 數據長度為107bit,數據發送速率為100kb/s。
（2） 數據長度為103bit,數據發送速率為1Gb/s。
從上面的計算中可以得到什麼樣的結論？
解：（1）發送時延：ts=107/105=100s
傳播時延tp=106/(2×108)=0.005s
（2）發送時延ts=103/109=1µs
傳播時延：tp=106/(2×108)=0.005s
結論：若數據長度大而發送速率低，則在總的時延中，發送時延往往大於傳播時延。但若數據長度短而發送速率高，則傳播時延就可能是總時延中的主要成分。
1-18 假設信號在媒體上的傳播速度為2×108m/s.媒體長度L分別為：
（1）250px（網路介面卡）
（2）100m（區域網）
（3）100km（城域網）
（4）5000km（廣域網）
試計算出當數據率為1Mb/s和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數。
解：（1）1Mb/s:傳播時延=0.1/(2×108)=5×10-10
比特數=5×10-10×1×106=5×10-4
1Gb/s: 比特數=5×10-10×1×109=5×10-1
（2）1Mb/s: 傳播時延=100/(2×108)=5×10-7
比特數=5×10-7×1×106=5×10-1
1Gb/s:比特數=5×10-7×1×109=5×102
(3) 1Mb/s: 傳播時延=100000/(2×108)=5×10-4
比特數=5×10-4×1×106=5×102
1Gb/s:比特數=5×10-4×1×109=5×105
(4)1Mb/s:傳播時延=5000000/(2×108)=2.5×10-2
比特數=2.5×10-2×1×106=5×104
1Gb/s:比特數=2.5×10-2×1×109=5×107
1-19 長度為100位元組的應用層數據交給傳輸層傳送，需加上20位元組的TCP首部。再交給網路層傳送，需加上20位元組的IP首部。最後交給數據鏈路層的乙太網傳送，加上首部和尾部工18位元組。試求數據的傳輸效率。數據的傳輸效率是指發送的應用層數據除以所發送的總數據（即應用數據加上各種首部和尾部的額外開銷）。
若應用層數據長度為1000位元組，數據的傳輸效率是多少？
解：（1）100/（100+20+20+18）=63.3%
（2）1000/（1000+20+20+18）=94.5%
1-20 網路體系結構為什麼要採用分層次的結構？試舉出一些與分層體系結構的思想相似的日常生活。
答：分層的好處：
①各層之間是獨立的。某一層可以使用其下一層提供的服務而不需要知道服務是如何實現的。
②靈活性好。當某一層發生變化時，只要其介面關系不變，則這層以上或以下的各層均不受影響。
③結構上可分割開。各層可以採用最合適的技術來實現
④易於實現和維護。
⑤能促進標准化工作。
與分層體系結構的思想相似的日常生活有郵政系統，物流系統。
1-21 協議與服務有何區別？有何關系？
答：網路協議：為進行網路中的數據交換而建立的規則、標准或約定。由以下三個要素組成：
（1）語法：即數據與控制信息的結構或格式。
（2）語義：即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。
（3）同步：即事件實現順序的詳細說明。
協議是控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。在協議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務，而要實現本層協議，還需要使用下面一層提供服務。
協議和服務的概念的區分：
1、協議的實現保證了能夠向上一層提供服務。本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協議。下面的協議對上面的服務用戶是透明的。
2、協議是「水平的」，即協議是控制兩個對等實體進行通信的規則。但服務是「垂直的」，即服務是由下層通過層間介面向上層提供的。上層使用所提供的服務必須與下層交換一些命令，這些命令在OSI中稱為服務原語。
1-22 網路協議的三個要素是什麼？各有什麼含義？
答：網路協議：為進行網路中的數據交換而建立的規則、標准或約定。由以下三個要素組成：
（1）語法：即數據與控制信息的結構或格式。
（2）語義：即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。
（3）同步：即事件實現順序的詳細說明。
1-23 為什麼一個網路協議必須把各種不利的情況都考慮到？
答：因為網路協議如果不全面考慮不利情況，當情況發生變化時，協議就會保持理想狀況，一直等下去！就如同兩個朋友在電話中約會好，下午3點在公園見面，並且約定不見不散。這個協議就是很不科學的，因為任何一方如果有耽擱了而來不了，就無法通知對方，而另一方就必須一直等下去！所以看一個計算機網路是否正確，不能只看在正常情況下是否正確，而且還必須非常仔細的檢查協議能否應付各種異常情況。
1-24 論述具有五層協議的網路體系結構的要點，包括各層的主要功能。
答：綜合OSI 和TCP/IP 的優點，採用一種原理體系結構。各層的主要功能：
物理層物理層的任務就是透明地傳送比特流。（注意：傳遞信息的物理媒體，如雙絞
線、同軸電纜、光纜等，是在物理層的下面，當做第0 層。）物理層還要確定連接電纜插頭的定義及連接法。
數據鏈路層數據鏈路層的任務是在兩個相鄰結點間的線路上無差錯地傳送以幀（frame）為單位的數據。每一幀包括數據和必要的控制信息。
網路層網路層的任務就是要選擇合適的路由，使發送站的運輸層所傳下來的分組能夠
正確無誤地按照地址找到目的站，並交付給目的站的運輸層。
運輸層運輸層的任務是向上一層的進行通信的兩個進程之間提供一個可靠的端到端
服務，使它們看不見運輸層以下的數據通信的細節。
應用層應用層直接為用戶的應用進程提供服務。
1-25 試舉出日常生活中有關「透明」這種名詞的例子。
答：電視，計算機視窗操作系統、工農業產品
1-26 試解釋以下名詞：協議棧、實體、對等層、協議數據單元、服務訪問點、客戶、伺服器、客戶-伺服器方式。
答：實體(entity)表示任何可發送或接收信息的硬體或軟體進程。
協議是控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。
客戶(client)和伺服器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程。客戶是服務的請求方，伺服器是服務的提供方。
客戶伺服器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系。
協議棧:指計算機網路體系結構採用分層模型後,每層的主要功能由對等層協議的運行來實現,因而每層可用一些主要協議來表徵,幾個層次畫在一起很像一個棧的結構.
對等層:在網路體系結構中,通信雙方實現同樣功能的層.
協議數據單元:對等層實體進行信息交換的數據單位.
服務訪問點:在同一系統中相鄰兩層的實體進行交互（即交換信息）的地方.服務訪問點SAP是一個抽象的概念,它實體上就是一個邏輯介面.
1-27 試解釋everything over IP 和IP over everthing 的含義。
TCP/IP協議可以為各式各樣的應用提供服務 （所謂的everything over ip）
答：允許IP協議在各式各樣的網路構成的互聯網上運行（所謂的ip over everything）
⑸ 為什麼計算機網路中，報文交換和分組交換不需要預先分配傳輸帶寬這要怎麼理解
1-01 計算機網路向用戶可以提供那些服務？
答： 連通性和共享
1-02 簡述分組交換的要點。
答：（1）報文分組，加首部
（2）經路由器儲存轉發
（3）在目的地合並
1-03 試從多個方面比較電路交換、報文交換和分組交換的主要優缺點。
答：（1）電路交換：端對端通信質量因約定了通信資源獲得可靠保障，對連續傳送大量數據效率高。
（2）報文交換：無須預約傳輸帶寬，動態逐段利用傳輸帶寬對突發式數據通信效率高，通信迅速。
（3）分組交換：具有報文交換之高效、迅速的要點，且各分組小，路由靈活，網路生存性能好。
1-04 為什麼說網際網路是自印刷術以來人類通信方面最大的變革？
答： 融合其他通信網路，在信息化過程中起核心作用，提供最好的連通性和信息共享，第一次提供了各種媒體形式的實時交互能力。
1-05 網際網路的發展大致分為哪幾個階段？請指出這幾個階段的主要特點。
答：從單個網路APPANET向互聯網發展；TCP/IP協議的初步成型
建成三級結構的Internet；分為主幹網、地區網和校園網；
形成多層次ISP結構的Internet；ISP首次出現。
1-06 簡述網際網路標准制定的幾個階段？
答：（1）網際網路草案(Internet Draft) ——在這個階段還不是 RFC 文檔。
（2）建議標准(Proposed Standard) ——從這個階段開始就成為 RFC 文檔。
（3）草案標准(Draft Standard)
（4） 網際網路標准(InternetStandard)
1-07小寫和大寫開頭的英文名字 internet 和Internet在意思上有何重要區別？
答：（1） internet（互聯網或互連網）：通用名詞，它泛指由多個計算機網路互連而成的網路。；協議無特指
（2）Internet（網際網路）：專用名詞，特指採用 TCP/IP 協議的互聯網路
區別：後者實際上是前者的雙向應用
1-08 計算機網路都有哪些類別？各種類別的網路都有哪些特點？
答：按范圍：（1）廣域網WAN：遠程、高速、是Internet的核心網。
（2）城域網：城市范圍，鏈接多個區域網。
（3）區域網：校園、企業、機關、社區。
（4）個域網PAN：個人電子設備
按用戶：公用網：面向公共營運。專用網：面向特定機構。
1-09 計算機網路中的主幹網和本地接入網的主要區別是什麼？
答：主幹網：提供遠程覆蓋\高速傳輸\和路由器最優化通信
本地接入網：主要支持用戶的訪問本地，實現散戶接入，速率低。
1-10 試在下列條件下比較電路交換和分組交換。要傳送的報文共x（bit）。從源點到終點共經過k段鏈路，每段鏈路的傳播時延為d（s），數據率為b(b/s)。在電路交換時電路的建立時間為s(s)。在分組交換時分組長度為p(bit)，且各結點的排隊等待時間可忽略不計。問在怎樣的條件下，分組交換的時延比電路交換的要小？（提示：畫一下草圖觀察k段鏈路共有幾個結點。）
答：線路交換時延：kd+x/b+s, 分組交換時延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)
其中(k-1)*(p/b)表示K段傳輸中，有(k-1)次的儲存轉發延遲，當s>(k-1)*(p/b)時，電路交換的時延比分組交換的時延大，當x>>p,相反。
1-11 在上題的分組交換網中，設報文長度和分組長度分別為x和(p+h)(bit),其中p為分組的數據部分的長度，而h為每個分組所帶的控制信息固定長度，與p的大小無關。通信的兩端共經過k段鏈路。鏈路的數據率為b(b/s)，但傳播時延和結點的排隊時間均可忽略不計。若打算使總的時延為最小，問分組的數據部分長度p應取為多大？（提示：參考圖1-12的分組交換部分，觀察總的時延是由哪幾部分組成。）
答：總時延D表達式，分組交換時延為：D= kd+(x/p)*((p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b
D對p求導後，令其值等於0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5
1-12 網際網路的兩大組成部分（邊緣部分與核心部分）的特點是什麼？它們的工作方式各有什麼特點？
答：邊緣部分：由各主機構成，用戶直接進行信息處理和信息共享;低速連入核心網。
核心部分：由各路由器連網，負責為邊緣部分提供高速遠程分組交換。
1-13 客戶伺服器方式與對等通信方式的主要區別是什麼？有沒有相同的地方？
答：前者嚴格區分服務和被服務者，後者無此區別。後者實際上是前者的雙向應用。
1-14 計算機網路有哪些常用的性能指標？
答：速率，帶寬，吞吐量，時延，時延帶寬積，往返時間RTT，利用率
1-15 假定網路利用率達到了90%。試估計一下現在的網路時延是它的最小值的多少倍？
解：設網路利用率為U。，網路時延為D，網路時延最小值為D0
U=90%;D=D0/(1-U)---->D/D0=10
現在的網路時延是最小值的10倍
1-16 計算機通信網有哪些非性能特徵？非性能特徵與性能特徵有什麼區別？
答：征：宏觀整體評價網路的外在表現。性能指標：具體定量描述網路的技術性能。
1-17 收發兩端之間的傳輸距離為1000km，信號在媒體上的傳播速率為2×108m/s。試計算以下兩種情況的發送時延和傳播時延：
（1） 數據長度為107bit,數據發送速率為100kb/s。
（2） 數據長度為103bit,數據發送速率為1Gb/s。
從上面的計算中可以得到什麼樣的結論？
解：（1）發送時延：ts=107/105=100s
傳播時延tp=106/(2×108)=0.005s
（2）發送時延ts=103/109=1µs
傳播時延：tp=106/(2×108)=0.005s
結論：若數據長度大而發送速率低，則在總的時延中，發送時延往往大於傳播時延。但若數據長度短而發送速率高，則傳播時延就可能是總時延中的主要成分。
1-18 假設信號在媒體上的傳播速度為2×108m/s.媒體長度L分別為：
（1）250px（網路介面卡）
（2）100m（區域網）
（3）100km（城域網）
（4）5000km（廣域網）
試計算出當數據率為1Mb/s和10Gb/s時在以上媒體中正在傳播的比特數。
解：（1）1Mb/s:傳播時延=0.1/(2×108)=5×10-10
比特數=5×10-10×1×106=5×10-4
1Gb/s: 比特數=5×10-10×1×109=5×10-1
（2）1Mb/s: 傳播時延=100/(2×108)=5×10-7
比特數=5×10-7×1×106=5×10-1
1Gb/s:比特數=5×10-7×1×109=5×102
(3) 1Mb/s: 傳播時延=100000/(2×108)=5×10-4
比特數=5×10-4×1×106=5×102
1Gb/s:比特數=5×10-4×1×109=5×105
(4)1Mb/s:傳播時延=5000000/(2×108)=2.5×10-2
比特數=2.5×10-2×1×106=5×104
1Gb/s:比特數=2.5×10-2×1×109=5×107
1-19 長度為100位元組的應用層數據交給傳輸層傳送，需加上20位元組的TCP首部。再交給網路層傳送，需加上20位元組的IP首部。最後交給數據鏈路層的乙太網傳送，加上首部和尾部工18位元組。試求數據的傳輸效率。數據的傳輸效率是指發送的應用層數據除以所發送的總數據（即應用數據加上各種首部和尾部的額外開銷）。
若應用層數據長度為1000位元組，數據的傳輸效率是多少？
解：（1）100/（100+20+20+18）=63.3%
（2）1000/（1000+20+20+18）=94.5%
1-20 網路體系結構為什麼要採用分層次的結構？試舉出一些與分層體系結構的思想相似的日常生活。
答：分層的好處：
①各層之間是獨立的。某一層可以使用其下一層提供的服務而不需要知道服務是如何實現的。
②靈活性好。當某一層發生變化時，只要其介面關系不變，則這層以上或以下的各層均不受影響。
③結構上可分割開。各層可以採用最合適的技術來實現
④易於實現和維護。
⑤能促進標准化工作。
與分層體系結構的思想相似的日常生活有郵政系統，物流系統。
1-21 協議與服務有何區別？有何關系？
答：網路協議：為進行網路中的數據交換而建立的規則、標准或約定。由以下三個要素組成：
（1）語法：即數據與控制信息的結構或格式。
（2）語義：即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。
（3）同步：即事件實現順序的詳細說明。
協議是控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。在協議的控制下，兩個對等實體間的通信使得本層能夠向上一層提供服務，而要實現本層協議，還需要使用下面一層提供服務。
協議和服務的概念的區分：
1、協議的實現保證了能夠向上一層提供服務。本層的服務用戶只能看見服務而無法看見下面的協議。下面的協議對上面的服務用戶是透明的。
2、協議是「水平的」，即協議是控制兩個對等實體進行通信的規則。但服務是「垂直的」，即服務是由下層通過層間介面向上層提供的。上層使用所提供的服務必須與下層交換一些命令，這些命令在OSI中稱為服務原語。
1-22 網路協議的三個要素是什麼？各有什麼含義？
答：網路協議：為進行網路中的數據交換而建立的規則、標准或約定。由以下三個要素組成：
（1）語法：即數據與控制信息的結構或格式。
（2）語義：即需要發出何種控制信息，完成何種動作以及做出何種響應。
（3）同步：即事件實現順序的詳細說明。
1-23 為什麼一個網路協議必須把各種不利的情況都考慮到？
答：因為網路協議如果不全面考慮不利情況，當情況發生變化時，協議就會保持理想狀況，一直等下去！就如同兩個朋友在電話中約會好，下午3點在公園見面，並且約定不見不散。這個協議就是很不科學的，因為任何一方如果有耽擱了而來不了，就無法通知對方，而另一方就必須一直等下去！所以看一個計算機網路是否正確，不能只看在正常情況下是否正確，而且還必須非常仔細的檢查協議能否應付各種異常情況。
1-24 論述具有五層協議的網路體系結構的要點，包括各層的主要功能。
答：綜合OSI 和TCP/IP 的優點，採用一種原理體系結構。各層的主要功能：
物理層物理層的任務就是透明地傳送比特流。（注意：傳遞信息的物理媒體，如雙絞
線、同軸電纜、光纜等，是在物理層的下面，當做第0 層。）物理層還要確定連接電纜插頭的定義及連接法。
數據鏈路層數據鏈路層的任務是在兩個相鄰結點間的線路上無差錯地傳送以幀（frame）為單位的數據。每一幀包括數據和必要的控制信息。
網路層網路層的任務就是要選擇合適的路由，使發送站的運輸層所傳下來的分組能夠
正確無誤地按照地址找到目的站，並交付給目的站的運輸層。
運輸層運輸層的任務是向上一層的進行通信的兩個進程之間提供一個可靠的端到端
服務，使它們看不見運輸層以下的數據通信的細節。
應用層應用層直接為用戶的應用進程提供服務。
1-25 試舉出日常生活中有關「透明」這種名詞的例子。
答：電視，計算機視窗操作系統、工農業產品
1-26 試解釋以下名詞：協議棧、實體、對等層、協議數據單元、服務訪問點、客戶、伺服器、客戶-伺服器方式。
答：實體(entity)表示任何可發送或接收信息的硬體或軟體進程。
協議是控制兩個對等實體進行通信的規則的集合。
客戶(client)和伺服器(server)都是指通信中所涉及的兩個應用進程。客戶是服務的請求方，伺服器是服務的提供方。
客戶伺服器方式所描述的是進程之間服務和被服務的關系。
協議棧:指計算機網路體系結構採用分層模型後,每層的主要功能由對等層協議的運行來實現,因而每層可用一些主要協議來表徵,幾個層次畫在一起很像一個棧的結構.
對等層:在網路體系結構中,通信雙方實現同樣功能的層.
協議數據單元:對等層實體進行信息交換的數據單位.
服務訪問點:在同一系統中相鄰兩層的實體進行交互（即交換信息）的地方.服務訪問點SAP是一個抽象的概念,它實體上就是一個邏輯介面.
1-27 試解釋everything over IP 和IP over everthing 的含義。
TCP/IP協議可以為各式各樣的應用提供服務 （所謂的everything over ip）
答：允許IP協議在各式各樣的網路構成的互聯網上運行
⑹ 路由器如何提高網速
我也遇到你的這種情況,我教你以下操作: 提高路由器速度的幾種方法 一、網路自身問題 您想要連接的目標網站所在的伺服器帶寬不足或負載過大。處理辦法很簡單，請換個時間段再上或者換個目標網站。 二、網線問題導致網速變慢 我們知道，雙絞線是由四對線按嚴格的規定緊密地絞和在一起的，用來減少串擾和背景噪音的影響。同時，在T568A標准和T568B標准中僅使用了雙絞線的 1、2和3、6四條線，其中，1、2用於發送，3、6用於接收，而且1、2必須來自一個繞對，3、6必須來自一個繞對。只有這樣，才能最大限度地避免串擾，保證數據傳輸。本人在實踐中發現不按正確標准（T586A、T586B）製作的網線，存在很大的隱患。表現為：一種情況是剛開始使用時網速就很慢；另一種情況則是開始網速正常，但過了一段時間後，網速變慢。後一種情況在台式電腦上表現非常明顯，但用筆記本電腦檢查時網速卻表現為正常。對於這一問題本人經多年實踐發現，因不按正確標准製作的網線引起的網速變慢還同時與網卡的質量有關。一般台式計算機的網卡的性能不如筆記本電腦的，因此，在用交換法排除故障時，使用筆記本電腦檢測網速正常並不能排除網線不按標准製作這一問題的存在。我們現在要求一律按T586A、T586B標准來壓制網線，在檢測故障時不能一律用筆記本電腦來代替台式電腦。 三、網路中存在迴路導致網速變慢 當網路涉及的節點數不是很多、結構不是很復雜時，這種現象一般很少發生。但在一些比較復雜的網路中，經常有多餘的備用線路，如無意間連上時會構成迴路。比如網線從網路中心接到計算機一室，再從計算機一室接到計算機二室。同時從網路中心又有一條備用線路直接連到計算機二室，若這幾條線同時接通，則構成迴路，數據包會不斷發送和校驗數據，從而影響整體網速。這種情況查找比較困難。為避免這種情況發生，要求我們在鋪設網線時一定養成良好的習慣：網線打上明顯的標簽，有備用線路的地方要做好記載。當懷疑有此類故障發生時，一般採用分區分段逐步排除的方法。 四、網路設備硬體故障引起的廣播風暴而導致網速變慢 作為發現未知設備的主要手段，廣播在網路中起著非常重要的作用。然而，隨著網路中計算機數量的增多，廣播包的數量會急劇增加。當廣播包的數量達到30%時，網路的傳輸效率將會明顯下降。當網卡或網路設備損壞後，會不停地發送廣播包，從而導致廣播風暴，使網路通信陷於癱瘓。因此，當網路設備硬體有故障時也會引起網速變慢。當懷疑有此類故障時，首先可採用置換法替換集線器或交換機來排除集線設備故障。如果這些設備沒有故障，關掉集線器或交換機的電源後，DOS下用 「Ping」命令對所涉及計算機逐一測試，找到有故障網卡的計算機，更換新的網卡即可恢復網速正常。網卡、集線器以及交換機是最容易出現故障引起網速變慢的設備。 五、網路中某個埠形成了瓶頸導致網速變慢 實際上，路由器廣域網埠和區域網埠、交換機埠、集線器埠和伺服器網卡等都可能成為網路瓶頸。當網速變慢時，我們可在網路使用高峰時段，利用網管軟體查看路由器、交換機、伺服器埠的數據流量；也可用 Netstat命令統計各個埠的數據流量。據此確認網路數據流通瓶頸的位置，設法增加其帶寬。具體方法很多，如更換伺服器網卡為100M或1000M、安裝多個網卡、劃分多個VLAN、改變路由器配置來增加帶寬等，都可以有效地緩解網路瓶頸，可以最大限度地提高數據傳輸速度。 六、蠕蟲病毒的影響導致網速變慢 通過E-mail散發的蠕蟲病毒對網路速度的影響越來越嚴重，危害性極大。這種病毒導致被感染的用戶只要一上網就不停地往外發郵件，病毒選擇用戶個人電腦中的隨機文檔附加在用戶機子的通訊簿的隨機地址上進行郵件發送。成百上千的這種垃圾郵件有的排著隊往外發送，有的又成批成批地被退回來堆在伺服器上。造成個別骨幹互聯網出現明顯擁塞，網速明顯變慢，使區域網近於癱瘓。因此，我們必須及時升級所用殺毒軟體；計算機也要及時升級、安裝系統補丁程序，同時卸載不必要的服務、關閉不必要的埠，以提高系統的安全性和可靠性。 七、防火牆的過多使用 防火牆的過多使用也可導致網速變慢，處理辦法不必多說，卸載下不必要的防火牆只保留一個功能強大的足以。 八、系統資源不足 您可能載入了太多的運用程序在後台運行，請合理的載入軟體或刪除無用的程序及文件，將資源空出，以達到提高網速的目的。
⑺ 計算機網路中的主幹網和本地接入網的主要區別是什麼
主幹網：提供遠程覆蓋高速傳輸和路由器最優化通信。本地接入網：主要支持用戶的訪問本地，實現散戶接入，速率低。
主幹網連接的一般是核心層的設備，本地接入網只需要接入層的設備就行了
，傳輸速度和距離也不一樣。
⑻ 什麼是路由器呀 怎麼用呀
路由器是一種連接多個網路或網段的網路設備，它能將不同網路或網段之間的數據信息進行「翻譯」，以使它們能夠相互「讀」懂對方的數據，從而構成一個更大的網路。
路由器有兩大典型功能，即數據通道功能和控制功能。數據通道功能包括轉發決定、背板轉發以及輸出鏈路調度等，一般由特定的硬體來完成；控制功能一般用軟體來實現，包括與相鄰路由器之間的信息交換、系統配置、系統管理等。
多少年來，路由器的發展有起有伏。90年代中期，傳統路由器成為制約網際網路發展的瓶頸。ATM交換機取而代之，成為IP骨幹網的核心，路由器變成了配角。進入90年代末期，Internet規模進一步擴大，流量每半年翻一番，ATM網又成為瓶頸，路由器東山再起，Gbps路由交換機在1997年面世後，人們又開始以Gbps路由交換機取代ATM交換機，架構以路由器為核心的骨幹網。
附：路由器原理及路由協議
近十年來，隨著計算機網路規模的不斷擴大，大型互聯網路（如Internet）的迅猛發展，路由技術在網路技術中已逐漸成為關鍵部分，路由器也隨之成為最重要的網路設備。用戶的需求推動著路由技術的發展和路由器的普及，人們已經不滿足於僅在本地網路上共享信息，而希望最大限度地利用全球各個地區、各種類型的網路資源。而在目前的情況下，任何一個有一定規模的計算機網路（如企業網、校園網、智能大廈等），無論採用的是快速以大網技術、FDDI技術，還是ATM技術，都離不開路由器，否則就無法正常運作和管理。
1 網路互連
把自己的網路同其它的網路互連起來，從網路中獲取更多的信息和向網路發布自己的消息，是網路互連的最主要的動力。網路的互連有多種方式，其中使用最多的是網橋互連和路由器互連。
1.1 網橋互連的網路
網橋工作在OSI模型中的第二層，即鏈路層。完成數據幀（frame）的轉發，主要目的是在連接的網路間提供透明的通信。網橋的轉發是依據數據幀中的源地址和目的地址來判斷一個幀是否應轉發和轉發到哪個埠。幀中的地址稱為「MAC」地址或「硬體」地址，一般就是網卡所帶的地址。
網橋的作用是把兩個或多個網路互連起來，提供透明的通信。網路上的設備看不到網橋的存在，設備之間的通信就如同在一個網上一樣方便。由於網橋是在數據幀上進行轉發的，因此只能連接相同或相似的網路（相同或相似結構的數據幀），如乙太網之間、乙太網與令牌環（token ring）之間的互連，對於不同類型的網路（數據幀結構不同），如乙太網與X.25之間，網橋就無能為力了。
網橋擴大了網路的規模，提高了網路的性能，給網路應用帶來了方便，在以前的網路中，網橋的應用較為廣泛。但網橋互連也帶來了不少問題：一個是廣播風暴，網橋不阻擋網路中廣播消息，當網路的規模較大時（幾個網橋，多個乙太網段），有可能引起廣播風暴（broadcasting storm），導致整個網路全被廣播信息充滿，直至完全癱瘓。第二個問題是，當與外部網路互連時，網橋會把內部和外部網路合二為一，成為一個網，雙方都自動向對方完全開放自己的網路資源。這種互連方式在與外部網路互連時顯然是難以接受的。問題的主要根源是網橋只是最大限度地把網路溝通，而不管傳送的信息是什麼。
1.2 路由器互連網路
路由器互連與網路的協議有關，我們討論限於TCP／IP網路的情況。
路由器工作在OSI模型中的第三層，即網路層。路由器利用網路層定義的「邏輯」上的網路地址（即IP地址）來區別不同的網路，實現網路的互連和隔離，保持各個網路的獨立性。路由器不轉發廣播消息，而把廣播消息限制在各自的網路內部。發送到其他網路的數據茵先被送到路由器，再由路由器轉發出去。
IP路由器只轉發IP分組，把其餘的部分擋在網內（包括廣播），從而保持各個網路具有相對的獨立性，這樣可以組成具有許多網路（子網）互連的大型的網路。由於是在網路層的互連，路由器可方便地連接不同類型的網路，只要網路層運行的是IP協議，通過路由器就可互連起來。
網路中的設備用它們的網路地址（TCP／IP網路中為IP地址）互相通信。IP地址是與硬體地址無關的「邏輯」地址。路由器只根據IP地址來轉發數據。IP地址的結構有兩部分，一部分定義網路號，另一部分定義網路內的主機號。目前，在Internet網路中採用子網掩碼來確定IP地址中網路地址和主機地址。子網掩碼與IP地址一樣也是32bit，並且兩者是一一對應的，並規定，子網掩碼中數字為「1」所對應的IP地址中的部分為網路號，為「0」所對應的則為主機號。網路號和主機號合起來，才構成一個完整的IP地址。同一個網路中的主機IP地址，其網路號必須是相同的，這個網路稱為IP子網。
通信只能在具有相同網路號的IP地址之間進行，要與其它IP子網的主機進行通信，則必須經過同一網路上的某個路由器或網關（gateway）出去。不同網路號的IP地址不能直接通信，即使它們接在一起，也不能通信。
路由器有多個埠，用於連接多個IP子網。每個埠的IP地址的網路號要求與所連接的IP子網的網路號相同。不同的埠為不同的網路號，對應不同的IP子網，這樣才能使各子網中的主機通過自己子網的IP地址把要求出去的IP分組送到路由器上
2 路由原理
當IP子網中的一台主機發送IP分組給同一IP子網的另一台主機時，它將直接把IP分組送到網路上，對方就能收到。而要送給不同IP於網上的主機時，它要選擇一個能到達目的子網上的路由器，把IP分組送給該路由器，由路由器負責把IP分組送到目的地。如果沒有找到這樣的路由器，主機就把IP分組送給一個稱為「預設網關（default gateway）」的路由器上。「預設網關」是每台主機上的一個配置參數，它是接在同一個網路上的某個路由器埠的IP地址。
路由器轉發IP分組時，只根據IP分組目的IP地址的網路號部分，選擇合適的埠，把IP分組送出去。同主機一樣，路由器也要判定埠所接的是否是目的子網，如果是，就直接把分組通過埠送到網路上，否則，也要選擇下一個路由器來傳送分組。路由器也有它的預設網關，用來傳送不知道往哪兒送的IP分組。這樣，通過路由器把知道如何傳送的IP分組正確轉發出去，不知道的IP分組送給「預設網關」路由器，這樣一級級地傳送，IP分組最終將送到目的地，送不到目的地的IP分組則被網路丟棄了。
目前TCP／IP網路，全部是通過路由器互連起來的，Internet就是成千上萬個IP子網通過路由器互連起來的國際性網路。這種網路稱為以路由器為基礎的網路（router based network），形成了以路由器為節點的「網間網」。在「網間網」中，路由器不僅負責對IP分組的轉發，還要負責與別的路由器進行聯絡，共同確定「網間網」的路由選擇和維護路由表。
路由動作包括兩項基本內容：尋徑和轉發。尋徑即判定到達目的地的最佳路徑，由路由選擇演算法來實現。由於涉及到不同的路由選擇協議和路由選擇演算法，要相對復雜一些。為了判定最佳路徑，路由選擇演算法必須啟動並維護包含路由信息的路由表，其中路由信息依賴於所用的路由選擇演算法而不盡相同。路由選擇演算法將收集到的不同信息填入路由表中，根據路由表可將目的網路與下一站（nexthop）的關系告訴路由器。路由器間互通信息進行路由更新，更新維護路由表使之正確反映網路的拓撲變化，並由路由器根據量度來決定最佳路徑。這就是路由選擇協議（routing protocol），例如路由信息協議（RIP）、開放式最短路徑優先協議（OSPF）和邊界網關協議（BGP）等。
轉發即沿尋徑好的最佳路徑傳送信息分組。路由器首先在路由表中查找，判明是否知道如何將分組發送到下一個站點（路由器或主機），如果路由器不知道如何發送分組，通常將該分組丟棄；否則就根據路由表的相應表項將分組發送到下一個站點，如果目的網路直接與路由器相連，路由器就把分組直接送到相應的埠上。這就是路由轉發協議（routed protocol）。
路由轉發協議和路由選擇協議是相互配合又相互獨立的概念，前者使用後者維護的路由表，同時後者要利用前者提供的功能來發布路由協議數據分組。下文中提到的路由協議，除非特別說明，都是指路由選擇協議，這也是普遍的習慣。
3 路由協議
典型的路由選擇方式有兩種：靜態路由和動態路由。
靜態路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網路管理員干預，否則靜態路由不會發生變化。由於靜態路由不能對網路的改變作出反映，一般用於網路規模不大、拓撲結構固定的網路中。靜態路由的優點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態路由優先順序最高。當動態路由與靜態路由發生沖突時，以靜態路由為准。
動態路由是網路中的路由器之間相互通信，傳遞路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實時地適應網路結構的變化。如果路由更新信息表明發生了網路變化，路由選擇軟體就會重新計算路由，並發出新的路由更新信息。這些信息通過各個網路，引起各路由器重新啟動其路由演算法，並更新各自的路由表以動態地反映網路拓撲變化。動態路由適用於網路規模大、網路拓撲復雜的網路。當然，各種動態路由協議會不同程度地佔用網路帶寬和CPU資源。
靜態路由和動態路由有各自的特點和適用范圍，因此在網路中動態路由通常作為靜態路由的補充。當一個分組在路由器中進行尋徑時，路由器首先查找靜態路由，如果查到則根據相應的靜態路由轉發分組；否則再查找動態路由。
根據是否在一個自治域內部使用，動態路由協議分為內部網關協議（IGP）和外部網關協議（EGP）。這里的自治域指一個具有統一管理機構、統一路由策略的網路。自治域內部採用的路由選擇協議稱為內部網關協議，常用的有RIP、OSPF；外部網關協議主要用於多個自治域之間的路由選擇，常用的是BGP和BGP-4。下面分別進行簡要介紹。
3.1 RIP路由協議
RIP協議最初是為Xerox網路系統的Xerox parc通用協議而設計的，是Internet中常用的路由協議。RIP採用距離向量演算法，即路由器根據距離選擇路由，所以也稱為距離向量協議。路由器收集所有可到達目的地的不同路徑，並且保存有關到達每個目的地的最少站點數的路徑信息，除到達目的地的最佳路徑外，任何其它信息均予以丟棄。同時路由器也把所收集的路由信息用RIP協議通知相鄰的其它路由器。這樣，正確的路由信息逐漸擴散到了全網。
RIP使用非常廣泛，它簡單、可靠，便於配置。但是RIP只適用於小型的同構網路，因為它允許的最大站點數為15，任何超過15個站點的目的地均被標記為不可達。而且RIP每隔30s一次的路由信息廣播也是造成網路的廣播風暴的重要原因之一。
3.2 OSPF路由協議
80年代中期，RIP已不能適應大規模異構網路的互連，0SPF隨之產生。它是網間工程任務組織（1ETF）的內部網關協議工作組為IP網路而開發的一種路由協議。
0SPF是一種基於鏈路狀態的路由協議，需要每個路由器向其同一管理域的所有其它路由器發送鏈路狀態廣播信息。在OSPF的鏈路狀態廣播中包括所有介面信息、所有的量度和其它一些變數。利用0SPF的路由器首先必須收集有關的鏈路狀態信息，並根據一定的演算法計算出到每個節點的最短路徑。而基於距離向量的路由協議僅向其鄰接路由器發送有關路由更新信息。
與RIP不同，OSPF將一個自治域再劃分為區，相應地即有兩種類型的路由選擇方式：當源和目的地在同一區時，採用區內路由選擇；當源和目的地在不同區時，則採用區間路由選擇。這就大大減少了網路開銷，並增加了網路的穩定性。當一個區內的路由器出了故障時並不影響自治域內其它區路由器的正常工作，這也給網路的管理、維護帶來方便。
3.3 BGP和BGP-4路由協議
BGP是為TCP／IP互聯網設計的外部網關協議，用於多個自治域之間。它既不是基於純粹的鏈路狀態演算法，也不是基於純粹的距離向量演算法。它的主要功能是與其它自治域的BGP交換網路可達信息。各個自治域可以運行不同的內部網關協議。BGP更新信息包括網路號／自治域路徑的成對信息。自治域路徑包括到達某個特定網路須經過的自治域串，這些更新信息通過TCP傳送出去，以保證傳輸的可靠性。
為了滿足Internet日益擴大的需要，BGP還在不斷地發展。在最新的BGp4中，還可以將相似路由合並為一條路由。
3.4 路由表項的優先問題
在一個路由器中，可同時配置靜態路由和一種或多種動態路由。它們各自維護的路由表都提供給轉發程序，但這些路由表的表項間可能會發生沖突。這種沖突可通過配置各路由表的優先順序來解決。通常靜態路由具有默認的最高優先順序，當其它路由表表項與它矛盾時，均按靜態路由轉發。
4 路由演算法
路由演算法在路由協議中起著至關重要的作用，採用何種演算法往往決定了最終的尋徑結果，因此選擇路由演算法一定要仔細。通常需要綜合考慮以下幾個設計目標：
——（1）最優化：指路由演算法選擇最佳路徑的能力。
——（2）簡潔性：演算法設計簡潔，利用最少的軟體和開銷，提供最有效的功能。
——（3）堅固性：路由演算法處於非正常或不可預料的環境時，如硬體故障、負載過高或操作失誤時，都能正確運行。由於路由器分布在網路聯接點上，所以在它們出故障時會產生嚴重後果。最好的路由器演算法通常能經受時間的考驗，並在各種網路環境下被證實是可靠的。
——（4）快速收斂：收斂是在最佳路徑的判斷上所有路由器達到一致的過程。當某個網路事件引起路由可用或不可用時，路由器就發出更新信息。路由更新信息遍及整個網路，引發重新計算最佳路徑，最終達到所有路由器一致公認的最佳路徑。收斂慢的路由演算法會造成路徑循環或網路中斷。
——（5）靈活性：路由演算法可以快速、准確地適應各種網路環境。例如，某個網段發生故障，路由演算法要能很快發現故障，並為使用該網段的所有路由選擇另一條最佳路徑。
路由演算法按照種類可分為以下幾種：靜態和動態、單路和多路、平等和分級、源路由和透明路由、域內和域間、鏈路狀態和距離向量。前面幾種的特點與字面意思基本一致，下面著重介紹鏈路狀態和距離向量演算法。
鏈路狀態演算法（也稱最短路徑演算法）發送路由信息到互聯網上所有的結點，然而對於每個路由器，僅發送它的路由表中描述了其自身鏈路狀態的那一部分。距離向量演算法（也稱為Bellman-Ford演算法）則要求每個路由器發送其路由表全部或部分信息，但僅發送到鄰近結點上。從本質上來說，鏈路狀態演算法將少量更新信息發送至網路各處，而距離向量演算法發送大量更新信息至鄰接路由器。
由於鏈路狀態演算法收斂更快，因此它在一定程度上比距離向量演算法更不易產生路由循環。但另一方面，鏈路狀態演算法要求比距離向量演算法有更強的CPU能力和更多的內存空間，因此鏈路狀態演算法將會在實現時顯得更昂貴一些。除了這些區別，兩種演算法在大多數環境下都能很好地運行。
最後需要指出的是，路由演算法使用了許多種不同的度量標准去決定最佳路徑。復雜的路由演算法可能採用多種度量來選擇路由，通過一定的加權運算，將它們合並為單個的復合度量、再填入路由表中，作為尋徑的標准。通常所使用的度量有：路徑長度、可靠性、時延、帶寬、負載、通信成本等
5 新一代路由器
由於多媒體等應用在網路中的發展，以及ATM、快速乙太網等新技術的不斷採用，網路的帶寬與速率飛速提高，傳統的路由器已不能滿足人們對路由器的性能要求。因為傳統路由器的分組轉發的設計與實現均基於軟體，在轉發過程中對分組的處理要經過許多環節，轉發過程復雜，使得分組轉發的速率較慢。另外，由於路由器是網路互連的關鍵設備，是網路與其它網路進行通信的一個「關口」，對其安全性有很高的要求，因此路由器中各種附加的安全措施增加了CPU的負擔，這樣就使得路由器成為整個互聯網上的「瓶頸」。
傳統的路由器在轉發每一個分組時，都要進行一系列的復雜操作，包括路由查找、訪問控製表匹配、地址解析、優先順序管理以及其它的附加操作。這一系列的操作大大影響了路由器的性能與效率，降低了分組轉發速率和轉發的吞吐量，增加了CPU的負擔。而經過路由器的前後分組間的相關性很大，具有相同目的地址和源地址的分組往往連續到達，這為分組的快速轉發提供了實現的可能與依據。新一代路由器，如IP Switch、Tag Switch等，就是採用這一設計思想用硬體來實現快速轉發，大大提高了路由器的性能與效率。
新一代路由器使用轉發緩存來簡化分組的轉發操作。在快速轉發過程中，只需對一組具有相同目的地址和源地址的分組的前幾個分組進行傳統的路由轉發處理，並把成功轉發的分組的目的地址、源地址和下一網關地址（下一路由器地址）放人轉發緩存中。當其後的分組要進行轉發時，茵先查看轉發緩存，如果該分組的目的地址和源地址與轉發緩存中的匹配，則直接根據轉發緩存中的下一網關地址進行轉發，而無須經過傳統的復雜操作，大大減輕了路由器的負擔，達到了提高路由器吞吐量的目標。