摘 要：本文就路由協(xié)議基礎(chǔ)為闡述點(diǎn)，研究了路由的定義、何時(shí)需要進(jìn)行路由、路由表、路由分類以及路由協(xié)議分類等問題。

關(guān)鍵詞：路由表；路由分類；路由協(xié)議

一、路由的定義

路由是指導(dǎo)IP報(bào)文發(fā)送的路徑信息。如圖1所示。

二、何時(shí)需要進(jìn)行路由

當(dāng)主機(jī) A 要向另一個(gè)主機(jī) B 發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，先要檢查目的主機(jī) B 是否與源主機(jī) A 連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上。如果是，就將數(shù)據(jù)報(bào)直接交付給目的主機(jī) B 而不需要通過(guò)路由。如果目的主機(jī)與源主機(jī) A 不是連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，則將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給本網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)路由器（網(wǎng)關(guān)），由該路由器按照轉(zhuǎn)發(fā)表指出的路由將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)路由器。

三、路由表

一條路由表中包含了下列關(guān)鍵項(xiàng)：（1）目的地址（Destina

tion）：用來(lái)表示IP包的目的地址或目的網(wǎng)絡(luò)。（2）網(wǎng)絡(luò)掩碼（Mask）：與目的地址一起標(biāo)識(shí)目的主機(jī)或路由器所在的網(wǎng)段。（3）下一跳地址（Nexthop）：說(shuō)明IP包所經(jīng)由的下一個(gè)路由器的接口地址。

四、路由分類

路由的分類：（1）自動(dòng)發(fā)現(xiàn)的直連路由（Direct）。（2）手工配置的靜態(tài)路由（Static）。靜態(tài)路由如圖2所示。

在路由器中設(shè)定的固定路由表

由管理員手工配置的

單向性

缺乏靈活性

缺省路由是一種特殊的靜態(tài)路由，就是在沒有找到匹配的路由時(shí)使用的路由。在路由表中，缺省路由以目的網(wǎng)絡(luò)為0.0.0.0、子網(wǎng)掩碼為0.0.0.0的形式出現(xiàn)。如果數(shù)據(jù)包的目的地址不能與任何路由相匹配，那么系統(tǒng)將使用缺省路由轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包。

當(dāng)路由器在路由表中找不到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路由條目時(shí)，路由器把請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到默認(rèn)路由接口如圖3所示。

（3）動(dòng)態(tài)路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)路由（RIP、IGRP、EIGRP、OSPF、IS-IS……）。動(dòng)態(tài)路由是路由器之間相互通信，傳遞路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的過(guò)程。實(shí)時(shí)地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化。適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。

五、路由協(xié)議分類

按照管理范圍分類（AS自治域內(nèi)/外）：IGP：RIP、IGRP、EIGRP、OSPF、IS-IS；EGP：BGP。按照算法分類：距離矢量路由協(xié)議：距離矢量算法（Distance-Vector ，簡(jiǎn)稱D-V）；RIP、IGRP、EIGRP、BGP。鏈路狀態(tài)路由協(xié)議：最短路徑優(yōu)先算法（SPF）；OSPF、IS-IS。距離矢量協(xié)議無(wú)論是實(shí)現(xiàn)還是管理都比較簡(jiǎn)單，但是它的收斂速度慢，報(bào)文量大，占用較多網(wǎng)絡(luò)開銷，并且為避免路由環(huán)路需要做各種特殊處理。鏈路狀態(tài)復(fù)雜，路由控制能力弱 有全局拓?fù)?，但協(xié)議開銷大。按照路由的尋徑算法和交換路由信息的方式，路由協(xié)議可以分為 距離矢量協(xié)議（Dis

tant-Vector）和鏈路狀態(tài)協(xié)議。距離矢量協(xié)議包括 RIP 和 BGP，鏈路狀態(tài)協(xié)議包括 OSPF、IS-IS。

下面選取幾種路由協(xié)議進(jìn)行闡述分析。

自治系統(tǒng)（AS）如圖3所示。由同一機(jī)構(gòu)管理的一組路由器的集合，它們共享相似的路由策略。一個(gè)AS可以是一些運(yùn)行單個(gè)IGP（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）協(xié)議的路由器集合，也可以是一些運(yùn)行不同路由選擇協(xié)議但都屬于同一個(gè)組織機(jī)構(gòu)的路由器集合

一個(gè)AS是一組共享相似的路由策略并在單一管理域中運(yùn)行的路由器的集合。一個(gè)AS可以是一些運(yùn)行單個(gè)IGP（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）協(xié)議的路由器集合，也可以是一些運(yùn)行不同路由選擇協(xié)議但都屬于同一個(gè)組織機(jī)構(gòu)的路由器集合。不管是哪種情況，外部世界都將整個(gè)AS看作是一個(gè)實(shí)體。

每個(gè)自治系統(tǒng)都有一個(gè)唯一的自治系統(tǒng)編號(hào)，這個(gè)編號(hào)是由因特網(wǎng)授權(quán)的管理機(jī)構(gòu)IANA分配的。它的基本思想就是希望通過(guò)不同的編號(hào)來(lái)區(qū)分不同的自治系統(tǒng)。這樣，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)管理員不希望自己的通信數(shù)據(jù)通過(guò)某個(gè)自治系統(tǒng)時(shí)，這種編號(hào)方式就十分有用了。通過(guò)采用路由協(xié)議和自治系統(tǒng)編號(hào)，路由器就可以確定彼此間的路徑和路由信息的交換方法。自治系統(tǒng)的編號(hào)范圍是1到65535，其中1到65411是注冊(cè)的因特網(wǎng)編號(hào)，

65412到65535是專用網(wǎng)絡(luò)編號(hào)。

按照管理范圍自治系統(tǒng)（AS）如圖4所示。

距離矢量路由協(xié)議基于貝爾曼-福特算法，使用D-V算法的路由器通常以一定的時(shí)間間隔向相鄰的路由器發(fā)送他們完整的路由表。接收到路由表的鄰居路由器將收到的路由表和自己的路由表進(jìn)行比較，新的路由或到已知網(wǎng)絡(luò)但開銷（Metric）更小的路由都被加入到路由表中。相鄰路由器然后再繼續(xù)向外廣播它自己的路由表（包括更新后的路由）。

距離矢量路由協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)：配置簡(jiǎn)單，占用較少的內(nèi)存和CPU處理時(shí)間。缺點(diǎn)：擴(kuò)展性較差，比如RIP最大跳數(shù)不能超過(guò)16 跳。鏈路狀態(tài)路由協(xié)議基于Dijkstra算法，有時(shí)被稱為最短路徑優(yōu)先算法。L-S算法提供比RIP等D-V算法更大的擴(kuò)展性和快速收斂性，但是它的算法耗費(fèi)更多的路由器內(nèi)存和處理能力。D-V算法關(guān)心網(wǎng)絡(luò)中鏈路或接口的狀態(tài)（up或down、IP地址、掩碼），每個(gè)路由器將自己已知的鏈路狀態(tài)向該區(qū)域的其他路由器通告，這些通告稱為鏈路狀態(tài)通告（LSA：Link State

Advitisement）。通過(guò)這種方式區(qū)域內(nèi)的每臺(tái)路由器都建立了一個(gè)本區(qū)域的完整的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。然后路由器根據(jù)收集到的鏈路狀態(tài)信息來(lái)創(chuàng)建它自己的網(wǎng)絡(luò)拓樸圖，形成一個(gè)到各個(gè)目的網(wǎng)段的帶權(quán)有向圖。

鏈路狀態(tài)算法使用增量更新的機(jī)制，只有當(dāng)鏈路的狀態(tài)發(fā)生了變化時(shí)才發(fā)送路由更新信息，這種方式節(jié)省了相鄰路由器之間的鏈路帶寬。部分更新只包含改變了的鏈路狀態(tài)信息，而不是整個(gè)的路由表。

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