路由器、路由表及常用路由选择协议初识

路由器、路由表及常用路由选择协议初识

什么是路由器

路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。
路由器包含了3（网络层）、2（数据链路层）和1（物理层）三层。

• 路由器使用队列来维护输入端口中接收到的分组，因此会产生一定的时延。
• 路由器同样使用队列来维护输出端口中等待发出的分组。

若路由器处理分组的速率赶不上分组进入队列的速率，则队列的存储空间很快就会耗尽，后面再进入队列的分组由于没有存储空间而只能被丢弃。路由器中的输入或输出队列产生溢出是造成分组丢失的重要原因。

路由器的功能

网络核心中起特殊作用的是路由器，它的主要功能是：

• 网络互连：它可以连接多个网络，并转发他们的报文
• 数据处理：包括分组过滤、防火墙、分组转发、压缩、加密、复用、优先级等
• 网络管理：流量控制、容错、性能管理等

路由器的核心——路由表

路由表的作用？

路由表的主要作用是供路由器查找目标网络，进而确定转发接口及下一跳路由，完成数据包的转发功能。

路由表的结构？

从上图可以看到，路由表主要包含以下部分：

• Destination/Mask：目标地址及网络掩码
• Protocol：使用的路由选择协议，如RIP、OSPF等
• Nexthop：下一跳的IP地址
• Interface：转发的接口，如Serial1/0

路由表的实现？

在linux系统中，路由表本身不是由一个结构表示，而是由多个结构组合而成。路由表可以说是一个分层的结构组合。

• 在第一层，它先将所有的路由根据子网掩码（netmask）的长度（0~32）分成33个部分（struct fn_zone），
• 然后在同一子网掩码（同一层）中，再根据子网的不同（如10.1.1.0/24和10.1.2.0/24），划分为第二层(struct fib_node)，
• 在同一子网中，有可能由于TOS等属性的不同而使用不同的路由，这就是第三层（struct fib_alias），第三层结构表示一个路由表项
• 而每个路由表项又包括一个相应的参数，如协议，下一跳路由地址等等，这就是第四层(struct fib_info)。

分层的好处是显而易见的，它使路由表的更加优化，逻辑上也更加清淅，并且使数据可以共享（如struct fib_info），从而减少了数据的冗余。

理由表的分类？

理由表主要分为静态路由表和动态路由表。具体信息如下

静态路由表

静态路由表是由系统管理员事先设置好的固定的路由表，它默认是私有的，不会传递给其他路由器。一般用于比较简单的网络环境。

动态路由表

动态路由表是根据网络运行情况自动调整的路由表，路由器根据路由选择协议（如RIP）提供的功能，自动学习和记录网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。

路由选择协议

常用路由选择协议有：RIP（Routing Information Protocol路由信息协议)、OSPF（Open Shortest Path First开放式最短路径优先）、BGP（Border Gateway Protocol,边界网关协议）。他们的区别如下：

• RIP（Routing Information Protocol）：一种内部网关协议（IGP），它基于距离矢量算法，它使用“跳数”，即metric来衡量到达目标地址的路由距离。使用UDP进行路由信息更新。
• OSPF（Open Shortest Path First开放最短路径优先）：一种内部网关协议（IGP），它基于链路（接口）状态，使用最短路径优先算法。运行于IP层，直接使用IP协议发送数据。
• BGP（Border Gateway Protocol 边界路由协议），一种外部网关协议（EGP），它基于距离矢量，使用TCP协议更新路由信息。

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参考文章：
https://blog.csdn.net/lycb_gz/article/details/1612254
http://www.360doc.com/content/10/1012/14/163747_60356479.shtml