深入解析linux路由器技术 - CSDN文库

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“ ”深入剖解路由器的心脏技术

宽带上网已经不是什么新鲜事情，人们对相关的网络器件已经不再陌生，比如说常见的路由器。对于一般的

网络用户，他们能知道怎样使用路由器来上网、玩游戏等就已经感到很满足了，通常情况下对路由器的深层

技术很少去过问研究，但做为兴趣广泛的技术爱好者，对这方面的知识是非常感兴趣的。但限于各种条件的

制约，这些爱好者都非开发者，很大程度上无法深入了解真正的技术实现过程以及相关的核心内幕。正是基

于此点，笔者凭借自身的知识沉淀，尽最大努力为爱好技术的读者架设一坐能通向深层核心的桥梁，为大家

揭开路由器的神秘面纱，剖开其核心内脏。为使读者能清晰明白的理解掌握，笔者尽量将专业的技术内容转

化为容易接受的知识讲解，其中可能有不足偏颇之处，还请大家多见谅。

　　概述

　　什么是路由器?

互联网是依靠路由器连接起来的，路由器是互联网或者说 IP 网络的核心设备。宽带接入的不断增长，带动了

路由器的需求不断增加。

　　路由器究竟是什么的技物样术产 ?

“ ”　　到路由器的，我就不免要到嵌入式的，，通俗的，路由器就是一嵌入式谈开发们谈设备开发没错说种

产品。那么究竟什么是嵌入式设备呢?

　　其就目前而言，嵌入式已不深入我的日常生活方方面面。通俗的，嵌入式是指具有实设备经断们讲设备

计算机功能，但又不称为计算机的设备或器材，它几乎包括了我们周围的所有电器设备:PDA、手机、机顶

盒、汽车、微波炉、电梯、安全系统、自动售货机、医疗仪器、立体音响、自动取款机等。

　　用的表述的，嵌入式就是使用微理器或微控制器芯片较为专业话来话设备处 (MCU)加上外围电路再加上

内部的程序部分来实现特定功能的嵌入设备。比如 8 位的单片机、32 的 ARM 以及 DSP 芯片等都属于嵌入

式核心芯片的范畴。8 位 MCU 市场已逐步趋向稳定，32 位 MPU 代表着嵌入式技术的发展方向，正在加速

发展。在 32 位嵌入式微处理器市场上，基于 ARM 内核的微处理器在市场上处于绝对的领导地位，因此追

踪 ARM 技术的发展趋势显得尤为重要。

　　路由器的通常都是基于开发 32 位处理器的，就通常的中低端路由器而言，在开发的配置上有多种选

择，比如有 ARM9 核心芯片+Wince 操作系统、ARM7 核心芯片+uClinux 操作系统、DSP 芯片

+Vxworks 操作系统等等各种各样的选择。本文针对常用的 SOHO 路由器来介绍，选择 ARM7 核心芯片

+uClinux 操作系统开发模式，以完整形象的实例为大家清晰讲解路由器的技术实现过程。

　　我什以们为么 SOHO 路由器为介绍对象呢?什么是 SOHO 路由器?前很多家庭中有不止一台电脑，需要

上网获取信息、收发邮件等。这些小型公司和家庭网络用户计算机的数目一般不多，网络结构不复杂。功能

和带宽的要求不高。出于提高网络性能、共享有限 IP 地址或节省上网费用等原因，这些用户迫切需要具有

较高性价比的小型路由器。我们把这种小型路由器称为 SOHO 路由器。目前市场上已经充斥了大量的这类

低端路由器.由于 ARM7 系列芯片价格便宜，非常适合嵌入式系统使用。目前市场上的 SOHO 路由器大多

采用 ARM7 系列处理器。不过由于技术的发展，ARM9 系列的专用路由芯片的路由器也逐渐普及。

路由器宏介观绍

　　3、对 PPPOE 的拨号进行配置实现。

　　4、针对 Linux 内核防火墙部分，运用 IPtable 工具进行防火墙规则操作。

　　通如上的基本造，一路由器就基本成型了。起，但其中包含了多多的技，要过构个说来简单很很术细节

有大量的实践经验才能真正实现。做为门外观奇的好学读者，现在肯定有些不耐烦了吧，想要了解更多的更

详细的构造内容吧?那好，现在就可以开始我们真正的技术之旅了。

路由器工作原理

　　1、基本原理

　　要中通信点彼此之的通信，首先必每点分配一唯一的实现网络节间须给个节个 IP 地址。路由器应该至

少有两个网络端口，分别连接 LAN 或者 WAN 子网上，每个端口必须具有一个唯一的 IP 地址，并且要求

与所连接 IP 子网的网络号相同。不同的端口有不同的网络号，对应不同的 IP 子网，这样各子网中的主机才

能通过自己子网的 IP 地址把要求发出去的 IP 数据报送到路由器上。

　　路由器收到一当份 IP 数据报后，首先要对该报文进行判断，然后根据判断的结果做进一步的处理。如果

数据报是有效或正确的，路由器就根据数据报的目的 IP 地址转发该报文:否则就把报文丢弃。如果这个数据

报的目的 IP 地址与路由器直接相连的一个子网上，路由器会通过相应的接口把报文转发到目的子网上去；

否则会把它转发到下一跳(Hop)路由器。为了完成上述的操作，每台路由器必须维护一个路由表。把对应不

同目的地的最佳路径存放在路由表中，这就是路由策略(Routing Policy)问题。路由表反映网络的拓扑结

构，一般一条表项应该包含数据报的目的 IP 地址(通常是目的主机所在网络的地址)、下一跳路由器的地址和

相应的网络接口等，在网络拓扑发生变化的时候，路由表也应该做相应的变动。所以路由器必须能够生成并

更新路由表。

　　路机制上就是如何路由表，通路由表定向方向据。一般，路由器选实际查找过查询来决哪个转发数来说

首先搜索匹配的主机地址:如果没有，再搜索匹配的网络地址:最后搜索默认路由。一旦查到匹配的表项，路

由器就会把数据从相应的接口发送出去。

　　路由器具了上述各要素后，就可以完成据任了。外，路由器不备数转发务另仅负责对 IP 包的转发，还要

负责与别的路由器进行联络，共同确定互联网的路由选择和路由表的更新维护。

　　2、SOHO 路由器原理

外外　　部算机要外部当内与计 Internet 网络进行通信时，各内部间通过私有 IP 地址进行通信的计算机必须把私

有 IP 地址转换成合法 IP 。这种网络地址转换技术称为 NAT(Network Address Translation，网络地址转

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谢健

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