想象一下，路由器就像是一个智能的中转站，它不仅要知道如何将包裹从一个地方运送到另一个地方，还要知道选择哪条路是最快、最有效的。在这个网络中转站中，有一个重要的“小本本”——路由表，它记录了到各个网络节点的路径，相当于路由器的导航地图。
当数据包到达路由器时，它会查看路由表，如果找到了匹配的目的地路径，数据包就会被转发到下一站。如果没有匹配项，数据包就会被丢弃，并通知发送方这个目的地无法到达。
路由器获取路径信息的方式有多种。直连路由，即路由器直接与相邻的设备连接，它会自动识别并记录这些邻居。静态路由则需要人工配置，适合小规模网络，但一旦网络结构发生变化，维护起来就相对复杂。动态路由则让路由器自动学习网络结构，适应网络的变化，这在大型网络中尤为重要。
在网络寻址方面，我们常听到“二层寻址”和“三层寻址”。二层寻址是交换机根据MAC地址在物理层进行寻址，而三层寻址则是路由器根据ip地址在网络层进行寻址。这个过程就像是我们根据地址来发送邮件，确保每一封信都能准确送达。
当一台主机想要发送数据到另一台主机时，它会首先检查目标是否在同一个网络段内。如果是，它会通过交换机进行二层转发。如果不是，它会将数据包交给路由器，路由器再根据路由表将数据包转发到正确的下一跳。
选择最佳路径是一个复杂的过程。路由器会根据最长匹配原则来选择最精确的路径，这就像我们在地图上选择最短路线一样。此外，还会考虑路径开销，比如带宽、延迟等因素。双向通信要求路径必须是双向可达的，否则就像是一条单行道，去的时候可以，回来的时候却无路可走。
在选择路由器时，有几个关键因素需要考虑：带宽需求、端口数量和带机量。带宽需求决定了路由器的性能，端口数量则影响了它可以连接多少设备，而带机量则是指它能够支持多少并发用户。
家用场景中，一般千兆宽带需要匹配千兆路由器，并具备足够的NAT转发性能。端口数量通常不会太多，可以通过交换机来补充。商用场景中，4-12口的路由器通常就足够使用，更大规模的网络则可能需要三层交换机。
总的来说，路由器是我们网络生活中不可或缺的一部分，它确保了数据能够高效、准确地在网络中流转，为我们的日常生活和工作提供了便利。
什么叫路由？
路由器的英文是 Router，也就是「找路的工具」。找什么路？寻找各个网络节点之间的路。
换句话说，路由器就像是快递中转站，包裹会经过一个个的中转站，从遥远的地方寄到你家附近，数据包也是一样。
路由器是连接两个网络的硬件设备，承担寻路功能，是网络的大门，因此，路由器又叫做网关设备（Gateway）。
路由表
路由器和交换机一样，也有自己的小本本，这个路由表上记载了到各个网络节点之间的路，会记录数据来源、相应的路由条目以及下一跳。
路由表就相当于路由器的导航，路由器只需要按照路由表的指示走就可以了。当然前提是，路由表中存在匹配该数据包目的 IP 地址的路由条目。路由表会周期性更新，当网络拓扑发生变化时也会更新，不用担心走错路。
路由器收发数据包的流程
路由器在收发数据包的时候会先查看路由表，如果路由表里有匹配项，就会把数据包交给下一跳。如果没有匹配项，就会直接丢弃数据包，然后告诉主机，这个目的地不可达。
直连、静态路由、动态路由
路由条目的获取来源有很多种，比如说直连、静态路由和动态路由。
直连，也就是路由器的直接邻居。路由器会自己去认识邻居，然后记录下来。
当然，也可以通过手动添加的方式告诉路由器目的网段的路径，也就是静态路由，适合网络规模比较小的场景。但是当网络拓扑发生变化，或是规模扩大的时候，配置和维护的成本就会很高。
这时候就需要结合动态路由，让路由器通过动态的方式来学习。在大型网络中，往往采用这种动、静路由相结合的方式进行部署。
三层寻址
上期讲解的「二层寻址」，大家还记得吗？二层寻址就是交换机根据 MAC 地址，在物理层进行寻址。
三层寻址就是指路由器根据 IP 地址，在网络层进行寻址。
路由器三层寻址流程
当主机想要发送数据的时候，首先会查看目的地是否和自己在同一个网段，如果在同一个网段就会让交换机进行二层转发。
如下图所示，PC1 要给 PC2 发送数据，就会通过交换机来完成。
如果不在同一个网段，主机会把数据包交给自己的路由器，路由器再根据目的 IP 查询自己的路由表，如果有匹配的条目，则交给下一跳，没有就丢弃。
如下图所示，PC1 要给 PC3 发送数据，发现 PC3 和自己不在同一个网段，就会把数据包交给路由器 A，再根据路由表的条目转发给路由器 B -> C，最后通过交换机 C 送达 PC3。
寻路原则
既然路由器是负责找路的，那条条大路通罗马，哪条大路最近呢？
默认情况下，路由的查询遵循最长匹配原则，也就是掩码越长、越精确，路由器就会优先选择那条路。
然后考虑路径开销，比如说带宽、管理距离、度量值等。也就是如果从这条路走，要花上多少时间和金钱。绝大部分数据通信行为是双向的，考虑流量的时候，还要关注流量的往返，从这条路去，也得从这条路回来，回来的时候没路了，这也不行。
路由查询的行为是逐跳的，到目标网络沿途的每个路由器都必须有关于该目标网段的路由信息。简单来说，数据包每经过一个路由器，路由器就会告诉它下一跳是谁，该往哪个方向走。
如何选择路由器？
路由器选型可以考虑这几个因素：带宽需求/转发性能、端口数量、带机量。
比如说家里拉了千兆宽带，那么路由器一定得是千兆路由器，还要满足千兆 NAT 转发的性能。顺带一提，运营商配的光猫是自带路由功能的，如果没有特殊需求，普通家庭一般够用了。
一般家用场景，路由端口用的不太多，可以通过交换机补充。大部分商用场景，4-12 口也就够了，再多的话，相信大部分企业会选择三层交换机。
带机量是一个很重要的指标，我们一般会考虑并发用户，还有用户的业务类型。
以 UniFi 的网关设备为例：USG 可以到 100 并发，普通家庭或小微企业，都足够用了；USG-Pro-4 带机量可以到 1000 并发，中小企业需求基本可以满足；如果还有更高需求，可以使用 UDM-Pro。
审核编辑 ：李倩
