一、简介

路由是数据通信网络中最基本的要素。路由信息就是指导报文发送的路径信息，路由的过程就是报文转发的过程。

根据路由目的地的不同，路由可划分为：

1、网段路由：

目的地为网段，IPv4地址子网掩码长度小于32位或IPv6地址前缀长度小于128位。

2、主机路由：

目的地为主机，IPv4地址子网掩码长度为32位或IPv6地址前缀长度为128位。

根据目的地与该路由器是否直接相连，路由又可划分为：

1、直连路由：

目的地所在网络与路由器直接相连。

2、间接路由：

目的地所在网络与路由器非直接相连。

根据目的地址类型的不同，路由还可以分为：

1、单播路由：

表示将报文转发的目的地址是一个单播地址。

2、组播路由：

表示将报文转发的目的地址是一个组播地址。

二、路由器及路由基本原理

在因特网中，网络连接设备用来控制网络流量和保证网络数据传输质量。

常见的网络连接设备有集线器（Hub）、网桥（Bridge）、交换机（Switch）和路由器（Router）。这些设备的基本原理类似，下面就以路由器为例来介绍一下设备的基本原理。

路由器是一种典型的网络连接设备，用来进行路由选择和报文转发。路由器根据收到报文的目的地址选择一条合适的路径（包含一个或多个路由器的网络），然后将报文传送到下一个路由器，路径终端的路由器负责将报文送交目的主机。

路由就是报文从源端到目的端的路径。当报文从路由器到目的网段有多条路由可达时，路由器可以根据路由表中最佳路由进行转发。

最佳路由的选取与发现此路由的路由协议的优先级、路由的度量有关。

当多条路由的协议优先级与路由度量都相同时，可以实现负载分担，缓解网络压力；当多条路由的协议优先级与路由度量不同时，可以构成路由备份，提高网络的可靠性。

三、静态路由与动态路由

路由器不仅支持静态路由，同时也支持RIP（Routing Information Protocol）、OSPF（Open Shortest Path First）、IS-IS（Intermedia System-Intermedia System）和BGP（Border Gateway Protocol）等动态路由协议。

1、静态路由与动态路由的区别

路由协议是路由器之间维护路由表的规则，用于发现路由，生成路由表，并指导报文转发。依据来源的不同，路由可以分为三类：

1、通过链路层协议发现的路由称为直连路由。

2、通过网络管理员手动配置的路由称为静态路由。

3、通过动态路由协议发现的路由称为动态路由。

静态路由配置方便，对系统要求低，适用于拓扑结构简单并且稳定的小型网络。缺点是不能自动适应网络拓扑的变化，需要人工干预。

动态路由协议有自己的路由算法，能够自动适应网络拓扑的变化，适用于具有一定数量三层设备的网络。缺点是配置对用户要求比较高，对系统的要求高于静态路由，并将占用一定的网络资源和系统资源。

2、动态路由的分类

对动态路由协议的分类可以采用以下不同标准：

根据作用范围不同，路由协议可分为：

1、内部网关协议IGP（Interior Gateway Protocol）：

在一个自治系统内部运行。常见的IGP协议包括RIP、OSPF和IS-IS。

2、外部网关协议EGP（Exterior Gateway Protocol）：

运行于不同自治系统之间。BGP是目前最常用的EGP协议。

根据使用算法不同，路由协议可分为：

1、距离矢量协议（Distance-Vector Protocol）：

包括RIP和BGP。其中，BGP也被称为路径矢量协议（Path-Vector Protocol）。

2、链路状态协议（Link-State Protocol）：

包括OSPF和IS-IS。

以上两种算法的主要区别在于发现路由和计算路由的方法不同。

四、路由表和FIB表

路由器转发数据包的关键是路由表和FIB表，每个路由器都至少保存着一张路由表和一张FIB（Forwarding Information Base）表。路由器通过路由表选择路由，通过FIB表指导报文进行转发。

1、路由表

每台路由器中都保存着一张本地核心路由表，同时各个路由协议也维护着自己的路由表。

1、本地核心路由表

路由器使用本地核心路由表用来保存决策优选路由，并负责把优选路由下发到FIB表，通过FIB表指导报文进行转发。这张路由表依据各种路由协议的优先级和度量值来选取路由。

对于支持L3VPN（Layer 3 Virtual Private Network）的路由器，每一个VPN-Instance拥有一个自己的管理路由表（本地核心路由表）。

2、协议路由表

协议路由表中存放着该协议发现的路由信息。

路由协议可以引入并发布其他协议生成的路由。例如，在路由器上运行OSPF协议，需要使用OSPF协议通告直连路由、静态路由或者IS-IS路由时，要将这些路由引入到OSPF协议的路由表中。

2、路由表中的内容

在路由器中，执行命令display ip routing-table时，可以查看路由器的路由表概要信息，如下所示：

<HUAWEI> display ip routing-table

Proto: Protocol        Pre: Preference

Route Flags: R - relay, D - download to fib, T - to vpn-instance

------------------------------------------------------------------------------

Routing Table: _public_

         Destinations : 14       Routes : 14                                   

Destination/Mask    Proto   Pre  Cost      Flags NextHop         Interface     

        0.0.0.0/0   Static  60   0          RD   10.137.216.1    Vlanif20

     10.10.10.0/24  Direct  0    0           D   10.10.10.10     Vlanif20

    10.10.10.10/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0   

   10.10.10.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0   

     10.10.11.0/24  Direct  0    0           D   10.10.11.1      LoopBack0     

     10.10.11.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0   

   10.10.11.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0   

   10.137.216.0/23  Direct  0    0           D   10.137.217.208  Vlanif20     

 10.137.217.208/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0   

 10.137.217.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0   

      127.0.0.0/8   Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0   

      127.0.0.1/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0   

127.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0   

255.255.255.255/32  Direct  0    0           D   127.0.0.1       InLoopBack0

路由表中包含了下列关键项：

1、Destination：

表示此路由的目的地址。用来标识IP包的目的地址或目的网络。

2、Mask：

表示此目的地址的子网掩码长度。与目的地址一起来标识目的主机或路由器所在的网段的地址。

将目的地址和子网掩码“逻辑与”后可得到目的主机或路由器所在网段的地址。例如：目的地址为10.1.1.1，掩码为255.255.255.0的主机或路由器所在网段的地址为10.1.1.0。

掩码由若干个连续“1”构成，既可以用点分十进制表示，也可以用掩码中连续“1”的个数来表示。例如掩码255.255.255.0长度为24，即可以表示为24。

3、Proto：

表示学习此路由的路由协议。

4、Pre：

表示此路由的路由协议优先级。针对同一目的地，可能存在不同下一跳、出接口等多条路由，这些不同的路由可能是由不同的路由协议发现的，也可以是手工配置的静态路由。优先级高（数值小）者将成为当前的最优路由。

5、Cost：

路由开销。当到达同一目的地的多条路由具有相同的路由优先级时，路由开销最小的将成为当前的最优路由。

Preference用于不同路由协议间路由优先级的比较，Cost用于同一种路由协议内部不同路由的优先级的比较。

6、NextHop：

表示此路由的下一跳地址。指明数据转发的下一个设备。

7、Interface：

表示此路由的出接口。指明数据将从本地路由器哪个接口转发出去。

图1 路由表示意图

在图上1所示的网络中，路由器A与三个网络相连，因此有三个IP地址和三个出接口，其路由表如图所示。