2015年全国计算机三级考试《网络技术》知识点: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:和网络。路由器R收到IP数据报,其目的IP地址的网络号为,则R的下一站就是终点站,即。同理,如果目的IP地址为,R的下一站也是终点站,即。我们可以直接向终点站或投递数据报,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,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),由路由器Q继续向下一站投递。我们再看看0连接了两个网络和网络,其中一个正好是终点站,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()与路由表对应的子网掩码进行逐位“与”操作,得到的结果是l 。
②与本表项目中的网络地址不相同,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地址与路由表的第二项对应的子网掩码进行“与”操作,得到的结果也是,这与第二项中的网络地址也不相同。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地址与子网掩码“与”操作的结果是,同目的网络地址一致,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(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。
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