计算机三级网络技术怎么考,2016年计算机等考三级网络技术辅导：路由器与路由选择

　路由器与路由选择

　　1．表驱动IP进行路由选择

　　路由选择设备一般采用表驱动的路由选择算法。每台需要路由选择的设备保存一张IP路由表 (也称为IP选路表)，该表存储着相关的网络信息(如目的地址以及到达目的地址的路径等信息)。在需要传送IP数据报时，它就查询该IP路由表，决定把数据报发往何处。所谓表驱动，其实就相当于将传输的目的地址和路径存在表中，需要时查询表，根据表中的提示来选择传输路径。

　　IP路由表中的目的地址如何表示?前面我们提到过IP地址的编址方法，IP地址分为主机号和网络号，而连接到同一网络的所有主机，其网络号是一样的。因此，我们将IP路由表保存相关的网络信息，使远端传输在不考虑细节的情况下先传输到同一网络，再传送到具体主机上去。

　　(1)标准路由选择算法

　　一个标准的IP路由表通常包含许多(N，R)对序偶，其中N指的是目的地网络的IP地址，R是到网络N路径上的“下一个”路由器的IP地址。如果说N就是火车的目的地，则R就相当于下一站。

　　注意：为了减小路由设备中路由表的长度，提高路由算法的效率，路由表中的N使用目的网络的网络地址，而不是目的主机地址。下图就是一个简单的网络互连图，下表为路由器R的IP路由表。

　　

　　

　　①直接投递：关注图中的路由器R，所连接的是两个网络：20．0．0．0和网络30．0．0．0。路由器R收到IP数据报，其目的IP地址的网络号为20．0．0．0，则R的下一站就是终点站，即20．0．0．0。同理，如果目的IP地址为30．0．0．0，R的下一站也是终点站，即30．0．0．0。我们可以直接向终点站20．0．0．0或30．0．0．0投递数据报，直接达到目的地。

　　②向下一站投递：如果该IP数据报的目的IP地址是10．0．0．0，那么路由器就不能直接投递，而是投递数据报给下一站——路由器Q(地址为20．0．0．5)，由路由器Q继续向下一站投递。我们再看看0连接了两个网络10．0．0．0和网络20．0．0．0，其中一个l0．0．0．0正好是终点站，所以数据报到了路由器0后就可以直接投递了。

　　

　　(2)子网选择路由——标准路由选择算法的扩充

　　很多网络并没有采用标准的IP编址，而是采用了对标准IP地址做进一步层次划分的子网掩码。显然，引入子网编址后，必须对标准路由算法进行修改和扩充。

　　首先要修改和扩充的就是路由表表目。标准的路由表包括很多(N，R)对序偶，由于不携带子网信息，因此不可能用于子网选择路由。

　　标准路由算法从IP地址前几位就可以判断出地址类型，从而获得哪一部分对应于网络号、主机号。而在子网编址方式下，无法仅凭地址类别来判断网络号和主机号。因此必须在IP路由表中加入子网掩码，以判断IP地址中哪些位表示网络号、主机号。扩充子网掩码后的IP路由表表示为(M，N，R)三元组。其中M表示子网掩码，N表示目的网络地址，R表示到网络N路径上的“下一个”路由器的IP地址。

　　当进行路由选择时，将IP数据报中的目的IP地址取出，与路由表表目中的“子网掩码”进行逐位“与”运算，运算的结果再与表目中的“目的网络地址”比较，如果相同，说明路由选择成功，IP数据报沿“下一站地址”传送出去。

　　

　　上图显示了通过3台路由器连接4个子网的情况。如果路由器R收到一个目的地址为10．4．0．16的IP数据报，以下是路由器R进行路由选择的过程：

　　①在进行路由选择前应将该IP地址(10．4．0．16)与路由表对应的子网掩码255．255．0．0进行逐位“与”操作，得到的结果是l 0．4．0．0。

　　②10．4．0．0与本表项目中的网络地址l0．2．0．0不相同，说明路由选择不成功。需要对路由表的下一个表项进行相同的操作。

　　③继续将数据报的IP地址l0．4．0．16与路由表的第二项对应的子网掩码255．255．0．0进行“与”操作，得到的结果也是l0．4．0．0，这与第二项中的网络地址l0．3．0．0也不相同。需要对路由表第三个表项进行相同的操作。

　　④(第三项也不符合要求)以此类推，当对路由表的最后一个表项(第4项)操作时，IP地址10．4．0．16与子网掩码255．255．0．0“与”操作的结果是l0．4．0．0，同目的网络地址l0．4．0．0一致，说明选择路由是正确的。

　　⑤路由器R将数据报转发给该表项指定的下一个路由器l0．3．0．7(即路由器S)。

　　路由器S接收到该IP数据报后，也需要按照自己的路由表，决定数据报的去向。

　　小知识：

　　“与”操作：一种逻辑算法，常在计算机中以“与门”的形式存在。表示为：AND。1AND l=1，lAND 0=0，0AND 0=0。两数同为1，与操作结果为I；两数不同，与操作结果为0；两数同为0，与操作结果也是0。

　　注意：要求是将IP数据报的目的IP地址和路由表中各表项对应的子网掩码进行逐位的、“与”操作。这里首先要将IP地址和子网掩码的每个字节换算成8位二进制数(4个字节共32位二进制数)，然后每一位二进制数进行“与”操作。

　　10．4．0．16=00001010000001000000000000010000

　　255．255．0．0=1111111111111110000000000000000

　　将两者的每一位二进制数进行“与”操作，得到的结果为：00001010000001000000000000000000=10．4．0．0

　　(3)路由表中的特殊路由

　　①默认路由：在路由选择过程中，如果路由表没有明确指明一条到达目的网络的路由信息，那么把数据报转发到默认路由指定的路由器。

　　②特定主机路由：对单个主机指定一条特别的路径就是所谓的特定主机路由。

　　(4)统一的路由选择算法

　　如果允许使用任意的掩码形式，那么子网路由选择算法不但能按照同样的方式处理网络路由、默认路由、特定主机路由以及字节相连网络路由，还可以将标准路由选择算法作为它的一个特例。

　　以下是路由表的统一设置：

　　①在路由表中，对于特定的主机路由，采用255．255．255．255作为子网掩码，采用目的主机的口作为目的地址。

　　②对于默认路由，采用0．0．0．0作为子网掩码，默认路由器的地址作为目的地址。

　　③对于标准网络路由，以A类IP地址为例，采用255．0．0．0作为子网掩码，而目的网络地址作为目的地址。

　　④对于一般的子网路由，采用相应的子网掩码和相应的目的子网地址构造路由表表项。

　　这样路由表的统一使路由选择算法得到极大的简化。

　　2．路由表的建立与刷新

　　IP互联网的路由选择的正确性依赖于路由表的正确性。如果路由表出错，IP数据报就不可能按照正确的路径转发。路由表可以分为静态路由和动态路由两类。

　　为了实现动态路由，互联网中的路由器必须运行相同的路由选择协议，执行相同的路由选择算法。目前，应用最广泛的路由选择协议有两种：

　　一种称为路由信息协议(RIP)，另一种称为开放式最短路径优先协议(OSPF)。RIP协议利用向量一距离算法，而0SPF则使用链路一状态算法。

　　3．RIP协议与向量—距离算法

　　RIP是互联网中较早使用的一种动态路由选择协议。

　　(I)向量一距离路由选择算法

　　向量一距离(V-D)路由选择算法，也称为Bellman--Ford算法。

　　(2)RIP协议

　　RIP协议是向量一距离路由选择算法在局域网上的直接实现。它规定了路由器之间交换路由信息的时间、交换信息的格式、错误的处理等。

　　(3)RIP协议与子网路由

　　RIP协议的优点是配置和部署相当简单。RIP协议的第二版本支持子网路由、身份认证和多播等特性。 

　　4．OSPF协议与链路一状态算法

　　OSPF是互联网中另一种经常使用的路由选择协议。0SPF使用链路～状态路由算法，与RIP协议相比，OSPF协议要复杂得多。

　　链路一状态(Lillk—Status，L--S)路由选择算法，也称为最短路径优先(Shorest Path First，SPF)算法。

　　5．部署和选择路由协议

　　静态路由、RIP路由选择协议、OSPF路由选择协议都有各自的特点，可以适用不同的互联网环境。

　　(1)静态路由

　　静态路由最适合在小型的、单路径的、静态的IP互联网环境下使用。

　　(2)RIP路由选择协议

　　RIP路由选择协议比较适合于小型到中型的、多路径的、动态的IP互联网环境。

　　(3)OSPF路由选择协议

　　OSPF路由选择协议最适合较大到特大型、多路径的、动态的IP互联网环境。

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