路由器是一種典型的網路層裝置。它在兩個區域網之間按幀傳輸資料，在OSI／RM之中被稱之為中介系統，完成網路層責在兩個區域網的網路層間按幀傳輸資料，轉發幀時需要改變幀中的地址。它在OSI／RM中的位置如圖1所示。

一、原理與作用

路由器（Router）是用於連線多個邏輯上分開的網路，所謂邏輯網路是代表一個單獨的網路或者一個子網。當資料從一個子網傳輸到另一個子網時，可通過路由器來完成。因此，路由器具有判斷網路地址和選擇路徑的功能，它能在多網路互聯環境中，建立靈活的連線，可用完全不同的資料分組和介質訪問方法連線各種子網，路由器只接受源站或其他路由器的資訊，屬網路層的一種互聯裝置。它不關心各子網使用的硬體裝置，但要求執行與網路層協議相一致的軟體。路由器分本地路由器和遠端路由器是用業連線網路傳輸介質的，如光纖、同軸電纜、雙絞線；遠端路由器是用業連線遠端傳輸介質，並要求相應的裝置，如電話線要配調變解調器，無線要通過無線接收機、發射機。

一般說來，異種網路互聯與多個子網互聯都應採用路由器來完成。

路由器的主要工作就是為經過路由器的每個資料幀尋找一條最佳傳輸路徑，並將該資料有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由演算法是路由器的關鍵所在。為了完成這項工作，在路由器中儲存著各種傳輸路徑的相關資料――路徑表（RoutingTable），供路由選擇時使用。路徑表中儲存著子網的標誌資訊、網上路由器的個數和下一個路由器的名字等內容。路徑表可以是由系統管理員固定設定好的，也可以由系統動態修改，可以由路由器自動調整，也可以由主機控制。

1．靜態路徑表

由系統管理員事先設定好固定的路徑表稱之為靜態（Static）路徑表，一般是在系統安裝時就根據網路的配置情況預先設定的，它不會隨未來網路結構的改變而改變。

2．支態路徑表

動態（Dynamic）路徑表是路由器根據網路系統的執行情況而自動調整的路徑表。路由器根據路由選擇協議（RoutingProtocol）提供的功能，自動學習和記憶網路執行情況，在需要時自動計算資料傳輸的最佳路徑。

二、路由器的優缺點

1．優點

適用於大規模的網路；

複雜的網路拓撲結構，負載共享和最優路徑；

能更好地處理多媒體；

安全性高；

隔離不需要的通訊量；

節省區域網的頻寬；

減少主機負擔。

2．缺點

它不支援非路由協議；

安裝複雜；

價格高。

三、路由器的功能

（1）在網路間載獲傳送到遠地網段的報文，起轉發的作用。

（2）選擇最合理的路由，引導通訊。為了實現這一功能，路由器要按照某種路由通訊協議，查詢路由表。路由表中列出整個網際網路絡中包含的各個節點，以及節點間的路徑情況和與它們相聯絡的傳輸費用。如果到特定的節點有一條以上路徑，則基於預先確定的準則選擇最優（最經濟）的路徑。由於各種網路段和其相互連線情況可能發生變化，因此路由情況的資訊需要及時更新，這是由所使用的路由資訊協議規定的定時更新或者按變化情況更新來完成。網路中的每個路由器按照這一規則動態地更新它所保持的路由表，以便保持有效的路由資訊。

（3）路由器在轉發報文的過程中，為了便於在網路間傳送報文按照預定的規則把大的資料包分解成適當大小的資料包，到達目的地後再把分解的資料包包裝成原有形式。

（4）多協議的路由器可以連線使用不同通訊協議的網路段，作為不同通訊協議網路段通訊連線的平臺。

（5）路由器的主要任務是把通訊引導到目的地網路，然後到達特定的節點站地址。後一個功能是通過網路地址分解完成的。例如，把網路地址部分的分配指定成網路、子網和區域的一組節點，其餘的用來指明子網中的特別站。分層定址允許路由器對有很多個節站的網路儲存導址資訊。

在廣域網範圍內的路由器按其轉發報文的效能可以分為兩種型別，即中間節點路由器和邊界路由器。儘管在不斷改進的各種路由協議中，對這兩類路由器所使用的名稱可能有很大的差別，但所發揮的作用卻是一樣的。

中間節點路由器在網路中傳輸時，提供報文的儲存和轉發。同時根據當前的路由表所保持的路由資訊情況，選擇最好的路徑傳送報文。由多個互連的LAN組成的公司或企業網路一側和外界廣域網相連線的路由器，就是這個企業網路的連界路由器。它從外部廣域網收集向本企業網路定址的資訊，轉發到企業網路中有關的網路段；另一方面集中企業網路中各個LAN段向外部廣域網傳送的報文，對相關的報文確定最好的傳輸路徑。

我們通過一個例子來說明路由器工作原理。

例：工作站A需要向工作站B傳送資訊（並假定工作站B的IP地址為120．0.5），它們之間需要通過多個路由器的接力傳遞，路由器的分佈如圖2所示。

其工作原理如下：

（1）工作站A將工作站B的地址120.0.5連同資料資訊以資料幀的形式傳送給路由器1。

（2）路由器1收到工作站A的資料幀後，先從報頭中取出地址120.0.5，並根據路徑表計算出發往工作站B的最佳路徑：R1－R2－R5－B；並將資料幀發往路由器2。

（3）路由器2重複路由器1的工作，並將資料幀轉發給路由器5。

（4）路由器5同樣取出目的地址，發現120.0.5就在該路由器所連線的網段上，於是將該資料幀直接交給工作站B。

（5）工作站B收到工作站A的資料幀，一次通訊過程宣告結束。

事實上，路由器除了這一功能外，還具有網路流量控制功能。有的路由器僅支援單一協議，但大部分路由器可以支援多種協議的傳輸，即多協議路由器。由於每一種協議都有自己的規則，要在一個路由器中完成多種協議的演算法，勢必會降低路由器的效能。因此，我們以為，支援多協議的路由器效能相對較低。使用者購買路由器時，需要根據自己的實際情況選擇自己需要的網路協議的路由器。

近年來出現了交換路由器產品，從本質上來說它不是什麼新技術，而是為了提高通訊能力，把交換機的原理組合到路由器中，使資料傳輸能力更快、更好。