包括网络环境感知、传输路径决策、路由重配置以及自学习推理等功能模块，它能够实时感知网络的当前状态，并依据当前状态进行网络资源和参数的优化配置，使得网络路由路径可以自适应外部环境的动态变化，以获得更好的端到端传输性能。

区别于传统网络中的动态路由，认知路由着重体现在它的自学习与重配置能力。伴随着网络环境的动态变化，认知路由通过不断循环地学习积累正确且有效的决策经验，并将学习到的历史经验用于未来的路由决策当中。通过学习过程的循环累积，认知路由可以有效地收集到对应于各种不同网络状态的路由决策方案，一旦当网络状态出现相同或类似变化的趋势，将根据自动推理方法迅速做出应对的决策。然而，传统的动态路由方法只有当网络环境的显著变化引起了网络传输性能的恶化时，才开始改变网络的路由路径。与之相比，认知路由能够在网络出现变化趋势时，即开始对网络参数进行重配置，避免了潜在发生的网络拥塞和数据丢包，提高了网络路由的端到端性能。