路由技術簡介

2019-11-05 00:21:30

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

　　一、網絡層基礎介紹
　　
　　　　在OSI參考模型中，網絡層位于第三層。網絡層為其上一層（傳輸層）提供端到端的數據包傳遞服務。為了實現從源網絡到目的網絡的數據包傳遞，需要使用到路由選擇功能。
　　
　　　　路由功能就是指選擇一條從源網絡到目的網絡的路徑，并進行數據包的轉發。路由選擇是實現高效通信的基礎。在運行TCP/ip協議的網絡中，每個數據包都記錄了該數據包的源IP地址和目的IP地址。路由器通過檢查數據包的目的IP地址，判定如何轉發該數據包，以便對傳輸中的下一跳路由作出判定。如圖1所示：數據包在經過路由器1、2、3的轉發過程中，其所包含的目的IP地址不會發生變化，而沿途的每臺路由器會將數據包內的目的物理地址改為下一跳（傳輸中的下一臺路由器或是目的站點）的物理地址，并將該數據包發送到這個物理地址所在的物理鏈路上。整個路由尋址過程如圖1所示。
　　　

　　圖1 數據包通過網絡時，其物理地址改變，而目的IP地址保持不變
　　
　　　　二、被路由的協議和路由選擇協議
　　
　　　　在介紹路由技術時，很多學生經常把被路由的協議和路由選擇協議搞混淆。
　　被路由的協議（Routed PRotocols）：是指提供了網絡層地址的協議。該協議由終端節點使用，以將數據和網絡層地址信息一起封裝在數據包中。由于數據包含有第三層的地址，所以路由器可以根據該地址，對數據包的轉發進行判定。例如IP、IPX和AppleTalk等都屬于被路由的協議。當一個協議不支持第三層的地址時，那么它就屬于不可以被路由的協議，常見的有NETBEUI協議。
　　
　　　　路由選擇協議（Routing Protocols）：路由選擇協議，它通過在路由器之間不斷的轉發路由更新，用來建立和維護路由表，路由器則根據該路由表轉發數據包。路由選擇協議可以使路由器全面的了解整個網絡的運行。例如RIP、IGRP、EIGRP、OSPF和BGP等都是路由選擇協議。
　　
　　　　總之，計算機之間使用被路由的協議進行相互通信，而路由器使用路由選擇協議進行路由信息的更新，用來維護和生成路由表。
　　
　　
　　　　三、內部網關路由選擇協議和外部網關路由選擇協議
　　
　　　　大型網絡如因特網，會被分解成為多個自治系統（Autonomous System）。每個自治系統被看做是一個進行自我治理的網絡，一個自治系統只負責治理自己內部的路由。對于因特網來說，兩個自治系統內部的路由選擇信息是互不共享的。
　　大多數的路由選擇協議是指運行在一個自治系統內部的，所以叫做內部網關路由協議(IGP)。常見的例子有RIP，OSPF 等。Cisco公司還專門開發了IGRP和EIGRP路由選擇協議。
　　
　　　　而在自治系統之間的路由選擇協議被稱為外部網關路由協議(EGP)。例如BGP等。這些協議工作在自治系統之間，認為它們處在系統的邊緣上，而且僅僅交換所必須的最少的信息，用以確保自治域系統之間的通信。
　　
　　　　內部和外部路由選擇協議的使用例子如圖2所示。
　　

　　圖2 內部路由選擇協議和外部路由選擇協議
　　
　　　　在圖2中，路由器A和路由器B都使用內部網關路由選擇協議，進行路由更新，生成路由表，以確保自治系統A內部主機之間的通信。而路由器1、路由器2和路由器3之間則需要運行外部網關路由協議，以保證假如有數據包需要跨越自治系統，在自治系統A,B,C之間傳送。
　　
　　　　四、靜態路由和動態路由
　　
　　　　靜態路由是依靠手工輸入的信息來配置路由表的方法。靜態路由具有以下幾個優點：
　　
　　減小了路由器的日常開銷。
　　在小型互聯網上很輕易配置。
　　可以控制路由選擇的更新。
　　　　但是，靜態路由在網絡變化頻繁出現的環境中并不會很好的工作。在大型的和經常變動的互聯網，配置靜態路由是不現實。
　　
　　　　動態路由是指路由協議可以自動根據實際情況生成的路由表的方法。動態路由的主要優點是，假如存在到目的站點的多條路徑，運行了路由選擇協議（如RIP或IGRP）之后，而正在進行數據傳輸的一條路徑發生了中斷的情況下，路由器可以自動的選擇另外一條路徑傳輸數據。這對于建立一個大型的網絡是一個優點。
　　大多數路由選擇協議可分成兩種基本路由選擇協議：
　　
　　距離矢量路由選擇協議（也稱Bellman-Ford協議），計算網絡中鏈路的距離矢量，然后根據計算結果進行路由選擇。典型的距離向量路由選擇協議有IGRP、RIP等。路由器定期向鄰居路由器發送消息，消息的內容就是自己的整個路由表，如：
　　1) 到達目的網絡所經過的距離
　　2) 到達目的網絡的下一跳地址
　　運行距離矢量的路由器會根據相鄰路由器發送過來的信息，更改自己的路由表。
　　鏈路狀態路由選擇協議。典型的鏈路狀態路由選擇協議有OSPF等。鏈路狀態路由選擇協議的目的是得到整個網絡的拓撲結構。運行鏈路狀態路由協議的每個路由器都要提供鏈路狀態的拓撲結構信息，信息的內容包括：
　　1) 路由器所連接的網段鏈路。
　　2) 以及該鏈路的物理狀態。
　　　　根據返回的信息，路由器根據網絡拓撲結構的變化及時修改路由配置，以適應新的路由選擇。
　　
　　　　六、結束語
　　
　　　　全球因特網的迅猛增長不僅推動了因特網產品及商業工具的不斷更新和網絡技術的發展，而且還對原有的數據傳輸路由技術提出了更高的要求。新開發的路由技術不再僅僅是為數據傳輸找到一條通道就行，還需要考慮所選路徑的傳輸容量和服務質量，即具有QoS能力的路由算法，并且還得要分析全網負荷，以平衡網絡中各條通道的數據流量，此外，不論是對單播還是組播、域內還是域間路由，都要求路由算法具有快速收斂性和高效的路由表查詢技術。具有QoS和流量均衡能力的路由算法探索及相應規范的制定將是未來的研究熱點之一。總之，網絡技術的發展日新月異，路由器技術非凡是核心路由器技術正經歷著巨大的變化。進入討論組討論。

上一篇：用cisco路由器通過ISDN訪問首都在線263網實例

下一篇：IP 多播路由