静态路由与默认路由
直连路由
路由器接口所连接的子网的路由方式称为直 连路由 直连路由是由链路层协议发现的，一般指去 往路由器的接口地址所在网段的路径，该路 径信息不需要网络管理员维护，也不需要路 由器通过某种算法进行计算获得，只要该接 口处于活动状态UP，路由器就会把通向该网 段的路由信息填写到路由表中去 其他路由协议都是以直连路由为基础的
路由转发
组播包的转发（续）
组播

组播指的是一组运行着相同协议/功能的主机集合，这些组使 用D类地址作为目的地址来转发。源主机发出的组播报文，只 有组内成员才能接收，而其他无关的主机则不会收到，这样就 避免了广播对于网络带宽的无畏的占用。 常见的组播协议有IGMP、PIM-SM/DM、DVMRP等，将在高 级教材中介绍
路由查询
管理距离－ Administrative Distance
管理距离AD AD是指一种路由协议的路由可信度，也可以说是优先权。在1~255之 间取值，值越小，优先权越高 如果路由表中的多个条目，目的网段和掩码完全相同，则需要通过AD 来判断优先级
路由协议 C 直连路由 S 静态路由 R RIP O 域内OSPF B BGP AD 0 1 120 110 20
相关内容请参阅高级教材
路由转发
广播包的转发
广播


广播指的是一个IP网段的全体主机集合，默认情况下，路由器 不转发定向广播报文。即路由器可以隔离广播域 特殊情况下，可使用help-addr来转发广播报文 ip help-address <Addr> Addr为单播地址时，可用于DHCP-Relay应用 Addr为广播地址时，可“透传”广播报文，比如Windows操 作系统的“网上邻居”发现应用
路由查询
Load-Balance（续）


Route-cache命令语法 [no] ip route-cache [same-interface] 控制IP路由缓冲是否开启。same-interface 适用于IP转发的源和目的在同一网段的情况， 此时会伴随着ip redirect重定向，后文详 ip route-cache-timeout *** 调整缓冲的有效时间，默认为80秒。一般建 议不要设置的太小，尤其是在多线路的情况 下***
路由查询
Load-Balance（续）
Timeout机制 路由器接口缓冲的容量有限，所以需要引入timeout老化时间 机制，将不常用的cache条目删除 “流”的概念 我们称具有相同IP特征，且相互之间的时间间隔＜timeout的一 系列数据包为“流” 显然，即便是具备了相同的IP特征，如果相互时间间隔超过了 timeout，那么他们就不再是同一个流，因为查询到的出口是 不同的
第一章 路由选择原理
神州数码网络大学
路由概述
什么是路由
路由Route，是指将对象从一个地方转发到 另一个地方的行为和动作 而执行这种动作的设备，就是路由器，英文 名为Router
路由概述
路由的两个基本过程
路由Routing 去除收到Frame的Header，得到一个IP packet 读取该pacekt的Dst IP Address 交换Switching 查询路由表，可得到下一跳端口/地址 重新进行二层的Frame Header封装 Forward Switching不是“交换”，换成“转发”更好； 路由前后，“包”不变，但“帧”不同
RT2 RT3 100M RT1 10M 64K RIP: Red is better! OSPF: Blue is better!
路由查询
Load-Balance
Route-cache，路由缓冲的引入，本意是要减少路由器CPU查 询路由表的次数，从而提高其的IP包的转发能力 一个数据包经过路由器时，路由器需要通过CPU查询路由表， 确定其下一跳网关并转发；同时会在接口缓冲中将该IP包的特 征信息，此后如果具有相同特征的IP包需要转发时，就不再需 要查询路由表，而是这个缓冲即可
Fast-Switch快速转发 Route-cache的可以一定程度上提高路由器的包转发效率。但 其处理机制中还需要CPU的完全介入，所以所带来的性能提升 比较有限。 所谓快速转发，就是在路由器的硬件驱动中完成数据包的查询 和转发，这样可以尽可能减少CPU的工作量，从而进一步提高 包转发率 开启该功能的方法是： 在全局和相应的端口中ip fast-switch enable

IGP 应用于同一个自治系统内部的动态路由协议
常见的有RIP、OSPF等

EGP 应用于多个自治系统之间的动态路由协议 常见的有BGP等
路由查询
什么是路由表
Routing Table 指的是路由器或者其他网络设备上存储的表， 该表中存有到达特定网络终端的路径。在某 些情况下，还有一些与这些路径相关的度量 值。 路由器的主要工作就是为经过路由器的每个 数据包寻找一条最佳传输路径，并将该数据 有效地传送到目的站点。为了完成这项工作， 在路由器中必须保存着各种传输路径的相关 数据——路由表
静态路由与默认路由
静态路由
命令语法
ip route <dst-net> <dst-mask> {interface type number | <next-hop-ip>} [AD]
1.1.1.2
1.1.1.1
RT2 ?
RT1
F0/0
1.1.1.3
RT3
静态路由与默认路由
静态路由（续）
推荐使用具体的IP地址作为下一跳网关 如果下一跳是点对点的网络，如HDLC、PPP等，可使用端口名 字作为下一跳网关，效果与具体IP地址的情况相同 ***如果下一跳是广播型网络，如ETH以太网，或者是点对多点 的网络，如x.25和FR，那么建议不要使用端口名字作为下一跳 网关。尤其是在对方开启代理ARP的情况下 在有些拨号网络中，因为无法得知对方的具体IP，只能只用端 口名字作为网关，比如PPP、PPPoE等
一般的，路由表下一跳网关是自己的端口或者直连网段的IP地 址，但如果不是呢？ 用迭代就可以跳出这个束缚。也就是说，某IP数据包查询转发 出口时，得到的不是一个能直接进行转发的端口或者地址，这 个地址还需要进行再次查表，这个过程很可能需要多次完成。 称为多重迭代。 迭代时，需要CPU多次查询路由表，效率低下，通常不推荐使 用
路由转发
路由表条目的生效
路由表有效的前提 下一跳网关接口的二层协议状态为UP 拨号端口中，如果状态是spoofing-up，也 可以 路由表的隐含内容 如果多个路由条目的目标网段相同，但权值 不同，则较低权限的条目被隐藏起来。 注意：不是删除。
路由转发
ICMP重定向
IP Redirect
某些时候，路由器收到的IP数据包经过路由寻径后，发现，下 一跳出口与该IP包的接收端口是同一个，此时，路由器通常需 要进行ICMP redirect。
路由概述
路由的分类


按路由表形成方式来划分 静态路由static 由系统管理员事先设置好固定的路由表称之为静态路由表。 一般是在系统安装时就根据网络的配置情况设定的，它不会 随网络结构的改变而改变。 动态路由dynamic 动态路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的 路由表。路由器根据路由选择协议提供的功能，自动学习和 记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据传输的最佳路径。 常见的有RIP、OSPF、BGP等
路由查询
Load-Balance（续）
思考： 路由器某接口上每隔8秒收到一个数据包，分为红色和蓝色共两 种。路由器的route-cache-timeout设置为20秒，请问，这些 数据包序列可以看作几个流？ 如果timeout为10秒呢？
8s
8s
8s
8s
8s
8s
8s
路由转发
IP Fast-Switch
路由概述
路由的分类 （续）


静态路由 优点：几乎不消耗路由器的资源 缺点：不随着网络拓扑机构的改变而改变 动态路由 优点：可以自动适应网络拓扑结构的变化， 以维持路由的正确性与完整性 缺点：消耗大量的路由器资源
路由概述
路由的分类（续）
根据自治系统内外来划分

AS－Autonomy System 自治系统就是处于一个管理机构控制之下的路由器和网络群 组。一个AS内的所有路由器必须相互连接，且运行相同的路 由协议，同时分配一个AS编号
路由转发
IP Fast-Switch（续）
Fast-switch的缓冲内容和Route-cache相同 快速转发开启之后，Route-cache就自动失效，此时实现的是 Per-destination的负载均衡 Route-cache关闭、Route-cache打开、Fast-Switch打开， 这三种情况下，路由器的转发能力逐渐加强
R1 R2
3 1
2 4
PC
路由转发
ICMP重定向（续）
IP Redirect 发生IP重定向时，路由器需要发起一个ICMP 报文，其Type=5，Code=1，Gateway IP=重定向的网关地址，payload中包含了原 IP报文的前64bytes内容。
路由转发
ICMP重定向（续）
IP Redirect 原PC主机收到IP Redirect的ICMP报文之后， 会在本地路由表中生成一个主机路由表，以 便在下次发送IP时，不需要从再次被重定向， 以便提高效率。
路由查询
Load-Balance（续）
Per-destination 由于IP包是路由器转发的最小单位，所以无论路由表中的等价条目有多 少，同一个数据包只能从一个接口中被转发，也就是说Route-cache 只会有一条。 后续具有相同特征的IP数据包在查询之后，得到的下一跳也必然是相同 的 Per-packet 如果Route-cache功能关闭，那么路由器只能查询路由表，在有多个 可选条目的前提下，路由器只能吧数据包在多个出口上轮询发送 两者的差异是Route-cache是否有效