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“翻譯”不同網絡或網段之間的數據信息,使它們可以“讀取”彼此的數據,從而形成一個更大的網絡。工業路由器是互聯網的主要節點設備。工業路由器通過路由來決定數據的轉發。

1) 動態生成和維護路由表;
2)根據接收到的數據包中的IP地址信息查找路由表,確定數據轉發的最佳路由;
3) 數據轉發。

工業路由器工作在OSI七層協議的第三層。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的地地址決定轉發到下一個目的地的地址。因此,工業路由器首先必須在轉發路由表中查找其目的地址。如果找到目標地址,則在數據包的幀之前添加下一個 MAC 地址。同時,IP數據包頭的TTL(Time To Live)域縮小,校驗和重新計算。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。
工業路由器在工作時可以根據某種路由通信協議在設備中查找路由表。如果到達特定節點的路徑不止一條,則基本的預定路由規則是選擇最優(或最經濟)的傳輸路徑。由于各個網段及其互連可能會因環境變化而發生變化,因此路由信息一般會根據所使用的路由信息協議的規定定期更新。
一般來說,工業路由器的主要工作是存儲和轉發數據包。具體流程如下:
1)當數據包到達工業路由器時,工業路由器根據網絡物理接口的類型,調用相應的鏈路層功能模塊來解釋鏈路層協議頭,對數據包進行處理。這一步比較簡單,主要是驗證數據的完整性,比如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。這個過程是工業路由器功能的核心。工業路由器根據數據幀中IP包頭的目的IP地址,在路由表中查找下一跳的IP地址。同時IP數據包頭的TTL(Time To Live)域開始遞減,重新計算Checksum。
3)根據路由表中找到的下一跳IP地址,將IP包發送到相應的輸出鏈路層,封裝相應的鏈路層頭,最后通過輸出網絡物理接口發送。
路由表 | |||||||
| R1 路由表 | R2 路由表 | R3 路由表 | R4 路由表 | ||||
目的地站點 | 下一跳IP地址 | 目的地站點 | 下一跳IP地址 | 目的地站點 | 下一跳IP地址 | 目的地站點 | 下一跳IP地址 |
| 網絡1 | R1 | 網絡1 | R1 | 網絡1 | R1 | 網絡1 | R3 |
| 網2 | R2 | 網2 | R2 | 網2 | R2 | 網2 | R3 |
| 網3 | R3 | 網3 | R3 | 網3 | R3 | 網3 | R3 |
| 網4 | R3 | 網4 | R3 | 網4 | R4 | 網4 | R4 |
| 網5 | R3 | 網5 | R5 | 網5 | R4 | 網5 | R4 |
工業路由器的主要工作是為每一個通過工業路由器的數據包尋找最優的傳輸路徑,并將數據包有效地傳送到目的站點。從這個角度來說,選擇最優路徑策略或選擇最優路由算法是工業路由器的關鍵。為完成此任務,包含各種傳輸路徑數據的路由表存儲在工業路由器中,以供在路由選擇期間使用。以上過程描述了工業路由器的主要和關鍵工作過程,但沒有描述其他附加性能,如訪問控制、網絡地址轉換、排隊優先級等。
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