การส่งต่อ ของ เราเตอร์

สำหรับฟังก์ชันการส่งต่อแบบ Internet Protocol (IP) บริสุทธิ์ เราเตอร์ถูกออกแบบมาเพื่อลดข้อมูลของสถานะภาพที่เกี่ยวข้องกับแต่ละแพ็คเก็ต วัตถุประสงค์หลักของเราเตอร์คือการเชื่อมต่อหลายเครือข่ายและส่งแพ็คเก็ตไปข้างหน้าปลายทางที่เครือข่ายของตัวเองหรือเครือข่ายอื่น เราเตอร์เป็นอุปกรณ์ชั้น 3 เพราะว่าการตัดสินใจขั้นต้นในการส่งต่อจะขึ้นอยู่กับข้อมูลแพ็กเก็ต IP ในเลเยอร์ 3 โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อยู่ IP ปลายทาง กระบวนการนี้เป็นที่รู้จักกันว่าเป็นการเร้าติ้ง เมื่อแต่ละเราเตอร์ได้รับแพ็คเก็ต จะค้นหาในตารางเส้นทางเพื่อจับคู่ที่ดีที่สุดระหว่าง IP address ปลายทางของแพ็คเก็ตกับหนึ่งใน network addresses ในตารางเส้นทาง เมื่อจับคู่ได้แล้ว แพ็คเก็ตจะถูกห่อหุ้ม (encapsulated) ใน เฟรมการเชื่อมโยงข้อมูลชั้น 2 เพื่อส่งไปยังอินเตอร์เฟซขาออกของเราเตอร์ เราเตอร์ไม่ได้มองเข้าไปในเนื้อหาของข้อมูลที่แท้จริงว่าแพ็คเก็ตขนส่งอะไรมา เพียงแต่ตัดสินใจส่งต่อที่ addressesชั้น 3 รวมทั้งข้อมูลอื่น ๆ ในส่วนหัว เช่นคุณภาพของบริการ (QoS) เมื่อแพ็คเก็ตถูกส่งต่อไปแล้ว เราเตอร์ไม่เก็บข้อมูลประวัติเกี่ยวกับแพ็คเก็ต แต่เก็บกิจกรรมการส่งรวบรวมเป็นข้อมูลทางสถิติ, ถ้าถูกกำหนดค่าไว้ให้เก็บ

การตัดสินใจในการส่งต่อสามารถทำได้บนชั้นอื่นนอกจากชั้น 3. ฟังก์ชันที่การส่งต่อขึ้นอยู่กับข้อมูลในชั้น 2 เรียกว่าบริดจ์ โดยใช้ layer 2 addresses (เช่น MAC addresses on Ethernet) ในการส่งต่อข้อมูล.

นอกเหนือไปจากหน้าที่การตัดสินใจในการส่งต่อแล้ว เราเตอร์ยังต้องบริหารจัดการความแออัดเมื่อแพ็คเกตมาถึงในอัตราที่สูงกว่าที่เราเตอร์สามารถประมวลผลได้ สามนโยบายที่ใช้กันทั่วไปในอินเทอร์เน็ตได้แก่ tail drop, random early detection (RED), and weighted random early detection (WRED) tail drop ธรรมดาที่สุดและดำเนินการง่ายที่สุด; เราเตอร์เพียงแต่ตัดทิ้งแพ็คเก็ตถ้าความยาวของคิวเกินขนาดของบัฟเฟอร์ในเราเตอร์ RED จะดูความเป็นไปได้ทางสถิติเพื่อตัดทิ้งดาต้าแกรมล่วงหน้าเมื่อคิวมากเกินกว่า buffer ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า จนกระทั่งถึงจุดสูงสุดที่กำหนดไว้มันจะกลายเป็น tail drop. WRED ต้องใช้น้ำหนักของขนาดคิวเฉลี่ยเพื่อจะกระทำการใดๆเมื่อการจราจรกำลังจะเกินขนาดที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเพื่อที่ว่า short bursts จะไม่เรียกการ random drops มาใช้

ฟังก์ชันอื่นที่เราเตอร์จะดำเนินการก็คือการที่จะตัดสินใจว่าแพ็คเก็ตไหนควรจะดำเนินการก่อนเมื่อมีหลายคิว งานนี้จะจัดการผ่าน QoS ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเมื่อ Voice over IP มีการนำมาใช้ เพื่อให้ความล่าช้าระหว่างแพ็กเกตมีไม่เกิน 150ms เพื่อรักษาคุณภาพของการสนทนาเสียง

ยังมีฟังก์ชันอื่นที่เราเตอร์ดำเนินการที่เรียกว่าการเราติ้งตามนโยบาย ที่ซึ่งกฎพิเศษถูกสร้างขึ้นมาเพื่อใช้แทนที่กฎที่ได้มาจากตารางเส้นทาง เมื่อทำการตัดสินใจส่งต่อแพ็คเกต

ฟังก์ชันเหล่านี้อาจจะดำเนินการผ่านเส้นทางภายในเดียวกันกับที่แพ็คเกตเดินทางในเราเตอร์ บางส่วนของฟังก์ชันอาจจะดำเนินการผ่าน application-specific integrated circuit (ASIC) เพื่อหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นโดย CPU ต้องทำงานหลายรอบ และฟังชั่นอื่น ๆ อาจจะต้องมีการดำเนินการผ่าน CPU เพราะแพ็กเก็ตเหล่านี้ต้องการความสนใจเป็นพิเศษที่ไม่สามารถจัดการได้โดย ASIC