TCP/IP--路由选择

学习目标

• IP是如何转发及其工作原理？
• 什么是核心路由器、内部路由器和外部路由器
• 路由器的工作原理?

什么是路由器？

专业解释：路由器像一台具有两块或多块网络适配器的计算机。
通俗来讲: 路由器是用来共享网络的，可以实现多台电脑使用上网，无线路由器还可以实现无线上网。

路由器功能

1.路由：收集网络拓扑信息并动态形成路由表
2.转发：根据路由表转发IP数据包
3.隔离广播域
4.将不同网段上的设备进行互通
5.子网间速率适配
6.指定访问规则

路由器的工作原理

局域网内的主机可以通过交换机来实现相互通信。
不同局域网之间的主机要想相互通信，可以通过路由器来实现。
路由器工作在网络层，隔离了广播域，并可以作为每个局域网的网关，发现到达目的网络的最优路径，最终实现报文在不同网络间的转发。

多宿主计算机充当路由器如下图：

什么是路由表？

路由表的用途在于把数据传递到正确的本地网络。
当数据到达本地网络之后，网络访问协议(FTP,DHCP等)就会知道它的目的地。

简单的路由表

• 执行命令: netstat -rn
  

U: 该路由可以使用。
G: 该路由是到一个网关，如果目的地是直连相连。
H: 该路由是到一个主机，也就是目的地是一个主机地址。

实验

在主机1上配置一个条路由表，网关指向另外一台同网段的主机2，目的地为192.168.0.0/24 网段，在主机2上抓包，是否能抓到主机1发出ICMP包。

• 执行命令：ip route add 192.168.0.0/24 via 192.168.10.60 dev enp0s8
  
• 路由表配置成功，让我们试试路由功能是否生效
• 在主机1：
  
• 在主机2：
  

复杂的网络中路由

• 路由器的端口超过两个
• 路由器连接起来的网络还分别于其他网络连接。
  

IP转发

1. 一台主机准备发送一个IP数据报，它查看自己的路由表
2. 如果数据报不能在本地网络上发送，主机查看本地路由表寻找与目的地址相关联的路由器的IP地址。路由器的IP地址被ARP协议解析为物理地址。
3. 数据报和路由器的物理地址一起被传递给网络层。
4. 路由器查看数据报的IP地址，如果这个地址匹配路由器自己的IP地址，就表示数据是发给路由器本身的，否则，路由器查看自己的路由表，否则，就把数据报发送到另外一台路由器。

选路原理

1.搜索匹配的主机地址
2.搜索匹配的网络地址
3.搜索默认表项(默认路由表)

直接路由与间接路由

• 直接路由：所有子网都连接到一个路由器上
  

• 间接路由：

• 网段1没有连接到网络3，而且在没有帮助的情况下也不能发现网段3就称为间接路由。
  

外部路由器

外部路由器在自治网络之间交换的路由信息

协议

外部路由器使用的协议是边界网关协议(BGP)

作用

使用内部和外部路由选择协议的主要原因在于因特网如此庞大。不可能为因特网上的所有网络保留路由选择表,并在不同路由器中到处传递信息。自治系统的好处在于,可以用一条路由选择信息表示一大组网络,并与其他外部路由器交换该条信息。该方案允许因特网扩展到很大。

内部路由器

自治网络内部共享路由信息的路由器被称为内部网关。

协议

内部网关协议(IGP), 包括路由信息协议(RIP), 开放最短路径优先(OSPF)

核心路由器

核心路由器使用的路由协议包括网关到网关协议(GGP)

总结：

路由器的介绍和工作原理，以及IP转发原理，路由表查看和配置方法，直接路由和间接路由的介绍。
在IP转发中涉及到iptables的理解和使用，iptables算是比较重要的一个知识点，后续还会加上学习之后的实践操作和一些总结和心得。

疑问点

什么是自治网络？