路由概述：工作原理与协议分类全解析，网络通信的核心要素

路由概述

①路由：在网络通信中，路由（Route）是一个网络层的术语，作为名词它是指从某一网络设备出发去往某个目的地的路径，作为动词它是指跨越一个从源主机到目标主机的网络来转发数据包。

②路由器：路由器（）是执行路由动作的一种网络设备，它能够将数据包转发到正确的目的地，并在转发过程中能选择最佳的路径，路由器工作在网络层。

③路由表：路由表（ Table）是若干条路由信息的一个集合体。在路由表中，一条路由信息也被称为一个路由项或一个路由条目，路由设备根据路由表的路由条目做路径选择。

工作原理

路由协议分类

路由设备之间要相互通信，需通过路由协议来相互学习，以构建一个到达其他设备的路由信息表，然后才能根据路由表，实现IP数据包的转发。

①根据不同路由算法分类

距离矢量路由协议：通过判断数据包从源主机到目的主机所经过的路由器的个数来决定选择哪条路由，如RIP等。

链路状态路由协议：不是根据路由器的数目选择路径，而是综合考虑从源主机到目的主机间的各种情况（如带宽、延迟、可靠性、承载能力和最大传输单元等），最终选择一条最优路径，如OSPF、IS-IS等。

②根据不同的工作范围

内部网关协议（IGP）：在一个自治系统内进行路由信息交换的路由协议，如RIP、OSPF、ISIS等

外部网关协议（EGP）：在不同自治系统间进行路由信息交换的路由协议，如BGP。

③根据手动配置或自动学习两种不同的方式建立路由表

静态路由协议：由网络管理人员手动配置路由器的路由信息。

动态路由协议：路由器自动学习路由信息，动态建立路由表。

路由优先级

设备上的路由优先级一般都有默认值，不同厂家设备对于优先级的默认值可能不同。华为AR路由器上部分路由类型与优先级的默认值的对应关系，如下表所示。

路由的开销

一条路由的开销是指到达这条路由的目的地/掩码需要付出的代价值

路由开销的选择：同一种路由协议发现有多条路由可以到达同一目的地/掩码时，将优选开销最小的路由，即只把开销最小的路由加入进本协议的路由表中。

路由开销举例：不同的路由协议对于开销的具体定义是不同的，例如，RIP只能以“跳数（Hop Count）”作为开销

静态路由

静态路由（ Route）是指通过手动方式为路由器配置路由信息，可以简单地让路由器获知达到目标网络的路由。

优点：静态路由配置简单、路由器资源负载小、可控性强等优点

缺点：不能动态反映网络拓扑，当网络拓扑发生变化时，网络管理员就必须手动配置改变路由表，因此静态路由不适合于在大型网络中使用

静态路由汇总

将多个路由条目进行汇总的方式称为路由汇总

浮动静态路由

浮动静态路由（ Route）是一种特殊的静态路由，通过配置去往相同的目标网络，但优先级不同的静态路由，以保证在网络中优先级较高的路由工作。而一旦主路由失效，备份路由会接替主路由，增强网络的可靠性

负载均衡

当有多条可选路径前往同一目标网络，可以通过配置相同优先级和开销的静态路由实现负载均衡，使得数据的传输均衡地分配到多条路径上，从而实现数据分流、减轻单条路径负载过重的效果。而当其中某一条路径失效时，其他路径仍然能够正常传输数据，也起到了冗余作用。仅负载均衡条件下，路由器才会同时显示两条去往同一目标网络的路由条目

默认路由

我们把目的地/掩码为0.0.0.0/0的路由称为默认路由（ Route）。

如果网络设备的路由表中存在默认路由，那么当一个待发送或待转发的IP报文不能匹配IP路由表中的任何非默认路由时，就会根据默认路由来进行发送或转发；

如果网络设备的IP路由表中不存在默认路由，那么当一个待发送或待转发的IP报文不能匹配IP路由表中的任何路由时，该IP报文就会被直接丢弃。

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