TCP-IP协议(第4章路由选择协议)

主要内容路由选择技术分类寻址路由表无分类域间路由选择内部和外部路由协议一、路由选择技术路由选择技术：就是寻找一条将IP分组从源站传送到目的站的最佳路径的技术，其实质是在不同的路由器之间做选择，选择分组传送的下一个路由器。1、直接交付和间接交付交付：IP分组在网络中的一次传递称作一次交付。根据一次交付的对象是否是IP分组的目的站，分为直接交付和间接交付。直接交付：分组的目的站和交付者在同一网络的交付，此场景的交付通过ARP协议完成物理网络的交付。间接交付：分组的目的站和交付者不在同一网络的交付，此场景的交付需通过查找路由表确定下一个路由器的IP地址。1、直接交付和间接交付间接交付间接交付间接交付ABC直接交付直接交付直接交付不需要使用路由器间接交付就必须使用路由器2、下一跳路由选择IP分组的交付是面向无连接的，只需在间接交付中确定IP分组的下一个路由器的地址。换言之，路由表中并不保留从源站到目的站的完整路由，只需保留转发的下一个路由器地址。这种方式就是所谓的下一跳路由选择技术。目的站下一跳主机BR1目的站下一跳主机BR2目的站下一跳主机BR4目的站下一跳主机BR6目的站下一跳主机B-主机A路由表R1路由表R2路由表R6路由表R4路由表3、特定网络路由选择对于目的网络的所有主机，路由表用网络的网络号进行描述，当分组交付到目的网络后，再进行直接交付交付到主机。这样设计的优点是，大大优化了路由表。目的网络下一跳Net7R1目的网络下一跳Net7R2目的网络下一跳Net7R4目的网络下一跳Net7R6目的网络下一跳Net7-主机路由表R1路由表R2路由表R6路由表R4路由表4、特定主机路由选择特定主机路由选择中，路由表给出主机的路由表项。在一些特殊情况下，需要指明特定主机的路由，采用特定主机路由选择，如检查特定路线的路由。这种路由会增加路由表的长度。目的网络下一跳主机BR2Net4R2Net5R3……R1路由表5、默认路由选择默认路由选择是一种路由表简化技术，采用此技术的主机和路由器不必列出互联网中所有网络的路由表项。除去路由表中已有的路由表项外的路由，剩余的路由可用默认路由表项表示。目的网络下一跳Net8R70.0.0.0R1主机A路由表二、分类寻址路由表目的网络掩码下一跳地址接口度量0.0.0.00.0.0.0172.21.15.254172.21.15.22320172.21.0.0255.255.0.0172.21.15.223172.21.15.22320172.21.15.223255.255.255.255127.0.0.1127.0.0.1201、路由表的结构：目的网络：定义目的网络的网段地址或主机地址；掩码：与目的地址一起来标识目的主机或路由器所在的网段地址；下一跳地址：IP分组交付到的下一个路由器的地址：接口：说明IP分组将从该路由器哪个接口转发；度量：本路由表项的度量值，如跳数等。特定网络路由对于交付到同一网段的多台主机，路由表并不需要为每条主机保留一条路由表项，分组只要交付到网络中的路由器，其特点掩码不全为1；如：202.115.32.0255.255.255.010.1.1.1特定主机路由在特定主机路由选择中，路由表中给出的是主机的路由表项。这种方式牺牲了路由器效率，但给网络管理者以更大的权利控制路由策略。其特点掩码全为1；如：202.115.32.8255.255.255.25510.1.1.12、路由表表项分类默认路由路由器无法穷举到所有网段的路由，IP分组目的地址没有匹配项时，路由器按照默认路由发送IP分组。其特点掩码全为0。如：0.0.0.00.0.0.010.1.1.1直连路由直连路由是由链路层协议发现的，只要该接口处于活动状态(Active)，路由器就会把该网段的路由信息填写到路由表中去。Windows路由表Windows系统中路由表操作命令语法route[-f][-p][Command[Destination][maskNetmask][Gateway][metricMetric]][ifInterface]]举例显示IP路由表的完整内容：routeprint添加目标为10.41.0.0，子网掩码为255.255.0.0，下一跳为10.27.0.1的永久路由：route-padd10.41.0.0mask255.255.0.010.27.0.1删除目标为10.41.0.0，子网掩码为255.255.0.0的路由：routedelete10.41.0.0mask255.255.0.03、路由表的生成根据路由来源不同，路由表中的路由可分为以下三种方式：直连路由：路由器加入网络，端口激活后，链路层协议发现的路由。静态路由：在组网结构比较简单的网络中，管理员可通过命令手工生成路由表项。动态路由：路由表由路由器上运行的动态路由协议构造，同时路由协议经常或定期地和相邻路由器交换路由信息而不断更新和维护路由表。静态路由配置RouterA10.0.0.1S010.0.0.2S0RouterBNetworkANetworkB在NetworkA的路由器A上，设置静态路由到NetworkBiproute-static192.168.1.0255.255.255.010.0.0.2192.168.1.0/24172.16.1.0/244、路由选择优先级从接收的IP分组中提取目的IP地址是否匹配直连路由？是否匹配主机路由？是否匹配网段路由？是否有默认路由？报错直接交付按主机路由交付按网段路由交付按默认路由交付NNNYNYYY5、路由器选择流程I.路由器提取接收到IP分组目的IP地址；II.将目的IP地址与路由表项的掩码逐项相与；III.运算结果和该路由表项的目的网络地址进行比较；IV.如果匹配成功，则根据该路由项指明的下一条转发IP分组；V.否则比较下一条路由表项。举例192.12.10.160192.12.10.192Internet198.16.21.0194.25.16.0192.12.10.193198.16.21.15120.96.5.18198.16.21.16194.25.16.1192.12.10.161f0f1f2120.0.0.0R1R4R3R2120.69.11.20120.63.1.5120.68.10.22R1收到目的地址为194.25.16.8的IP包，如何寻找下一跳？目的地址掩码下一跳接口度量120.0.0.0255.0.0.0-F00192.12.10.160255.255.255.224-F20192.12.10.192255.255.255.224-F10…………………………198.16.21.16255.255.255.255120.96.5.18F01194.25.16.0255.255.255.0120.63.1.5F01198.16.21.0255.255.255.0120.96.5.18F010.0.0.00.0.0.0120.68.10.22F00R1的路由表目的地址路由表项掩码计算结果路由表项目的地址是否匹配下一跳194.25.16.8255.0.0.0194.0.0.0120.0.0.0不匹配-194.25.16.8255.255.255.224194.25.16.0192.12.10.169不匹配-194.25.16.8255.255.255.224194.25.16.0192.12.10.192不匹配-194.25.16.8255.255.255.255194.25.16.8198.16.21.16不匹配-194.25.16.8255.255.255.0194.25.16.0194.25.16.0匹配120.63.1.5路由匹配查表过程R1收到目的地址为198.16.21.15的IP包，根据R1的路由表，确定下一跳。目的地址掩码下一跳接口度量120.0.0.0255.0.0.0-F00192.12.10.160255.255.255.224-F20192.12.10.192255.255.255.224-F10…………………………198.16.21.16255.255.255.255120.96.5.18F01194.25.16.0255.255.255.0120.63.1.5F01198.16.21.0255.255.255.0120.96.5.18F010.0.0.00.0.0.0120.68.10.22F00R1的路由表目的地址路由表项掩码计算结果路由表项目的地址是否匹配下一跳198.16.21.15255.0.0.0198.0.0.0120.0.0.0不匹配-198.16.21.15255.255.255.224198.16.21.0192.12.10.169不匹配-198.16.21.15255.255.255.224198.16.21.0192.12.10.192不匹配-198.16.21.15255.255.255.255198.16.21.15198.16.21.16不匹配-198.16.21.15255.255.255.0198.16.21.0194.25.16.0不匹配-198.16.21.15255.255.255.0198.16.21.0198.16.21.0匹配120.96.5.18路由匹配查表过程三、无分类域间路由（CIDR）1、CIDR的产生背景推动CIDR的主要原因是B类地址缺乏，一些组织机构只能使用多个C类地址，但这样却增大了路由表，增加了路由器的工作负担。2、无分类域间路由选择（CIDR，ClasslessInter-DomainRouting),也称为超网（suppernetting）。无分类的含义是不再考虑IP地址的地址属性（A/B/C类），因此可将多个可聚合在一起的地址，聚合成一个地址块，减少路由表的大小。3、CIDR的主要特点取消了传统的A类、B类、C类地址以及划分子网的概念。CIDR用长度可变的“网络前缀”代替了分类地址中的网络号、子网号。网络号主机部分（主机号）网络前缀主机号两级地址结构三级地址结构子网部分（子网号）4、CIDR表示方法：为方便进行路由选择，CIDR使用32bit的地址掩码，掩码为1的部分为网络前缀，掩码为0的部分为主机部分。CIDR用斜线记法表示例：192.100.1.195/26斜线记法不仅表示一个IP地址外，还提供一些重要信息。如192.100.1.195/26不仅表示IP地址192.100.1.195，还表示地址的网络前缀是26位，因此地址块包含26-2个主机地址，地址范围为：192.100.1.193~192。100.1.2545、地址聚合由于CIDR地址块能灵活地表示多个地址，因此路由器利用CIDR地址块查找目的网络，能大大简化路由表数量，这种地址聚合成为“路由聚合”。地址聚合步骤：I.将点分十进制的IP地址转换成二进制形式；II.提取出地址中相同部分（网络前缀）；III.对剩余的不同部分按位进行全排列划分；IV.如果剩余部分能够实现全排列划分，则可按照步骤2确定的网络前缀进行地址聚合；V.否则增加掩码位数，直至剩余部分能够进行全排列，再聚合地址。举例1:把下面的4个C类网络地址，实现地址聚合。200.41.24.0200.41.25.0200.41.26.0200.41.27.0点分十进制地址二进制地址掩码长度（比特）200.41.24.011001000001010010001100000000000/24200.41.25.011001000001010010001100100000000/24200.41.26.011001000001010010001101000000000/24200.41.27.011001000001010010001101100000000/24200.41.24.011001000001010010001100000000000/22InternetR1R2200.41.24.0200.41.25.0200