路由的概念

一。路由的概念

在网络通信中，“路由”是一个网络层的术语。它是指从某一网络设备出发去往某个目的地的路径；路由表则是若干条路由信息的一个集合体。在路由表中，一条路由信息也被称为一个路由项或一个路由条目。路由表只存在于终端计算机和路由器（和三层交换机）中，二层交换机中时不存在路由表的。

在路由表中，每一行就是一条路由条目（或一个路由表项、一个路由条目）。通常情况下，一条路由信息由三个要素组成：目的地/掩码（Destination/Mask）、出接口（ Interface）、下一跳IP地址（NextHop  ）。

（1）目的地/掩码：如果目的地/掩码中的掩码长度为32，则目的地将是一个主机接口地址，否则目的地将是一个网络地址。通常情况下，总说一个路由项的目的地是一个网络地址（即：目的网络地址），把主机接口地址看成目的地的一种特殊情况。

（2）出接口：指该路由表项中所包含的数据内容应该从哪个接口发送出去；

（3）下一跳IP地址：如果一个路由表项的下一跳IP地址与出接口的IP地址相同，则表示出接口已经直连到了该路由项所指的目的网络。注意：下一跳IP地址所对应的那个主机接口与出接口一定位于同一个二层网络（二层广播域）中。

1.路由器进行IP路由表查询工作的过程：

（1）当路由器的IP转发模块接收到一个IP报文时，路由器会根据这个IP报文的目的IP地址来进行IP路由表的查询工作。

（2）将这个IP报文的目的IP地址与IP路由表的所有路由项逐一进行匹配。（进行逐位“与”运算）

当一个IP报文同时匹配上了多个路由项时，路由器会根据“最长掩码匹配”原则来确定出一条最优的路由，并根据最优路由来进行IP报文的转发。路由器总是根据最优路由来进行IP报文的转发操作。

计算机也会进行IP路由表的查询工作。当计算机的网络层封装好了待转发的IP报文后，就会根据IP报文的目的IP地址去查询自己的IP路由表，过程与路由器的工作过程完全一样。

二。路由信息的生成

路由信息的生成方式总共有三种：设备自动发现、手工配置、通过动态路由协议生成。

（1）直连路由：指设备自动发现的路由信息。

**在网络设备启动后，当设备接口的状态为Up时，设备就会自动的发现去往与自己的接口直接相连的网络的路由。某一网络是与某台网络设备的某个接口直接相连（直连）时：指这台设备的这个接口已经位于这个网络中；某一网络：指某个二层网络（二层广播域）。

**所谓的某一网络是与某台设备直接相连（直连）的时候，是指这个网络是与这个设备的某个接口直接相连的。

**直连路由的Protocol属性为Direct，其Cost的值总为0。

**手工配置的静态路由的明显缺点是：不具备自适应性。即当网络发生故障或网络结构发生改变而导致相应的静态路由发升错误或失效时，必须手工对这些静态路由进行修改。

（2）静态路由(Static Route)：指手工配置的路由信息。

**静态路由的Protocol属性为Static，表示是一条静态路由；其Cost的值可以人为设定。

（3）动态路由（Dynamic Route）：指网络设备通过运行动态路由协议而得到的路由信息。

**网络设备可以自动发现去往与自己相连的网络的路由，也可以通过手工配置的方式“告知”网络设备去往哪些非直连的网络的路由。但是会相当的耗费人力。

**一台路由器可以同时运行多种路由协议。而每种路由协议都会存在专门的路由表来存放该协议下发现的路由表项。最后通过一些优先筛选法，某些路由协议的路由表中的某些路由表项会被加入到IP路由表中，而路由器最终会根据IP路由表拉进行IP报文的转发工作。

**计算机是不运行任何路由协议的；计算机上只有一个IP路由表。

三。路由的优先级

（1）不同来源的路由规定了不同的优先级，并规定优先级的值越小，则路由的优先级就越高。

（2）当存在多条目的地/掩码相同，但来源不同的路由时，则具有最高优先级的路由便会成为最优路由，并加入到IP路由表中；其他路由则处于未激活状态，是不显示在IP路由表中的。

路由来源	优先级的缺省值
直连路由	0
OSPF	10
静态路由	60
RIP	100
BGP	255

四。路由的开销

（1）一条路由的开销：指到达这条路由的目的地/掩码需要付出的代价值。同一种路由协议发现多条路由可以到达同一目的地/掩码时，将优选开销值最小的路由，即只把开销值最小的路由加入本协议的路由表中。

（2）不同的路由协议对于开销的具体定义是不同的；RIP协议只将“跳数”作为开销。“跳数”：指到达目的地/掩码需要经过的路由器的个数。

（3）等价路由：指同一种路由协议发现的两条路由可以到达同一目的地/掩码的，且路由的开销相等的路由。

（4）负载分担：在等价路由情况下，当这两条路由都被加入到路由器的路由表中时，那么当流量进行转发的时候，一部分流量会根据第一条路由来进行转发，另一部分流量会根据第二条路由来进行转发。

如果一台路由器同时运行了多种路由协议，并且对于同一目的地/掩码，每一种路由协议都发现了一条或多条路由，在这种情况下，每一种路由协议都会根据开销值的比较情况在自己所发现的若干条路由中确定出最优路由，并将最优路由放进本协议的路由表中。然后，不同的路由协议所确定出的最优路由之间再进行路由优先级的比较，优先级最高的路由才能作为去往目的地/掩码的路由，而加入到该路由器的IP路由表中。

注意：如果该路由上还存在去往目的地/掩码的直连路由或静态路由，将在优先级比较的时候考虑其中，选出优先级最高的路由加入到IP路由表中。

五。默认路由

默认路由：指目的地/掩码为0.0.0.0/0的路由。

（1）动态默认路由：指默认路由是由路由协议产生的；

（2）静态默认路由：指默认路由是由手工配置而生成的。

默认路由是一种非常特殊的路由，任何一个待发送或待转发的IP报文都可以和默认路由匹配的上。

**计算机或路由器的IP路由表中可能存在默认路由，也可能不存在。若网络设备的IP路由表中存在默认路由，当一个待发送或待转发的IP报文不能匹配IP路由表中的任何非默认路由时，会根据默认路由来进行发送或转发；若网络设备的IP路由表中不存在默认路由，当一个待发送或待转发的IP报文不能匹配IP路由表中的任何路由时，就会将IP报文直接丢弃。

六。计算机上的路由表和路由器上的路由表

（1）计算机上是不运行任何路由协议的，所以计算机的IP路由表中的路由不是直连路由就是手工配置的静态路由，或者是计算机的操作系统替我们配置出的各种路由；

（2）路由器的IP路由表中的路由可以是直连路由、静态路由，但是更多的是通过运行路由协议获得的动态路由。

（3）路由器上除了存在的IP路由表外，还存在着为每个运行的路由协议专门创建并维护的路由表。