计算机网络教程之网络层 (3) 网络层分组的传输流程使用路由选择处理机，根据路由选择协议构造出路由表，定期同步和

路由器的构成

由两部分组成，路由选择部分和分组转发部分，使用路由表和转发表。

路由选择部分

使用路由选择处理机，根据路由选择协议构造出路由表，定期同步和其他路由器的关系。

路由转发部分

由交换结构和输入/输出端口组成。他按照转发表操作，通过路由获取的信息，通过他正确的发送出去。

转发表和路由表的不同

路由表是存储了整个网络的拓扑结构，存储目的网络和下一条地址的映射，而转发表是从路由表得出的，只涉及一个路由器，回存储硬件信息，输出端口等信息。路由表是通过软件实现的，而转发表是通过硬件实现的。过程就是路由表更新也会更新转发表，分组过来就会根据硬件的转发表做转发。但是数据传入的速度是比处理速度快的，这就需要缓存来等待处理数据。

路由表怎么形成的

其中就要使用路由选择协议，从是否能动态的调节分类，有两类分别是

静态路由选择协议

开销很小并且简单，但是不能适应网络的变化，对于很小的网络，就可以采用这种方式，有人工配置每一条路由。

动态路由选择协议

实现起来比较复杂，开销比较大，适合比较大型的网络。

互联网采用的是分布式的动态的路由选择协议，因为互联网很大，如果都集中起来，那么路由表的项目会爆炸，并且有些网络不想被连接其内部的选择的协议。所以互联网被划分成了很多小的自治系统，他们之间是相互独立的，互联网把路由选择协议分为两大类：

内部网关协议IGP:

是在自治系统中使用的，和其他系统选择什么没有关系，具体的就是RIP和OSPF。

外部网关协议EGP

由于每个自治系统可能使用不同的协议，所以他们之间传输数据时，就需要做转化，这就是外部的网关协议。具体的是BGP。

具体协议

RIP：

它是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，最大的优点就是简单。它的距离值跳数，每经过一个路由器，就加一。它的路由表会存储3个值：目的网络跳数下一条地址。它规定最大的跳数是15，如果大于15就定义为不可达。可见他只适应小网络。由于是分布式的，所以每一个路由器都需要不断的和其他路由器交换信息，RIP只与周围的路由器交换信息，并且交换整张路由表，按照固定的时间间隔交换。如果一个表示空的，经过几次交换，他就会知道这个系统中到所有的路由器的跳数信息了。它使用的算法是距离向量算法。简单说就是收到信息，如果本路由表没有这个目的地址，就加入自己的路由表，并把距离加一。如果存在，判断距离的多少，做更新。它的主要缺点就是坏消息传的慢，好消息传得快。可以自己思考下为什么

OSPF

开放最短路径优先，他是在RIP之后，克服了他的缺点开发出来的。它使用了最短路径算法SPF，它的主要原则也是找到一条最短l路径。最主要的特点就是使用了分布式的链路状态协议，而不是RIP的距离向量。不同点它是向所有的路由器发送信息，也叫洪泛法，发送的信息是本路由相邻所有路由的状态，状态有是否可达和度量，这里度量有很多选项，比如时延，距离，费用等等。什么时候发送呢，只有当路由器的链路状态变化才会触发。经过这种同步，这个系统上的所有路由器都知道全网的结构图了，都会建立一个链路状态数据库。OSPF还可以划分区域，这样可以使效率更高，减少了通信量。相邻的路由器10秒就回交换一次问候分组，看对方是不是活着的，如果有的状态发生了变化，就发送洪范的信息。他没有坏消息传播慢的问题。

BGP

由于互联网是相当大的，如果使用上面的两周协议，传输的数据和创建的拓扑数据库将相当庞大，效率是相当底下的。并且每个自治系统的关注点是不同的。不能统一的去用一个变量选择他们。有的是金钱，有的是距离等。不同的自治系统是有很大差别的，有的不希望通过自己传输其他系统的数据，有的愿意让他们经过。比如治安和经济等问题，都是要考虑的。所以边界网关协议只能力求一条能够到达目的网络且比较好的路由。每个自治系统的边界路由器就需要运行内部和外部两种协议了。他作为BGP发言人，同样他也要传递一些信息，包括到达某个网络所要经历的一些列自治系统。他的节点数量是自治系统的量级，所以数量回少很多，存储目的网络前缀，下一条路由器，到达目的网络要经过的自治系统序列。序列是为了防止兜圈子吗。自己在里面肯定回传回自己。

可以看出自治系统内部力求找到一条最短代价的路径传输数据，而外部力求找到一条可以到达的并考虑了好多其他因素的路径传输。

一些场景和规则

子网掩码的分组转发

  1. 提取目的地址
  2. 看看是不是直接交付：查看和路由器直连的网络的网络号和子网掩码做并，如果和目的地址的网络前缀相同，那么直接交付。找到硬件地址
  3. 如果没有直接交付的，看有没有目的地址的特定主机路由，如果有直接交付
  4. 查看路由器的路由表的每项的网络前缀(和子网掩码并)，如果有相同的，跳转到下一条地址
  5. 还没有看看有没有默认路由，如果有也直接交付
  6. 都没有报告错误

本文使用 mdnice 排版

计算机网络教程 之 网络层 (3) 网络层分组的传输流程

目录