计算机网络理论知识：路由协议

目录

 

一、有类网的IP路由选择

二、无类网的IP路由选择

三、路由表（记录的是IP地址）

四、路由协议——用于自动建立路由表的协议

五、自治系统（autonomous systems, AS）

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一、有类网的IP路由选择

利用数据包中的目的地址得到目的网络号，然后查询路由表：

• 如果查到的结果是直连网（即下一跳为空），则直接把数据包从查到的接口转发到目的主机；（即不需要再中转了）
• 如果查询得到下一跳（路由器），则把数据包转发给下一跳；
• 如果没有查到任何匹配项，则把数据包转发给默认路由器；
• 如果没有设置默认路由，且没有任何匹配项，则丢弃该数据包；

二、无类网的IP路由选择

匹配方法：目的IP地址 和 子网掩码 相与，得到子网号；

最长匹配原则：当有多条路由都匹配时选择子网掩码最长的路由；

选择算法：

如果在路由表中查到下一跳（即需要将数据报发给下一个路由中转）：①当前路由到下一跳是点到点链路，则直接把IP分组封装成帧然后发出去；②当前路由到下一跳是以太网，则先查看下一跳的MAC地址，然后封装成帧后再发出去；（根据路由表查到的下一跳的IP地址然后使用ARP协议获取MAC地址（中转路由器的MAC地址），同时也使用了以太网的CSMA/CD协议）；

如果在路由表中查不到下一跳（即接下来要直接把数据报发送给主机）：①匹配项接口是点到点链路，在直接把IP分组封装成帧后发出去；②匹配项接口是以太网，则从数据包中取出IP地址，然后使用ARP协议获取MAC地址（确定数据报的目的主机的MAC地址），将MAC地址和数据封装成帧再发出去；

【注意上面获取MAC地址的方式的差异】

三、路由表（记录的是IP地址）

• 网关：即下一跳（在链路上表示没有下一跳——不需要再转发）。网关又称为网间连接器，在网络层以上实现网络互连。如从一个网络向另一个网络发送信息则必须经过一个网关；
• 接口：对应于当前主机或路由器上的接口，指明把数据包从该主机或路由器的哪个接口转发出去；
• 跃点数：转发数据包的开销。（看倒数两项，目的网络都一样，这时候匹配时要选择跃点数小的作为目的网络）
• 第一行是默认网关；
• 第三行代表的是该主机的一个IP地址（子网掩码全1，与某些接口IP地址相同），那么第二行则代表该主机所在的子网，第四行代表的是该主机所在子网的广播地址；
• 第八行是多播地址；
• 主机连接到因特网上时需要匹配的是默认网关，因为因特网上有各不相同的IP地址，只有使用默认网关匹配才能匹配到所有的IP地址。
• 路由表中每一行的下一跳和接口处于同一个物理网络；
• 一个IP分组在转发之前总是要封装成帧；

路由表查询IP分组时的可能情况：

• 没有任何匹配项——丢弃该分组；
• 有匹配项，下一跳接口为以太网——用下一跳的IP地址查询MAC地址再转发；
• 有匹配项，下一跳接口为点到点链路——直接把IP分组封装成帧转发出去；
• 有匹配项，没有下一跳，匹配项接口为以太网——用IP分组的目的地址查询MAC地址再转发出去；
• 有匹配项，没有下一跳，匹配项接口为点到点链路——直接把IP分组封装成帧转发出去；

四、路由协议——用于自动建立路由表的协议

• 路由器在收到一个数据报之后用其目的地址查找路由表得到下一跳，再把该数据报转发给下一跳；
• 路由表可以由管理员手工建立（静态路由），也可以由路由协议自动建立（动态路由）。默认路由和直连路由都是静态路由。
• 路由算法：路由协议所用的算法称为路由算法，即找最短路径的算法（使得开销最小），如迪杰斯特拉算法；

五、自治系统（autonomous systems, AS）

整个因特网实际上由很多机构进行管理，每个机构管理自己的网络，它们有权决定采用什么协议和网络控制策略。这种在同一个机构管理下的网络称为一个自治系统。

• 用于在AS内建立动态路由的路由协议称为内部网关协议（interior gateway protocols, IGP）；（RIP协议和OSPF协议）
• 用于在AS之间建立动态路由的路由协议称为外部网关协议（exterior gateway protocol, EGP）；（如BGP协议）
• 运行同一个IGP协议的连通区域称为路由选择域（routing domain），一个AS可以运行多个IGP协议，形成多个路由选择域。