5. 路由器工作原理与路由表配置

# 1. 路由器基础概念介绍

## 1.1 什么是路由器？
路由器是一种网络设备，用于在不同网络之间转发数据包。它通过查看目标IP地址和路由表，确定最佳路径，将数据包从源主机传输到目的主机。

## 1.2 路由器的作用和功能
路由器的主要作用是实现不同网络之间的通信和数据转发。它可以连接多个局域网或广域网，并提供数据包转发、分发、过滤等功能。

## 1.3 路由器与交换机的区别
路由器和交换机都是网络设备，但其功能和工作方式有所不同。路由器工作在网络层，基于IP地址进行数据包转发，而交换机工作在数据链路层，基于MAC地址进行数据帧转发。路由器主要用于不同网络之间通信，而交换机用于同一网络内部设备之间通信。

# 2. 路由器的工作原理

路由器作为互联网中至关重要的网络设备之一，其工作原理主要包括分组交换技术、数据包转发过程、路由选择算法和工作模式。下面将逐一介绍这些内容。

### 2.1 分组交换技术

分组交换是路由器进行数据传输的基本方式，它将数据分割成小的数据包进行传输，而不是像电路交换那样一次性建立完整的通路。常见的分组交换技术包括IP包交换、以太网交换等。

# 示例代码: IP包交换过程
def ip_packet_forwarding(ip_packet):
    destination_address = ip_packet.destination
    next_hop = lookup_routing_table(destination_address)
    send_packet_to_interface(next_hop, ip_packet)

**代码总结：** 上述代码模拟了IP包在路由器中的转发过程，根据目的地址查找路由表，确定下一跳，然后通过相应接口发送数据包。

### 2.2 数据包转发过程

路由器接收到数据包后，需要进行路由选择和转发操作。路由器根据每个数据包中的目的IP地址，查找路由表中的最佳匹配项，确定数据包的下一跳地址，然后将数据包发送到对应的接口。

// 示例代码: 数据包转发流程
public void packetForwarding(Package packet) {
    IPAddress destination = packet.getDestinationAddress();
    IPAddress nextHop = lookupRoutingTable(destination);
    sendPacketToInterface(nextHop, packet);
}

**代码总结：** 上述代码展示了路由器接收到数据包后的处理流程，包括查找最佳路由、确定下一跳和转发数据包操作。

### 2.3 路由选择算法

常见的路由选择算法包括最短路径优先（OSPF）、距离矢量路由算法（RIP）、路径向量路由算法（BGP）等。不同的算法适用于不同的网络环境和需求。

// 示例代码: 使用最短路径优先算法计算路由
func calculateShortestPath() {
    // TO DO: Implement OSPF algorithm here
}

**代码总结：** 以上代码展示了利用最短路径优先算法计算路由的基本思路，但具体实现需要根据实际网络情况来调整。

### 2.4 路由器的工作模式

路由器可以工作在不同的模式下，包括路由模式、交换模式、混合模式等。不同的工作模式适用于不同的网络场景和需求。

// 示例代码: 路由器工作模式选择
const routerMode = 'routing'; // 可选值还包括'switc