深圳云成電子淺談工業路由器工作過程與原理

2021-09-16 10:01

    一個工業路由器是連接多個網絡或段的網絡設備。工業路由器可以在不同網絡或網段之間“轉換”數據信息，以便它們可以“讀取”彼此的數據，從而形成更大的網絡。工業路由器是Internet的主要節點設備。工業路由器通過路由確定數據轉發。

    工業路由器的主要工作包括三個方面

    1)動態生成并維護路由表；

    2)根據接收到的報文中的IP地址信息找到路由表，確定轉發數據的最佳路徑；

    3)數據轉發。

    工業路由器在OSI七層協議的第三層工作

    它的主要任務是從網絡接口接收數據包，并根據數據包中包含的目標地址確定要轉發到下一個目標的地址。因此，工業路由器首先必須在轉發路由表中查找其目標地址。如果找到目標地址，則在數據包幀之前添加下一個MAC地址。同時，減少了IP數據包報頭的TTL(生存時間)域，并重新計算了校驗和。當數據包發送到輸出端口時，它們需要等待才能傳輸到輸出鏈路。

    工業路由器可以在工作時根據某種路由通信協議在設備中查找路由表。如果到一個特定節點的路徑不止一個，則基本的預定路由規則是選擇最佳(或最經濟)的傳輸路徑。由于各種網絡段及其互連可能會因環境變化而發生變化，因此通常會根據所使用的路由信息協議的規定定期更新路由信息。

    工業路由器的具體過程

    通常，工業路由器的主要工作是存儲和轉發數據包。具體過程如下：

    1)當數據包到達工業路由器時，根據網絡物理接口的類型，工業路由器會調用相應的鏈路層功能模塊來解釋用于處理數據包的鏈路層協議頭。此步驟相對簡單，主要用于驗證數據的完整性，例如CRC校驗和幀長校驗。

    2)鏈路層完成數據幀的完整性驗證后，工業路由器開始處理數據幀的IP層。此過程是工業路由器功能的核心。根據數據幀中IP數據包頭的目標IP地址，工業路由器在路由表中查找下一跳的IP地址。同時，IP數據包報頭的TTL(生存時間)域開始遞減并重新計算校驗和。

    3)根據路由表中找到的下一跳IP地址，IP數據包被發送到相應的輸出鏈路層，并封裝有相應的鏈路層報頭，最后通過輸出網絡物理接口發送。

    工業路由器工作原理的結論

    工業路由器的主要工作是為通過工業路由器的每個數據包找到最佳的傳輸路徑，并有效地將數據包傳遞到目標站點。從這個角度來看，選擇最佳路徑策略或選擇最佳路由算法是工業路由器的關鍵。為了完成此任務，將包含各種傳輸路徑上的數據的路由表存儲在工業路由器中，以供選擇路由時使用。上面的過程描述了工業路由器的主要和關鍵的工作過程，但沒有描述其他附加性能，例如訪問控制、網絡地址轉換、排隊優先級等。

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