网络基础知识讲座十二：路由协议基础知识

要理解网络领域的知识，你必须先理解网络要解决的问题。在你真正理解路由协议在做什么之前，记住某些路由协议的设置选项对你不会有什么帮助。本次网络讲座旨在介绍路由领域的一些问题和概念。这是网络领域最有趣和最重要的一部分内容。本篇讲座将解释路由协议要解决的问题，这样，你就理解了路由协议的工作原理。
　　在我们详细讨论之前，先做一下说明。当你听说人们提到“不可路由的地址”的时候，他们是在谈论RFC 1918 IP地址，例如私有地址。虽然有这种容易引起误导的标签，但是，这些地址仍是可以路由的。你很可能有一些10.x.x.x网络用于本地接入和管理。这些地址甚至可以同你真正的路由器混合在一起。将这些地址称作“不可路由的地址”是因为互联网路由器会抛弃这些地址。你应该在你的网络边界抛弃这些数据包。许多人对这一点都有些迷惑不解。

　　言归正传，路由实际上是找到数据包从一个地方传输到另一个地方的路经。要找到这个路径，我们需要一些算法。算法需要很多分布式的路由器共同参预，使它们能够一起共享信息。路由包含三个要素:

　　•路由协议。路由协议能够允许收集和发布信息。

　　•路由算法。路由算法用来确定路径。

　　•路由数据库。路由数据库用来存储算法找到的信息。路由数据库有时候对路由表入口做出反应，有时候没有反应。

　　在我们以前介绍层的概念时实际上已经谈到了一些关于路由的问题，当谈论IP数据包通过不同的系统和路由器的路径时我们已经接触到了路由。不过，当时还没有明确的提到路由的概念。

　　还记得我们以前以前论坛过的子网吗?大多数路由器在为你的数据包查询路径的时候都是查找路由表中最短的前缀。如果存在一个“主机路由”，或者一个32位路由睛条目，路由器会优先选择这个路由。在选择默认的转发路径之前，任何更具体的路径信息都被优先采用，例如到你所有特定子网的路由。

　　我们还需要理解一些有关路由的最基本的问题。就像在第二层一样，路由器也需要冗余。冗余的路由器可能造成环路问题。每一个路由协议都要处理这个问题。由于我们将在今后的网络讲座中介绍具体的路由协议，因此，本期讲座先不详讨论这个问题。

　　路由器的整个思路就是按照正确的方向把数据包传递过去，或者把数据包发送给更加智能化的路由器。如果你的网络核心连接了一些分支网络根路由器，这些分支网络的根路由器相互之间并不了解。但是，这些路由器都知道可以通过网络核心将数据包发送到任何一个节点，因此它们只是简单地向这个通道发送数据包。我们把这种方式称作“星状拓扑”。这是一个默认的路由概念，虽然非常简单。但是，这里需要注意的是:这是许多动态路由协议工作的方式。当然，路由器并不总是把数据包发送给默认路由。有时候，路由器会把数据转发给与已知的与特定子网相连的路由器。问题是你对于这台路由器后面的告诉你“我是某某网络”的其它路由器一无所知。

　　上一段具体介绍了什么是路由。现在，你让数据包更接近它的目的地了。当然，你必须要知道各个目的地都有什么，这正是路由协议要告诉你的事情。你要注意，前面我们谈到的是一个单个网络的状况。也可以称为一个路由域。一个路由域是指在同一个管理员控制之下的一群路由器，所有这些路由器都运行同样的路由协议。

当路由数据包的时候，我们有一些方案可以选择。当你拨打电话的时候，电信公司立即为你的电话建立一个线路。这个路径总是相同并且非常可靠的。而IP领域不是这样，它能够处理更多的通信。其代价就是你会遇到阻塞的情况，并且有时候不能访问某些站点，而你的电话却永远不会因为阻塞而断线。IP领域也可以通过一种名为松散源路由的机制基本上做到这一点。这个机制是这样的:每一个端点的节点都知道它需要利用什么跳点来到达其目的地。基于源的路由没有可伸缩性并且带来一些安全问题。因此，我们使用动态路由协议找出我们的路径。请注意，每一个方向都可以使用一个不同的路径。
　　路由协议可以按不同的标准分别分为两种类型。按路由协议的作用范围，我们可以把路由协议分为内部网关协议（IGP）和域间路由协议。路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先(OSPF)和ISIS等是你可能听说过的IGP。这些是处理域内部路由的一些路由协议。外部网关协议(EGP)是处理域之间的和企业之间的路由的协议。现在这个协议已经停止使用了。BGP(边界网关协议)现在是一个标准的域之间的协议。

　　按另一种标准路由协议可以分为另外两种类型:链路状态协议或者距离向量协议。距离向量的方法是“告诉你的邻居你所知道的整个网络的状况”。这就意味着你要向所有的邻居广播整个路由表。这个“向量”就是目的地。“距离”实际上就是一个计量单位，可以是跳数。链路状态路由协议的方法“告诉外界有关你的邻居的情况”。整体思路就是要搞清楚周围有谁在线并向其它路由器广播这个信息。链路状态路由协议需要更大的运算量，但它为网络中所有的路由器关于整个网络的清晰全景图。

　　大多数人喜欢链路状态协议，因为这些协议的收敛性更佳。这就意味着所有的路由器能更快的同步信息。不过，链路状态的计算过程需要花费较长的时间，而且这种计算在每次更新信息的时候都会发生，因此，链路状态协议不适合在整个互联网范围内使用。在将来我们介绍OSPF协议时候将会看到链路状态协议是为什么如此消耗CPU资源。我们下个星期将介绍第一个路由协议:RIP。

　　小结

　　路由器向其目的地发送数据包，一般是把数据包发送给更多地知道一些目的地拓扑结构的路由器。

　　路由是一种单向的问题。你的数据包采取不对称的路径是很常见的。

　　链路状态路由协议:收敛速度快、消耗CPU。距离向量:收敛速度慢，CPU比较容易处理。