计算机网络-路由

 

路由的概念

路由(Routing):通过互联网把信息从源地址传输到目的地址转发数据包的过程。路由发生在OSI模型(七层模型)中的第三层即网络层。路由引导分组转送,经过一些中间的节点后,到它们最后的目的地。作成硬件的话,则称为路由器。

路由器(Router):能够将数据包转发到正确目的地,并在转发过程中选择最佳路径的设备。

路由表(Routing Table):路由器或者联网计算机中的一个储存到各个目的地的最佳路径的表。

路由器和交换机的四个区别

  • 路由器是OSI第三层网络层的产品,而交换机则是第二层数据链路层,第二层主要功能是组建局域网,将网络上各个电脑的MAC地址记在MAC地址表中,当局域网中的电脑要经过交换机去交换传递资料时,就查询交换机上的MAC地址表中的信息,并将数据包发送给指定的电脑,而不会像第一层的产品(如集线器)发送给每台在网络中的电脑。
  • 路由器能在多条路径中选择最佳的路径,提升交换数据的传输速率。在发送数据包时,路由表会被一同发送,该表存储了前往某一网络的最佳路径。
  • 路由器可连接超过两个以上不同的网络,而交换机只能连接两个
  • 路由器具有IP分享器功能,主要是让多台设备用同一条ADSL/光纤宽带线路来上网,功能包括共享IP,宽带管理,自动分配IP等等,如在共享IP功能中,不同设备可共享同一个公共IP同时上网;在局域网中,路由器则会指定一组的Class C的私有IP,可让254台设备同时上网。

主要厂商 思科 (Cisco) ,华三 (H3C) ,华为 (Huawei) ,普联 (TP-LINK) ,腾达 (Tenda), 小米 (Xiaomi),锐捷 (ruijie),水星 (Mercury)

路由的原理

路由器查看了数据包的目的协议地址后,确定是否知道如何转发该包,如果路由器不知道如何转发,通常就将之丢弃。如果路由器知道如何转发,就把目的物理地址变成下一跳的物理地址并向之发送。下一跳可能就是最终的目的主机,如果不是,通常为另一个路由器,它将执行同样的步骤。

路由的类型

  • 直连路由:接口所连接的子网的路由方式,接口配置,无需手工配置,
  • 静态路由:管理员手动配置,单向,缺乏灵活性,其中默认路由是一种特殊的静态路由,当路由器在路由表中找不到目标网络的路由条目时, 路由器把请求转发到默认路口,默认路由只能存在末节网络中。
  • 动态路由:通过路由协议从相邻路由器动态学习到的路由条目

什么是静态路由,其特色是什么?什么是动态路由,其特色是什么?

答:静态路由是由系统管理员设计与构建的路由表规定的路由。适用于网关数量有限的场合,且网络拓朴结构不常常变化的网络。其缺点是不能动态地适用网络情况的变化,当网络情况变化后必须由网络管理员修改路由表。

动态路由是由路由选择协议而动态构建的,路由协议之间经过交换各自所拥有的路由信息实时更新路由表的内容。动态路由能够自动学习网络的拓朴结构,并更新路由表。其缺点是路由广播更新信息将占据大量的网络带宽。

路由的优先级

直连路由—–>静态路由—–>动态路由—–>默认路由 (优先级由高到低)

路由的过程

将对方ip地址和自己的子网掩码进行与运算,得到网段号,然后马上查看路由表,查看路由表是否到达。

路由协议

维基百科

路由协议(英语:Routing protocol)是一种指定数据包转送方式的网络协议。Internet网络的主要节点设备是路由器,路由器通过路由表来转发接收到的数据。转发策略可以是人工指定的(通过静态路由、策略路由等方法)。在具有较小规模的网络中,人工指定转发策略没有任何问题。但是在具有较大规模的网络中(如跨国企业网络、ISP网络),如果通过人工指定转发策略,将会给网络管理员带来巨大的工作量,并且在管理、维护路由表上也变得十分困难。为了解决这个问题,动态路由协议应运而生。动态路由协议可以让路由器自动学习到其他路由器的网络,并且网络拓扑发生改变后自动更新路由表。网络管理员只需要配置动态路由协议即可,相比人工指定转发策略,工作量大大减少。

常见的路由协议有RIP、IGRP(Cisco私有协议)、EIGRP(Cisco私有协议)、OSPF、IS-IS、BGP等。

RIP、IGRP、EIGRP、OSPF、IS-IS是内部网关协议(IGP),适用于单个ISP的统一路由协议的运行,一般由一个ISP运营的网络位于一个AS(自治系统)内,有统一的AS number(自治系统号)。BGP是自治系统间的路由协议,是一种外部网关协议,多用于不同ISP之间交换路由信息,以及大型企业、政府等具有较大规模的私有网络。

  • RIP:RIP很早就被用在Internet上,是最简单的路由协议。它是“路由信息协议(Route Information Protocol)”的简写,主要传递路由信息,通过每隔30秒广播一次路由表,维护相邻路由器的位置关系,同时根据收到的路由表信息计算自己的路由表信息。RIP是一个距离矢量路由协议,最大跳数为15跳,超过15跳的网络则认为目标网络不可达。此协议通常用在网络架构较为简单的小型网络环境。现在分为RIPv1和RIPv2两个版本,后者支持VLSM技术以及一系列技术上的改进。RIP的收敛速度较慢。
  • BGP:为了维护各个ISP的独立利益,标准化组织制定了ISP间的路由协议BGP。BGP是“边界网关协议(Border Gateway Protocol)”的缩写,处理各ISP之间的路由传递。但是BGP运行在相对核心的地位,需要用户对网络的结构有相当的了解,否则可能会造成较大损失
  • OSPF:OSPF协议是“开放式最短路径优先(Open Shortest Path First)”的缩写,属于链路状态路由协议。OSPF提出了“区域(area)”的概念,每个区域中所有路由器维护着一个相同的链路状态数据库(LSDB)。区域又分为骨干区域(骨干区域的编号必须为0)和非骨干区域(非0编号区域),如果一个运行OSPF的网络只存在单一区域,则该区域可以是骨干区域或者非骨干区域。如果该网络存在多个区域,那么必须存在骨干区域,并且所有非骨干区域必须和骨干区域直接相连。OSPF利用所维护的链路状态数据库,通过最短路径优先算法(SPF算法)计算得到路由表。OSPF的收敛速度较快。由于其特有的开放性以及良好的扩展性,目前OSPF协议在各种网络中广泛部署。

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