一、定义
路由器的是实现网络互连，在不同网络之间转发数据单元的重要网络设备。路由器主要工作在OSI参考模型的第三层（网络层），路由器的主要任务就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。
二、重要机制
路由器作用在OSI模型的第三层------即网络层，提供 路由 与 转发 两种重要机制.
路由：路由器的控制层面的工作，决定数据包从来源端到目的端所经过的路由路径（host到host至今的最佳传输路径）
转发：路由器的数据层面的工作，将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端（在路由器内部进行）
路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是 转发分组。
也就是说，将路由器某个输入端口收到的分组，按照分组要去的目的地，把该分组从路由器的某个合适的输出端口转发给下一跳的路由器。
下一跳的路由器也按照这种方法处理分组，直到该分组到达终点为止。
三、路由器的功能
- 路由功能
路由功能是指路由器通过运行动态路由协议或其他方法来学习和维护网络拓扑结构，建立，查询和维护路由表。
- 转发功能
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：当一个数据帧到达某一端口，端口对帧进行CRC校验并检查其目的数据链路层地址是否与本端口符合。
第二步：如果通过检查，则去掉帧的封装并读出IP数据包中的目的地址信息，查询路由表，并决定转发接口与下一跳地址。
第三步：根据路由表中所查到的下一跳IP地址，再从ARP缓存中调出下一跳的MAC地址，并将转发接口的MAC地址作为源MAC，下一跳地址的MAC作为目的MAC，封装成帧头。同时，IP数据包头的TTL减一，并重新计算校验和。
第四步：最后封装成帧，经转发接口发送到输出链路上去。
- 隔离子网
- 隔离广播域
- 指定访问规则
- 不同类型的网络互联：路由器经常会收到以某种类型的数据链路帧封装的数据包，当转发这种数据包时，路由器可能需要将其封装为另一种类型的数据链路帧。数据链路封装取决于路由器接口的类型及其连接的介质类型。
四、基本工作过程
收到数据包后根据OSI模型层层将数据包拆开，到网络层获取IP，之后再根据接口协议层层封装，然后根据获取的IP进行路由转发
五、路由器的结构
路由器内部整体分为两部分：路由选择部分、分组转发部分(如上图)
路由选择部分：软件、控制层面、核心是路由选择处理机
分组转发部分：硬件、数据层面、核心是处理芯片和交换结构
六、报文处理路径
路由器提供了两种不同的报文处理路径
控制路径： 处理目的地址是本路由器的高层协议报文，特别是各种路由协议报
文。虽然控制路径不是路由器的关键路径，但是它负责完成路由信息的交互，从
而保证了数据路径上的报文沿着最优的路径转发
数据路径： 处理目的地址不是本路由器而需要转发的报文，因此数据路径是整个
路由器的关键路路径，它直接影响路由器的整体性能
七、路由表和转发表
路由表：这个表都用来保存路由信息，路由表通常由路由协议和路由管理模块维护，包括更多的信息（IP地址/IP子网、下一跳、路由度量、超时间等）；
路由表中路由有三类：
（1）链路层协议发现的路由（即是直连路由）
（2）静态路由
（3）动态路由协议发现的路由。
转发表（FIB）：基于路由生成的，路由器实际转发时使用转发表（只包括IP地址/IP子网和下一跳/出接口）；
转发表中每条转发项都指明分组到某个网段或者某个主机应该通过路由器的那个物理接口发送，然后就可以到达该路径的下一个路由器，或者不再经过别的路由器而传送到直接相连的网络中的目的主机。
高性能路由器转发表通常都用硬件来实现，有利于高速查找。
注：CAM、TCAM是一种特殊的存储器，无论表大小如何，都会在一个周期内检索出地址
八、分组转发部分
1、输入端口
2、交换结构
交换结构是一台路由器的核心组件,它的作用就是根据转发表对分组进行处理,将某个输入端口进入的分组从一个合适的输出端口转发出去
3、输出端口
转载：https://blog.csdn.net/weixin_43294413/article/details/106245565