IP 路由器的工作原理有点类似处理电话呼叫的接线交换机。当我们拨一个电话号码时，请求信号首先通过我们的本地电话线连接到一台正在工作的电话交换机上，所发出的所有呼叫最先到达这台主交换机；如果你所拨的电话号码是这台主交换机服务区域以外的，那么这台交换机会为长途呼叫电话连接到更高一级的交换机，而这台更高一级的交换机会检查你拨的电话区号，并为你连接到所呼叫地区的电话交换机上；这台异地交换机会检查你拨的电话号码的前缀（其中的前三个数字），并连接到符合电话号码前缀的一台交换机上；到最后一台交换机上，它会检查电话号码的最后四位数字，并连接到你请求连接的目的电话上。
相比之下，当你的计算机在因特网上开始与网络中的其他主机通讯时，例如要连接到一台网站服务器浏览网页，你的计算机发送出包括目标网页的计算机 IP 地址（如同 “ 电话号码 ” ）的数据包，所有你发出的请求首先到达与你计算机相连的 ISP 的路由器（如同 “ 第一个电话交换机 ” ）上，这时 ISP 的路由器会查看该数据包目标 IP 地址的网络 ID 部分（如同 “ 电话区号 ” ），并确定发送网页浏览请求的下一个路由器；经过几个这样的路由器后，这个请求到达了目标网络的路由器中，然后这个路由器通过分析目标 IP 地址的主机 ID 部分，发送请求到达要访问的计算机上。
比较计算机和电话，所有的处理最初都是送到同一个路由器或交换机上，它对其他更高或更低层的设备来说是作为一个网关提供服务的，没有一个设备能够得知数据的出发和结尾路径，但每个设备使用目标地址（或电话号码）的一个特定部分来确定哪一个设备是它的下一步所要连接的。
小提示：每个 IP 地址包含了两种信息，网络 ID 和主机 ID ，网络 ID 是用来区别因特网或企业 局域网中的一个特定网络号；主机 ID 用来区分网络上的一台特定的计算机或设备。每个 IP 地址的第一部分包含有网络 ID ，其他部分包含有主机 ID ，网络 ID 的长度是由网络的等级所决定的。
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