计算机三级考试路由器与路由选择知识辅导
导语：路由选择设备一般采用表驱动的路由选择算法下面就由小编为大家带来计算机三级考试路由器与路由选择知识辅导，希望能给大家带来帮助！
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协议的最大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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