计算机网络技术第8章 路由器与路由选择

8.1 路由基础
• 8.1.3 IP数据报的转发
当路由器需要转发一个IP数据报时，它遵循如下的转发步骤： （1）从数据报的首部提取目的IP地址。 （2）先判断是否为直接交付。对路由器直接相连的网络逐个进行检查：用各网络
的子网掩码和目的IP地址逐位相“与”（AND操作），得出目的网络地址，看结果 是否和相应的表项网络地址相匹配，若匹配，则把IP数据报进行直接交付。否则执 行（3）。 （3）若路由表中有特定主机路由，并且与目的IP地址一致，则把数据报转发给表 项所指明的下一跳路由。否则执行（4）。 （4）对路由表中的每一行（目的网络地址，子网掩码，下一跳地址），用其中的 子网掩码和目的IP地址逐位相“与”(AND操作），得出目的网络地址。若得出目 的网络地址与该行的目的网络地址匹配，则把数据报转发给该行指明的下一跳路由 器。否则执行（5）。 （5）若路由表中有一个默认路由，则把数据报转发给默认路由器。否则执行（6）。 （6）没有任何匹的配路由表项，丢弃此数据报，并向发送此数据报的源主机发送 一条ICMP不可达的消息。
需要注意的是，在进行IP数据报转发时，路由器转发依赖的不 是整个目的IP地址，而是这个目的IP地址的网络号部分，因此表 项中子网掩码的是不可或缺的。
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8.2 路由表的建立与更新
• 8.2.1 路由表的建立
路由表的建立是指最初的路由表是怎么来的。因为路由器的每 个接口连接的是一个物理网络，路由器在使用前必须配置这些接口 （2个或更多）的IP地址及子网掩码，所以路由器根据此信息即可 建立最初的路由表，即路由器自动添加直接相连网络的路由，这种 路由称为直连路由。
• 8.1.2 特殊路由 1.默认路由
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8.1 路由基础
• 8.1.2 特殊路由 2.特定主机路由
路由表的主要表项（包括默认路由）都是基于 网络地址的。但是，IP协议也允许为一特定的主机 建立路由表表项。对单个主机（而不是网络）指定 一条特别的路径就是特定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机路由。
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8.1 路由基础
在IP互联网中，路由选择是指选择一条路径发 送IP数据报的过程，而进行这种路由选择的网络通 信设备就叫做路由器（router）。
Internet就是由路由器将多个网络连接而成的。 互联网中的每个路由器独立地处理IP数据报。IP数 据报到达路由器，路由器就要为这些数据报选择路 由，将它们从源主机送往目的主机。
特定主机路由在路由表中子网掩码记为： 255.255.255.255，表示本行是一条特定主机路由 表项。
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8.1 路由基础
• 8.1.2 特殊路由 2.特定主机路由
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8.1 路由基础
• 8.1.2 特殊路由 1.默认路由
为了进一步隐藏网络网段细节，缩小路由表的 长度，常常提到默认路由（Default Route）。
默认路由在路由表中目的网络和子网掩码都记 为：0.0.0.0。
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8.1 路由基础
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8.1 路由基础
• 8.1.1 路由表
把IP数据报从一个网络传输到另一个网络的过程就 叫IP数据报的转发。路由器根据IP数据报的目的IP地址 确定转发路径，从而完成IP数据报的转发。路由器能转 发数据报的秘密在于路由表。
每一台路由器都存储着一张关于路径信息的表格， 称为路由表。在需要传送IP数据报时，它就查询该路由 表，从而决定把数据报发往何处。
路由表至少包括4个部分：目的网络地址、子网掩 码、下一跳地址、出站接口。
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8.1 路由基础
• 8.1.1 路由表
在路由表中最重要、最基础的是目的网络地址和下一跳地址， 理解了它们的关系也就理解了路由器的工作原理。
路由表 实例
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直连路由
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8.2 路由表的建立与更新
• 8.2.2 路由表的更新 路由表的更新的目的在于：使路由表的内容与
网络的状态保持一致，即所谓的“路由收敛”。网 络可能在不断地发生变化，路由表为了保持一致， 也必须不断地更新。
路由可以分为静态路由和动态路由两类。静态 路由是通过人工设定的，而动态路由则是路由器通 过自己的学习得到的。
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8.3 路由协议
路由选择是个比较非常复杂的问题，因为它是网络中 的所有路由器共同协调工作的结果。网络环境往往是不断 变化的，而这种变化有时无法事先知道，例如，网络中出 了某些故障。此外，当网络发生拥塞时，就特别需要有能 缓解这种拥塞的路由选择策略，但恰好在这种条件下，很 难从网络中的其他路由器获得所需的路由选择信息。
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8.2 路由表的建立与更新
• 8.2.2 路由表的更新 1.静态路由
静态路由是由人工管理的。
手工添加路由
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8.2 路由表的建立与更新
• 8.2.2 路由表的更新 2.动态路由
与静态路由不同，动态路由协议通过多个路由器 之间相互交换路由信息，自动生成和维护相应的路由表。 当到达目标网络有多条路径，而正在使用的路径失效时， 动态路由会自动切换到另一条路径。
动态路由有更多的自主性和灵活性，特别适合于拓 扑结构复杂、网络规模庞大的网络环境。
在动态路由中，路由选择的核心就是路由选择算法， 即根据某种方法和步骤来更新路由表。