路由与路由表简介

路由的概念

从字面上来说，“路由”就是路径选择的意思。

路由是指网络设备通过网络将信息正确传输到指定目的地的方式。

而路由器正是这样的“网络设备”。它可以根据目标网络选择“最优”的路径来决定下一跳跳向哪个路由器。

但是什么是最优的路径？

最优并不意味着最短，也不意味着最节约时间（因为还要考虑其他数据和整体网络的传输性能，不能太自私）。最优是要综合去评定和考虑。所以，出现各种协议和路由算法让路由器选择“最优”方式跳转。

路由工作原理:

路由转发数据过程其实很简单，简单的总结就是：

路由接收数据包→查看目的地址→与路由表进行匹配找到转发端口→转发到该端口

具体路由器工作过程：

1）、PC1要给PC2发送数据，因为地址不在同一个网段，PC1会将数据包发送给本网段的网关路由R1的G0/1接口，

2）、R1路由器接收到数据包，查看数据包IP头部中目的地址是2.100，再查询自己路由表，发现到达192.168.2.0/24网段需要从G0/0接口出去，于是R1路由器将数据包发送到G0/0接口，并由此接口将数据发出去到达R2路由器。

3）、R2路由器收到一个来自R1的数据包，同样查看IP首部包中的目的地址是2.100，再查询自己路由表。发现192.168.2.0/24网段在G0/1接口下，R2路由器将数据包再转发到G0/1接口，并由此接口发送到PC2设备上，到此路由工作过程结束。

路由与交换机的区别

我们知道交换机是工作在OSI模型的第二层，即数据链路层，路由器工作在OSI模型的第三层，网络层，那么这两者具有区别和作用我们来总结一下：

1）交换机：交换机工作在OSI模型第二层数据链路层，数据链路层只能识别物理地址也就是MAC地址信息，当交换机的某个接口收到一个数据帧时，交换机首先会读取数据帧中相应的目标地址的MAC地址，然后再自己的MAC地址表中查找是否有目标MAC地址的端口信息。如果有，则把数据帧转发到相应的端口。如果没有，则向除源端口外的所有端口转发数据帧。这就是交换机的数据交换过程。

总结：交换机根据自己的MAC地址表在交换机的不同端口之间进行数据交换，即交换机的一个端口交换到另一个端口。

2）路由器：在网络层可以识别逻辑地址。当路由器的某个接口收到一个数据包时，路由器首先会读取包中相应目标的逻辑地址网络部分，然后再路由表中查找。如果在路由表中找到了目标地址的路由条目，则把数据包转发到路由器的相应接口，如果在路由表中没有找到目标地址的路由条目，且路由器配置了默认路由，就根据默认路由的配置转发到路由器的相应接口，如果在路由表中没有找到目标地址的路由条目，且路由器中没有配置默认路由，则将该数据包丢弃，并返回不可达信息。这就是数据路由的过程。

总结：路由器是根据自己的路由表进行转发，期间经过了路由选择和路由器转发的过程，从路由器的一个接口路由到另一个接口。

路由表

通过工作过程基本上可以了解什么是路由表及其作用，总结如下：

1）路由器中维护的路由条目的集合

2）路由器根据路由表做路径选择：

目的网络/掩码：

也被称为路由前缀，这是路由条目所关联的目的网络地址及网络掩码。

一条完整的路由前缀由：网络地址+前缀长度（或者网络掩码）构成，两者缺一不可，例如192.168.1.0/24与192.168.1.0/25，虽然网络地址相同，都是192.168.1.0，但是两者绝对是两条不同的路由，因为他们的前缀长度不相同。

当路由器收到一个IP数据包时，路由器会解析出IP数据包中的目的IP地址，然后根据目的IP地址查找路由表，依据最长掩码匹配原则，找到对应的路由条目。

比如：路由器收到一个目的IP地址为10.1.1.1的数据包，此时查找路由表，有两个路由条目，一个路由条目的A的目的网络/掩码是10.1.1.0/24，另一条路由条目B的目的网络/掩码是10.1.1.0/28，那么这个数据包匹配的是哪一个路由条目呢？

路由匹配原则： （1）最长掩码匹配原则

（2）缺省匹配 [R1]ip route-static 0.0.0.0 0 下一跳IP地址 一般用在网络出口设备上，保证内网的流量能够上到互连网上去 （3）无法匹配则丢弃

协议类型

协议类型：指该路由条目是通过什么路由协议学些过来的。例如是直连的，或是静态的，或者是通过OSPF、IS-IS、EIGRP、BGP等动态路由学习到的。

1、直连路由：

指和路由器的接口直接的地址生成的路由。

如下图中，协议类型是direct的就是直接直连地址生成的路由。

2、静态路由：

静态路由是指通过静态路由协议生成的路由。

3.动态路由：

动态路由协议主要有RIP、OSPF、ISIS、BGP。RIP和BGP是基于距离矢量的路由协议，OSPF和ISIS都是基于链路状态的路由协议。

优先级

路由表中去往同一目的地的路由可能通过多种路由协议生成。

举个例子：去往目的IP为192.168.2.1的通过静态路由生成了，也通过OSPF路由生成了。那么这个时候什么样的路由才会加入到路由表中呢？这个时候就和路由协议的优先级有关系了。

每种协议类型对应不同的优先级，优先级值越小则路由越优。

常用路由协议和优先级的关系表如下图。

那么当一台路由器同时从多种不同的路由协议学习到去往同一个目的地的路由时，它将优选路由协议优先级值最小的那条路由。

开销

开销：路由的度量值，经常也使用metric来描述。

直连及静态路由的Cost为0。

通过动态路由协议学习到的Cost则根据实际情况而定。不同的路由协议计算Cost的方法不同。

例如上图中，R1去往PC2的路由条目通过OSPF路由协议学习到，开销为3。

标记

标志：路由标记，R表示该路由是迭代路由。D表示该路由下发到FIB（Forwarding Information Base）表。

迭代路由：路由必须有直连的下一跳才能够指导转发，但是路由生成时下一跳可能不是直连的，因此需要计算出一个直连的下一跳和对应的出接口，这个过程就叫做路由迭代。BGP路由、静态路由和UNR路由的下一跳都有可能不是直连的，都需要进行路由迭代。

例如，BGP路由的下一跳一般是非直连的对端loopback地址，不能指导转发，需要进行迭代。即根据以BGP学习到的下一跳为目的地址在IP路由表中查找，当找到一条具有直连的下一跳、出接口信息的路由后（一般为一条IGP路由），将其下一跳、出接口信息填入这条BGP路由的IP路由表中并生成对应的FIB表项。

下一跳

下一跳：去往目标网络的下一跳IP地址。

出接口

出接口：去往目标网络从本设备的哪个接口出去。