计算机网络之IP路由(一)

IP路由概念:当一个具有三层功能的设备收到一个IP数据包之后,根据IP数据包包头中的目的IP地址信息,查询自己的路由表,如果有匹配该目的IP地址的路由条目,按照该路由条目所指示的下一条或者是出接口将该IP数据包转发出去;若没有匹配该目的IP地址的路由条目,但是有默认路由(缺省路由)则按照默认路由所指示的下一跳或者是出接口将该IP数据包转发出去;如果没有路由条目匹配并且也无默认路由,设备会将该IP数据包丢弃,并根据数据包包头中的源IP地址信息向源设备发送一个ICMP报文,告知源设备数据包已被丢弃,因为目的网络不可达。可见路由过程依赖于路由表。

路由的来源:

(1)、直连路由

       给路由器的接口配上IP地址以及掩码,该接口就能自学习到所处的网段,但是有一个前提条件就是接口的物理状态和协议状态都是UP的。缺点就是值知道直连网段的路由,跨网段之后就不知道了,即发现不了跨网段的路由。

(2)、静态路由

       由网络管理人员手工配置方式添加路由条目,完全依赖于人,无法感知网络的变化,当网络链路故障或者网络拓扑变化时,需要管理员手工更新配置。只适用于简单,小型的网络。因为维护比价繁琐,当网络复杂时,配置静态路由的工作量会很复杂。以华为的路由器配置静态路由为例:ip route-static 目的地址 掩码 下一跳地址/出接口。查看路由表:display ip routing-table 。

(3)、动态路由

       顾名思义,动态路由的意思就是路由表是适时更新的、动态变化的。所以网络中必须得运行某种或多种路由协议,根据路由协议自动感知到网络拓扑发生变化的时候,更新路由表,无需管理员手工干预。路由协议即路由器之间进行信息交互的语言,通过路由协议共享网络状态和可达的路由信息。

路由协议:

根据其作用范围划分:内部网关信息(IGP),包括RIP、OSPF、ISIS。外部网关协议(EGP):BGP。

根据路由选择算法和路由信息交换方式划分:距离矢量协议,包括RIP、BGP。链路状态协议:OSPF、ISIS。距离矢量协议关心的是跳数和方向,路由器之间周期性地交互路由信息,路由信息是整个路由表,而链路状态协议是依据链路状态数据库,通过交换链路状态信息,并不是交互整个路由表来维护链路状态数据库,通过该数据库创建网络拓扑图。

距离矢量协议与链路状态协议对比
协议分类 距离矢量协议 链路状态协议
典型代表 RIP、BGP OSPF、IS-IS
采用算法 贝尔曼-福特算法 最短路径优先算法
优点 配置简单,占用内存和CPU比较少 当链路状态发生变化时才发送路由更新信息,网络收敛时间短
缺点 扩展性较差,周期性交换路由表,网络收敛时间长 对内存和CPU占用比距离矢量协议要多

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