При обсуждении сетей можно использовать множество ключевых структур и характеристик, связанных с производительностью: топология, скорость, стоимость, безопасность, доступность, масштабируемость и надёжность.
Маршрутизаторы и коммутаторы Cisco во многом похожи. Они поддерживают сходные модальные операционные системы, используют одинаковые структуры команд и команды. Одним из существенных различий между коммутаторами и маршрутизаторами являются поддерживаемые устройствами типы интерфейсов. После настройки интерфейса на обоих устройствах необходимо проверить рабочий интерфейс с помощью соответствующих команд типа show.
Основное назначение маршрутизатора заключается в соединении нескольких сетей и пересылке пакетов из одной сети в другую. Это означает, что в большинстве случаев маршрутизатор имеет несколько интерфейсов. Каждый интерфейс — это участник или узел в другой IP-сети.
В операционной системе Cisco IOS для определения маршрута и занесения его в таблицу IP-маршрутизации применяется так называемое административное расстояние (AD). Таблица маршрутизации — это список сетей, известных маршрутизатору. Таблица маршрутизации содержит сетевые адреса для собственных интерфейсов, т.е. сетей с прямым подключением, а также сетевые адреса для удалённых сетей. Удалённая сеть — это сеть, которую можно достичь исключительно путём пересылки пакета на другой маршрутизатор.
Удалённые сети добавляются в таблицу маршрутизации двумя способами: либо сетевой администратор настраивает статические маршруты вручную, либо реализуется протокол динамической маршрутизации. Статические маршруты не добавляют так много нагрузки (на маршрутизатор), как динамические протоколы, однако статические маршруты могут потребовать больше обслуживания, если топология постоянно изменяется или нестабильна.
Протоколы динамической маршрутизации автоматически адаптируются к изменениям без какого-либо вмешательства со стороны сетевого администратора. Протоколы динамической маршрутизации требуют больше ресурсов процессора, а также используют определённый объём пропускной способности канала для обновлений маршрутизации и сообщений. Во многих случаях таблица маршрутизации содержит как статические, так и динамические маршруты.
Маршрутизаторы принимают главное решение о передаче на 3-м уровне, т. е. сетевом уровне. Однако интерфейсы маршрутизатора работают на 1-м, 2-м и 3-м уровнях. IP-пакеты 3-го уровня инкапсулируются в кадр канала передачи данных 2-го уровня и зашифровываются в биты на 1-м уровне. Интерфейсы маршрутизатора участвуют в процессах 2-го уровня, связанного с их инкапсуляцией. Например, интерфейс Ethernet на маршрутизаторе участвует в ARP-процессах, как и другие узлы в этой локальной сети.
Таблица IP-маршрутизации Cisco не является плоской базой данных. Таблица маршрутизации — это, фактически, иерархическая структура, которая используется для ускорения процессов поиска маршрутов и пересылки пакетов.
Компоненты таблицы маршрутизации IPv6 очень сходны с таблицей маршрутизации IPv4. Например, она содержит сведения об интерфейсах с прямым подключением, статических маршрутах и маршрутах, полученных динамически.