路由分析

A. 路由协议的常用分析

路由分为静态路由和动态路由，其相应的路由表称为静态路由表和动态路由表。静态路由表由网络管理员在系统安装时根据网络的配置情况预先设定，网络结构 发生变化后由网络管理员手工修改路由表。动态路由随网络运行情况的变化而变化，路由器根据路由协议提供的功能自动计算数据传输的最佳路径，由此得到动态路由表。
根据路由算法，动态路由协议可分为距离向量路由协议（Distance Vector Routing Protocol）和链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）。距离向量路由协议基于Bellman-Ford算法，主要有RIP、IGRP（IGRP为 Cisco公司的私有协议）；链路状态路由协议基于图论中非常著名的Dijkstra算法，即最短优先路径（Shortest Path First， SPF）算法，如OSPF。在距离向量路由协议中，路由器将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器；而在链路状态路由协议中，路由器将链路状态信息传 递给在同一区域内的所有路由器。 根据路由器在自治系统（AS）中的位置，可将路由协议分为内部网关协议 （Interior Gateway Protocol，IGP）和外部网关协议（External Gateway Protocol，EGP，也叫域 间路由协议）。域间路由协议有两种：外部网关协议（EGP）和边界网关协议（BGP）。EGP是为一个简单的树型拓扑结构而设计的，在处理选路循环和设置 选路策略时，具有明显的缺点，已被BGP代替。
EIGRP是Cisco公司的私有协议，是一种混合协议，它既有距离向量路由协议的特点，同时又继承了链路状态路由协议的优点。各种路由协议各有特点，适合不同类型的网络。下面分别加以阐述。 静态路由表在开始选择路由之前就被网络管理员建立，并且只能由网络管理员更改，所以只适于网络传输状态比较简单的环境。静态路由具有以下特点：
· 静态路由无需进行路由交换，因此节省网络的带宽、CPU的利用率和路由器的内存。
· 静态路由具有更高的安全性。在使用静态路由的网络中，所有要连到网络上的路由器都需在邻接路由器上设置其相应的路由。因此，在某种程度上提高了网络的安全性。
· 有的情况下必须使用静态路由，如DDR、使用NAT技术的网络环境。
静态路由具有以下缺点：
· 管理者必须真正理解网络的拓扑并正确配置路由。
· 网络的扩展性能差。如果要在网络上增加一个网络，管理者必须在所有路由器上加一条路由。
· 配置烦琐，特别是当需要跨越几台路由器通信时，其路由配置更为复杂。 动态路由协议内部网关协议IGP和外部网关协议EGP。而内部网关协议IGP可以分为距离矢量路由协议和链路状态路由协议，两种协议各有特点，分述如下：
1. 距离矢量（DV）协议
距离向量指协议使用跳数或向量来确定从一个设备到另一个设备的距离。不考虑每跳链路的速率。
距离向量路由协议不使用正常的邻居关系，用两种方法获知拓扑的改变和路由的超时：
· 当路由器不能直接从连接的路由器收到路由更新时；
· 当路由器从邻居收到一个更新，通知它网络的某个地方拓扑发生了变化。
在小型网络中（少于100个路由器，或需要更少的路由更新和计算环境），距离向量路由协议运行得相当好。当小型网络扩展到大型网络时，该算法计算新路 由的收敛速度极慢，而且在它计算的过程中，网络处于一种过渡状态，极可能发生循环并造成暂时的拥塞。再者，当网络底层链路技术多种多样，带宽各不相同时， 距离向量算法对此视而不见。
距离向量路由协议的这种特性不仅造成了网络收敛的延时，而且消耗了带宽。随着路由表的增大，需要消耗更多的CPU资源，并消耗了内存。
2. 链路状态（LS）路由协议
链路状态路由协议没有跳数的限制，使用“图形理论”算法或最短路径优先算法。
链路状态路由协议有更短的收敛时间、支持VLSM（可变长子网掩码）和CIDR。
链路状态路由协议在直接相连的路由之间维护正常的邻居关系。这允许路由更快收敛。链路状态路由协议在会话期间通过交换Hello包（也叫链路状态信息）创建对等关系，这种关系加速了路由的收敛。
3.链路状态路由协议和距离向量路由协议的比较
不像距离向量路由协议那样，更新时发送整个路由表。链路状态路由协议只广播更新的或改变的网络拓扑，这使得更新信息更小，节省了带宽和CPU利用率。另外，如果网络不发生变化，更新包只在特定的时间内发出（通常为30min到2h）。
4 常用动态路由协议的分析
4.1 RIP（国际公有，最古老的路由协议，不过有很多缺陷）
RIP（路由信息协议）是路由器生产商之间使用的第一个开放标准，是最广泛的路由协议，在所有IP路由平台上都可以得到。当使用RIP时，一台 Cisco路由器可以与其他厂商的路由器连接。RIP有两个版本：RIPv1和RIPv2，它们均基于经典的距离向量路由算法，最大跳数为15跳。
RIPv1是有类路由（Classful Routing）协议，因路由上不包括掩码信息，所以网络上的所有设备必须使用相同的子网掩码，不支持VLSM。RIPv2可发送子网掩码信息，是无类路由（Classless Routing）协议，支持VLSM。
RIP使用UDP数据包更新路由信息。路由器每隔30s更新一次路由信息，如果在180s内没有收到相邻路由器的回应，则认为去往该路由器的路由不可用，该路由器不可到达。如果在240s后仍未收到该路由器的应答，则把有关该路由器的路由信息从路由表中删除。
RIP具有以下特点：
· 不同厂商的路由器可以通过RIP互联；
· 配置简单； · 适用于小型网络（小于15跳）；
· RIPv1不支持VLSM；
· 需消耗广域网带宽；
· 需消耗CPU、内存资源。
RIP的算法简单，但在路径较多时收敛速度慢，广播路由信息时占用的带宽资源较多，它适用于网络拓扑结构相对简单且数据链路故障率极低的小型网络中，在大型网络中，一般不使用RIP。
4.2 IGRP（已经退出历史的舞台）
内部网关路由协议（Interior Gateway Routing Protocol，IGRP）是Cisco公司20世纪80年代开发的，是一 种动态的、长跨度（最大可支持255跳）的路由协议，使用度量（向量）来确定到达一个网络的最佳路由，由延时、带宽、可靠性和负载等来计算最优路由，它在 同个自治系统内具有高跨度，适合复杂的网络。Cisco IOS允许路由器管理员对IGRP的网络带宽、延时、可靠性和负载进行权重设置，以影响度量的计 算。
像RIP一样，IGRP使用UDP发送路由表项。每个路由器每隔90s更新一次路由信息，如果270s内没有收到某路由器的回应，则认为该路由器不可到达；如果630s内仍未收到应答，则IGRP进程将从路由表中删除该路由。
与RIP相比，IGRP的收敛时间更长，但传输路由信息所需的带宽减少，此外，IGRP的分组格式中无空白字节，从而提高了IGRP的报文效率。但IGRP为Cisco公司专有，仅限于Cisco产品。
4.3 EIGRP（思科私有）
随着网络规模的扩大和用户需求的增长，原来的IGRP已显得力不从心，于是，Cisco公司又开发了增强的IGRP，即EIGRP。EIGRP使用与IGRP相同的路由算法，但它集成了链路状态路由协议和距离向量路由协议的长处，同时加入散播更新算法（DUAL）。
EIGRP具有如下特点：
· 快速收敛。快速收敛是因为使用了散播更新算法，通过在路由表中备份路由而实现，也就是到达目的网络的最小开销和次最小开销（也叫适宜后继， feasible successor）路由都被保存在路由表中，当最小开销的路由不可用时，快速切换到次最小开销路由上，从而达到快速收敛的目的。
· 减少了带宽的消耗。EIGRP不像RIP和IGRP那样，每隔一段时间就交换一次路由信息，它仅当某个目的网络的路由状态改变或路由的度量发生变 化时，才向邻接的EIGRP路由器发送路由更新，因此，其更新路由所需的带宽比RIP和EIGRP小得多——这种方式叫触发式（triggered）。
· 增大网络规模。对于RIP，其网络最大只能是15跳（hop），而EIGRP最大可支持255跳（hop）。
· 减少路由器CPU的利用。路由更新仅被发送到需要知道状态改变的邻接路由器，由于使用了增量更新，EIGRP比IGRP使用更少的CPU。
· 支持可变长子网掩码。
· IGRP和EIGRP可自动移植。IGRP路由可自动重新分发到EIGRP中，EIGRP也可将路由自动重新分发到IGRP中。如果愿意，也可以关掉路由的重分发。
· EIGRP为模块化设计，支持三种可路由的协议（IP、IPX、AppleTalk），更新版本支持IPv6。
· 支持非等值路径的负载均衡。
· 因EIGIP是Cisco公司开发的专用协议，因此，当Cisco设备和其他厂商的设备互联时，不能使用EIGRP
4.4 OSPF（国际公有）
开放式最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）协议是一种为IP网络开发的内部网关路由选择协议，由IETF开 发并推荐使用。OSPF协议由三个子协议组成：Hello协议、交换协议和扩散协议。其中Hello协议负责检查链路是否可用，并完成指定路由器及备份指 定路由器；交换协议完成“主”、“从”路由器的指定并交换各自的路由数据库信息；扩散协议完成各路由器中路由数据库的同步维护。
OSPF协议具有以下优点：
· OSPF能够在自己的链路状态数据库内表示整个网络，这极大地减少了收敛时间，并且支持大型异构网络的互联，提供了一个异构网络间通过同一种协议交换网络信息的途径，并且不容易出现错误的路由信息。 · OSPF支持通往相同目的的多重路径。
· OSPF使用路由标签区分不同的外部路由。
· OSPF支持路由验证，只有互相通过路由验证的路由器之间才能交换路由信息；并且可以对不同的区域定义不同的验证方式，从而提高了网络的安全性。
· OSPF支持费用相同的多条链路上的负载均衡。
· OSPF是一个无类路由协议，路由信息不受跳数的限制，减少了因分级路由带来的子网分离问题。
· OSPF支持VLSM和无类路由查表，有利于网络地址的有效管理。
· OSPF使用AREA对网络进行分层，减少了协议对CPU处理时间和内存的需求。
4.5 BGP
BGP用于连接Internet。BGPv4是一种外部的路由协议。可认为是一种高级的距离向量路由协议。
在BGP网络中，可以将一个网络分成多个自治系统。自治系统间使用eBGP广播路由，自治系统内使用iBGP在自己的网络内广播路由。
Internet由多个互相连接的商业网络组成。每个企业网络或ISP必须定义一个自治系统号（ASN）。这些自治系统号由IANA （Internet Assigned Numbers Authority）分配。共有65535个可用的自治系统号，其中65512~65535为私 用保留。当共享路由信息时，这个号码也允许以层的方式进行维护。
BGP使用可靠的会话管理，TCP中的179端口用于触发Update和Keepalive信息到它的邻居，以传播和更新BGP路由表。
在BGP网络中，自治系统有： 1. Stub AS
只有一个入口和一个出口的网络。
2. 转接AS（Transit AS）
当数据从一个AS到另一个AS时，必须经过Transit AS。
如果企业网络有多个AS，则在企业网络中可设置Transit AS。
IGP和BGP最大的不同之处在于运行协议的设备之间通过的附加信息的总数不同。IGP使用的路由更新包比BGP使用的路由更新包更小（因此BGP承载更多的路由属性）。BGP可在给定的路由上附上很多属性。
当运行BGP的两个路由器开始通信以交换动态路由信息时，使用TCP端口179，他们依赖于面向连接的通信（会话）。
BGP必须依靠面向连接的TCP会话以提供连接状态。因为BGP不能使用Keepalive信息（但在普通头上存放有Keepalive信息，以允许 路由器校验会话是否Active）。标准的Keepalive是在电路上从一个路由器送往另一个路由器的信息，而不使用TCP会话。路由器使用电路上的这 些信号来校验电路没有错误或没有发现电路。 某些情况下，需要使用BGP：
· 当你需要从一个AS发送流量到另一个AS时；
· 当流出网络的数据流必须手工维护时；
· 当你连接两个或多个ISP、NAP（网络访问点）和交换点时。
以下三种情况不能使用BGP：
· 如果你的路由器不支持BGP所需的大型路由表时；
· 当Internet只有一个连接时，使用默认路由；
· 当你的网络没有足够的带宽来传送所需的数据时（包括BGP路由表）。

B. 路由表的详细解析

C开头的是这个路由器的接口（interface）所在的网段，直连路由。 O开头的是通过OSPF动态路由协议学到的回。[110/65]的110是OSPF协议的答优先级（administer distance ）,用于确定路由优先级，例如C开头的直连路由就是0 ， 常见的RIP协议就是120等。 65是这条路由在OSPF协议中的度量值（Metric），越小则这条路由就越优先。再后面就是有效时间 00:02:08和下一跳的出口接口Serial0/1
其他的还需要解释？ 那就得先看看最基本的CCNA的书啦。

C. 路由器的概念辨析

“低端路由器和高端路由器都是差不多的用法，为什么价格会相差这么远啊?”其实这个问题提得很不错，不少不熟悉产品技术的朋友基本上都会类似的疑问——“为什么一样的功能，这款路由器这么贵，另外一款又这么便宜”、“为什么思科的路由器这么贵?而TP-LINK的这么便宜?”、“这两款路由器的主要参数都一样，为什么性能却相差这么远?”
对于这些问题，我们都必须从路由器的基本原理谈起。
路由器的工作原理在上文已经介绍。
把网络分段可以解决这些问题，但同时你必须提供一种机制使不同网段的计算机可以互相通信，就是促生了路由器这种设备：
路由器工作在IP协议网络层，用于实现子网之间转发数据。路由器一般都有多个网络接口，包括局域的网络接口和广域的网络接口。每个网络接口连接不同的网络，路由器中记录有每个网络端口相连的网络信息。同时路由器中还保存有一张路由表，它记录有去往不同网络地址应送往的端口号。Internet用户使用的各种信息服务，其通讯的信息最终均可以归结为以IP包为单位的信息传送，IP包除了包括要传送的数据信息外，还包含有信息要发送到的目的IP地址、信息发送的源IP地址、以及一些相关的控制信息。当一台路由器收到一个IP数据包时，它将根据数据包中的目的IP地址项查找路由表，根据查找的结果将此IP数据包送往对应端口。下一台IP路由器收到此数据包后继续转发，直至发到目的地。路由器之间可以通过路由协议来进行路由信息的交换，从而更新路由表。 经过上面的介绍，也许大家还是不怎么了解路由器的工作情况，其实没关系，这个也不是我们的目的，我们主要还是为了跟大家说明，路由器的工作原理决定了它必须使用芯片来完成一些必要的判断和数据包的转发，而这个工作是交由一个处理器来完成，各种有待处理或者处理好的数据包则存在内存里面。因此，处理器的工作频率和内存容量很大程度上决定着一款路由器的性能。
但是，路由器的性能也不能完全看处理器频率和内存容量，处理器用得差路由器性能好不了，但反过来处理器好了路由器性能却不一定好；处理器主频只是处理器的一个性能指标，其总线宽度(16位还是32位)、Cache容量和结构、内部总线结构、是单CPU还是多CPU分布式处理、运算模式等指标，都会影响处理器性能。几乎所有路由器采用的都是通信专业RISC CPU，所以“采用通信专业RISC CPU”相当于什么都没说，关键要看这颗CPU到底用的是什么内核，内部结构如何。内存也是一样，内存容量大小并不决定一切，如果负载不大，那么4M的内存和8M的内存在使用时也许效果并不会有多大区别，所以根据内存的大小来绝对评判路由器性能并不科学(当然内存容量大还是有好处)。 以功能区分无线AP与无线路由
无线路由器：无线路由器是单纯型AP与宽带路由器的一种结合体；它借助于路由器功能，可实现家庭无线网络中的Internet连接共享，实现ADSL和小区宽带的无线共享接入，另外，无线路由器可以把通过它进行无线和有线连接的终端都分配到一个子网，这样子网内的各种设备交换数据就非常方便。
可以这样说，无线路由器就是ARP、路由功能和交换机的集合体，支持有线无线组成同一子网，直接接上MODEM。而无线AP相当于一个无线交换机，接在有线交换机或路由器上，为跟它连接的无线网卡从路由器那里分得IP。
以应用区分无线AP(Access Point)与无线路由
独立的AP在那些需要大量AP来进行大面积覆盖的公司使用得比较多，所有AP通过以太网连接起来并连到独立的无线局域网防火墙。
无线路由器在SOHO的环境中使用得比较多，在这种环境下，一个AP就足够了。这样的话，整合了宽带接入路由器和AP的无线路由器就提供了单个机器的解决方案，它比起两个分开的机器的方案要容易管理和便宜一些。
无线路由器一般包括了网络地址转换（NAT）协议，以支持无线局域网用户的网络连接共享--这是SOHO环境中很好用的一个功能。它们也可能有基本的防火墙或者信息包过滤器来防止端口扫描软件和其他针对宽带连接的攻击。最后，大多数无线路由器包括一个四个端口的以太网转换器，可以连接几台有线的PC。这对于管理路由器或者把一台打印机连上局域网来说非常方便。
以组网拓扑图分析无线AP与无线路由
AP不能直接跟ADSL MODEM相连，所以在使用时必须再添加一台交换机或者集线器
使用上面的拓扑架构时，AP和无线路由的用法是一样的。不过，大部分无线路由器由于具有宽带拨号的能力，因此可以直接跟ADSL MODEM连接进行宽带共享：
以成本来分析无线AP与无线路由
802.11B的无线AP和无线路由器的价钱相差不多，一般无线路由器会贵100元左右；802.11G则要看具体情况而言，根据品牌和附加功能的不同两者价格会有几百元不等的差距，不过便宜的产品差价也是100多元。
无线路由器的标准
美国电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）于2009.9.14正式批准了最新的Wi-Fi无线标准802.11n。
理论上讲，802.11n可以达到300Mbps的传输速率，这是802.11g标准的6倍，802.11b标准的30倍。
施工、安装要点
具体施工做法参见国家建筑标准设计图集《智能家居控制系统施工图集03X602》及国际标准规范 《EIA/TIA569 商务楼通信通道和空间标准》。
反路由器限速
使用路由器的用户，很多都会发现，自己的网络上下行速度被限制了，怎么因为有人使用了路由的限速功能，当然也有可能是那些居心不良的家伙使用了限速软件，限制了你的网速。
如何解除限速控制呢？如果是有人开启了路由的限速功能，你可以自己去调整速度，当然你如果不知道路由密码，那你只能重置路由器，再重新设置了，最好根据用户数平均分配，免得大家闹的不开心。第二种情况，是被人用软件限制了速度，那你可以使用反限速软件。

D. tp link路由器日志分析

检查无线路由与无线网卡之间的距离是否过远，
或之间有电磁之类的干扰。
提示输入WPA2，表示无线网络突然断开，
需要重新连接。

路由日志提示密码验证成功，
表示路由断线自动重连。
刚刚掉线了

E. 如何抓取骨干路由器上的数据包，然后分析路由

如果是模拟器里面的路由器的话，用wireshark抓包就好

真实环境的话，在路由器上做镜像，发给自己的PC设备。

F. 路由器有什么作用 路由器的作用分析

1. 所谓“路由”，是指把数据从一个地方传送到另一个地方的行为和动作。而路由器，内正是执行这种容行为动作的机器，它的英文名称为Router。

2. 路由器的主要功能：

   第一，网络互连，路由器支持各种局域网和广域网接口，主要用于互连局域网和广域网，实现不同网络互相通信；

   第二，数据处理，提供包括分组过滤、分组转发、优先级、复用、加密、压缩和防火等功能；

   第三，网络管理，路由器提供包括配置管理、性能管理、容错管理和流量控制等功能。

G. 路由器的工作原理详细解析

我们知道路由器是用来连接不同网段或网络的，在一个局域网中，如果不需与外界网络进行通信的话，内部网络的各工作站都能识别其它各节点，完全可以通过交换机就可以实现目的发送，根本用不上路由器来记忆局域网的各节点MAC地址。路由器识别不同网络的方法是通过识别不同网络的网络ID号进行的，所以为了保证路由成功，每个网络都必须有一个唯一的网络编号。路由器要识别另一个网络，首先要识别的就是对方网络的路由器IP地址的网络ID，看是不是与目的节点地址中的网络ID号相一致。如果是当然就向这个网络的路由器发送了，接收网络的路由器在接收到源网络发来的报文后，根据报文中所包括的目的节点IP地址中的主机ID号来识别是发给哪一个节点的，然后再直接发送。

为了更清楚地说明路由器的工作原理，现在我们假设有这样一个简单的网络。假设其中一个网段网络ID号为"A"，在同一网段中有4台终端设备连接在一起，这个网段的每个设备的IP地址分别假设为：A1、A2、A3和A4。连接在这个网段上的一台路由器是用来连接其它网段的，路由器连接于A网段的那个端口IP地址为A5。同样路由器连接另一网段为B网段，这个网段的网络ID号为"B"，那连接在B网段的另几台工作站设备设的IP地址我们设为：B1、B2、B3、B4，同样连接与B网段的路由器端口的IP地址我们设为B5，结构如图1所示。

图1
在这样一个简单的网络中同时存在着两个不同的网段，现如果A网段中的A1用户想发送一个数据给B网段的B2用户，有了路由器就非常简单了。

首先A1用户把所发送的数据及发送报文准备好，以数据帧的形式通过集线器或交换机广播发给同一网段的所有节点(集线器都是采取广播方式，而交换机因为不能识别这个地址，也采取广播方式)，路由器在侦听到A1发送的数据帧后，分析目的节点的IP地址信息(路由器在得到数据包后总是要先进行分析)。得知不是本网段的，就把数据帧接收下来，进一步根据其路由表分析得知接收节点的网络ID号与B5端口的网络ID号相同，这时路由器的A5端口就直接把数据帧发给路由器B5端口。B5端口再根据数据帧中的目的节点IP地址信息中的主机ID号来确定最终目的节点为B2，然后再发送数据到节点B2。这样一个完整的数据帧的路由转发过程就完成了，数据也正确、顺利地到达目的节点。

当然实际上像以上这样的网络算是非常简单的，路由器的功能还不能从根本上体现出来，一般一个网络都会同时连接其它多个网段或网络，就像图2所示的一样，A、B、C、D四个网络通过路由器连接在一起。

H. 动态路由协议RIP中路由表的分析，一下这张图是什么含义呢

rip是距离矢量路抄由协议，rip的缺陷有很多，比方说最大跳数是15跳，计算路由标准不精确，rip是以跳数为衡量标准，也就是说跳数越低，路由越优，还有就是rip在计算路径的时候是不知道整个拓扑情况的，他的信息都是邻居传给自己的。基于以上特征，华为的hcie考试中，已经明确删除了rip的所有内容。

I. 路由的含义

一、什么是路由

路由是把信息从源穿过网络传递到目的的行为，在路上，至少遇到一个中间节点。路由通常与桥接来对比，在粗心的人看来，它们似乎完成的是同样的事。它们的主要区别在于桥接发生在OSI参考协议的第二层（链接层），而路由发生在第三层（网络层）。这一区别使二者在传递信息的过程中使用不同的信息，从而以不同的方式来完成其任务。

路由的话题早已在计算机界出现，但直到八十年代中期才获得商业成功，这一时间延迟的主要原因是七十年代的网络很简单，后来大型的网络才较为普遍。

二、路由的组成

路由包含两个基本的动作：确定最佳路径和通过网络传输信息。在路由的过程中，后者也称为（数据）交换。交换相对来说比较简单，而选择路径很复杂。

1、路径选择

metric是路由算法用以确定到达目的地的最佳路径的计量标准，如路径长度。为了帮助选路，路由算法初始化并维护包含路径信息的路由表，路径信息根据使用的路由算法不同而不同。

路由算法根据许多信息来填充路由表。目的/下一跳地址对告知路由器到达该目的最佳方式是把分组发送给代表“下一跳”的路由器，当路由器收到一个分组，它就检查其目标地址，尝试将此地址与其“下一跳”相联系。下表为一个目的/下一跳路由表的例子。

路由表还可以包括其它信息。路由表比较metric以确定最佳路径，这些metric根据所用的路由算法而不同，下面将介绍常见的metric。路由器彼此通信，通过交换路由信息维护其路由表，路由更新信息通常包含全部或部分路由表，通过分析来自其它路由器的路由更新信息，该路由器可以建立网络拓扑细图。路由器间发送的另一个信息例子是链接状态广播信息，它通知其它路由器发送者的链接状态，链接信息用于建立完整的拓扑图，使路由器可以确定最佳路径。

2、交换

交换算法相对而言较简单，对大多数路由协议而言是相同的，多数情况下，某主机决定向另一个主机发送数据，通过某些方法获得路由器的地址后，源主机发送指向该路由器的物理（MAC）地址的数据包，其协议地址是指向目的主机的。

路由器查看了数据包的目的协议地址后，确定是否知道如何转发该包，如果路由器不知道如何转发，通常就将之丢弃。如果路由器知道如何转发，就把目的物理地址变成下一跳的物理地址并向之发送。下一跳可能就是最终的目的主机，如果不是，通常为另一个路由器，它将执行同样的步骤。当分组在网络中流动时，它的物理地址在改变，但其协议地址始终不变。

上面描述了源系统与目的系统间的交换，ISO定义了用于描述此过程的分层的术语。在该术语中，没有转发分组能力的网络设备称为端系统（ES--end system），有此能力的称为中介系统（IS--intermediate system）。IS又进一步分成可在路由域内通信的域内IS（intradomain IS）和既可在路由域内有可在域间通信的域间IS（interdomain IS）。路由域通常被认为是统一管理下的一部分网络，遵守特定的一组管理规则，也称为自治系统（autonomous system）。在某些协议中，路由域可以分为路由区间，但是域内路由协议仍可用于在区间内和区间之间交换数据。

三、路由算法

路由算法可以根据多个特性来加以区分。首先，算法设计者的特定目标影响了该路由协议的操作；其次，存在着多种路由算法，每种算法对网络和路由器资源的影响都不同；最后，路由算法使用多种metric，影响到最佳路径的计算。下面的章节分析了这些路由算法的特性。

1、设计目标

路由算法通常具有下列设计目标的一个或多个：

优化
简单、低耗
健壮、稳定
快速聚合
灵活性
优化指路由算法选择最佳路径的能力，根据metric的值和权值来计算。例如有一种路由算法可能使用跳数和延迟，但可能延迟的权值要大些。当然，路由协议必须严格定义计算metric的算法。

路由算法也可以设计得尽量简单。换句话说，路由协议必须高效地提供其功能，尽量减少软件和应用的开销。当实现路由算法的软件必须运行在物理资源有限的计算机上时高效尤其重要。

路由算法必须健壮，即在出现不正常或不可预见事件的情况下必须仍能正常处理，例如硬件故障、高负载和不正确的实现。因为路由器位于网络的连接点，当它们失效时会产生重大的问题。最好的路由算法通常是那些经过了时间考验，证实在各种网络条件下都很稳定的算法。

此外，路由算法必须能快速聚合，聚合是所有路由器对最佳路径达成一致的过程。当某网络事件使路径断掉或不可用时，路由器通过网络分发路由更新信息，促使最佳路径的重新计算，最终使所有路由器达成一致。聚合很慢的路由算法可能会产生路由环或网路中断。

在下图中的路由环中，某分组在时间t1到达路由器1，路由器1已经更新并知道到达目的的最佳路径是以路由器2为下一跳，于是就把该分组转发给路由器2。但是路由器2还没有更新，它认为最佳的下一跳是路由器1，于是把该分组发回给路由器1，结果分组在两个路由器间来回传递直到路由器2收到路由更新信息或分组超过了生存期。

路由算法还应该是灵活的，即它们应该迅速、准确地适应各种网络环境。例如，假定某网段断掉了，当知道问题后，很多路由算法对通常使用该网段的路径将迅速选择次佳的路径。路由算法可以设计得可适应网络带宽、路由器队列大小和网络延迟。

2、算法类型

各路由算法的区别点包括：

静态与动态
单路径与多路径
平坦与分层
主机智能与路由器智能
域内与域间
链接状态与距离向量
(1)静态与动态

静态路由算法很难算得上是算法，只不过是开始路由前由网管建立的表映射。这些映射自身并不改变，除非网管去改动。使用静态路由的算法较容易设计，在网络通信可预测及简单的网络中工作得很好。

由于静态路由系统不能对网络改变做出反映，通常被认为不适用于现在的大型、易变的网络。九十年代主要的路由算法都是动态路由算法，通过分析收到的路由更新信息来适应网络环境的改变。如果信息表示网络发生了变化，路由软件就重新计算路由并发出新的路由更新信息。这些信息渗入网络，促使路由器重新计算并对路由表做相应的改变。

动态路由算法可以在适当的地方以静态路由作为补充。例如，最后可选路由（router of last resort），作为所有不可路由分组的去路，保证了所有的数据至少有方法处理。

(2)单路径与多路径

一些复杂的路由协议支持到同一目的的多条路径。与单路径算法不同，这些多路径算法允许数据在多条线路上复用。多路径算法的优点很明显：它们可以提供更好的吞吐量和可靠性。

(3)平坦与分层

一些路由协议在平坦的空间里运作，其它的则有路由的层次。在平坦的路由系统中，每个路由器与其它所有路由器是对等的；在分层次的路由系统中，一些路由器构成了路由主干，数据从非主干路由器流向主干路由器，然后在主干上传输直到它们到达目标所在区域，在这里，它们从最后的主干路由器通过一个或多个非主干路由器到达终点。

路由系统通常设计有逻辑节点组，称为域、自治系统或区间。在分层的系统中，一些路由器可以与其它域中的路由器通信，其它的则只能与域内的路由器通信。在很大的网络中，可能还存在其它级别，最高级的路由器构成了路由主干。

分层路由的主要优点是它模拟了多数公司的结构，从而能很好地支持其通信。多数的网络通信发生在小组中（域）。因为域内路由器只需要知道本域内的其它路由器，它们的路由算法可以简化，根据所使用的路由算法，路由更新的通信量可以相应地减少。

(4)主机智能与路由器智能

一些路由算法假定源结点来决定整个路径，这通常称为源路由。在源路由系统中，路由器只作为存贮转发设备，无意识地把分组发向下一跳。其它路由算法假定主机对路径一无所知，在这些算法中，路由器基于自己的计算决定通过网络的路径。前一种系统中，主机具有决定路由的智能，后者则为路由器具有此能力。

主机智能和路由器智能的折衷实际是最佳路由与额外开销的平衡。主机智能系统通常能选择更佳的路径，因为它们在发送数据前探索了所有可能的路径，然后基于特定系统对“优化”的定义来选择最佳路径。然而确定所有路径的行为通常需要很多的探索通信量和很长的时间。

(5)域内与域间

一些路由算法只在域内工作，其它的则既在域内也在域间工作。这两种算法的本质是不同的。其遵循的理由是优化的域内路由算法没有必要也成为优化的域间路由算法。

(6)链接状态与距离向量

链接状态算法（也叫做短路径优先算法）把路由信息散布到网络的每个节点，不过每个路由器只发送路由表中描述其自己链接状态的部分。距离向量算法（也叫做Bellman-Ford算法）中每个路由器发送路由表的全部或部分，但只发给其邻居。也就是说，链接状态算法到处发送较少的更新信息，而距离向量算法只向相邻的路由器发送较多的更新信息。

由于链接状态算法聚合得较快，它们相对于距离算法产生路由环的倾向较小。在另一方面，链接状态算法需要更多的CPU和内存资源，因此链接状态算法的实现和支持较昂贵。虽然有差异，这两种算法类型在多数环境中都可以工作得很好。

3、路由的metric

路由表中含有由交换软件用以选择最佳路径的信息。但是路由表是怎样建立的呢？它们包含信息的本质是什么？路由算法怎样根据这些信息决定哪条路径更好呢？

路由算法使用了许多不同的metric以确定最佳路径。复杂的路由算法可以基于多个metric选择路由，并把它们结合成一个复合的metric。常用的metric如下：

路径长度
可靠性
延迟
带宽
负载
通信代价
路径长度是最常用的路由metric。一些路由协议允许网管给每个网络链接人工赋以代价值，这种情况下，路由长度是所经过各个链接的代价总和。其它路由协议定义了跳数，即分组在从源到目的的路途中必须经过的网络产品，如路由器的个数。

可靠性，在路由算法中指网络链接的可依赖性（通常以位误率描述），有些网络链接可能比其它的失效更多，网路失效后，一些网络链接可能比其它的更易或更快修复。任何可靠性因素都可以在给可靠率赋值时计算在内，通常是由网管给网络链接赋以metric值。

路由延迟指分组从源通过网络到达目的所花时间。很多因素影响到延迟，包括中间的网络链接的带宽、经过的每个路由器的端口队列、所有中间网络链接的拥塞程度以及物理距离。因为延迟是多个重要变量的混合体，它是个比较常用且有效的metric。

带宽指链接可用的流通容量。在其它所有条件都相等时，10Mbps的以太网链接比64kbps的专线更可取。虽然带宽是链接可获得的最大吞吐量，但是通过具有较大带宽的链接做路由不一定比经过较慢链接路由更好。例如，如果一条快速链路很忙，分组到达目的所花时间可能要更长。

负载指网络资源，如路由器的繁忙程度。负载可以用很多方面计算，包括CPU使用情况和每秒处理分组数。持续地监视这些参数本身也是很耗费资源的。

通信代价是另一种重要的metric，尤其是有一些公司可能关系运作费用甚于性能。即使线路延迟可能较长，他们也宁愿通过自己的线路发送数据而不采用昂贵的公用线路。

三、网络协议

可被路由的协议（Routed Protocol）由路由协议(Routing Protocol）传输，前者亦称为网络协议。这些网络协议执行在源与目的设备的用户应用间通信所需的各种功能，不同的协议中这些功能可能差异很大。网络协议发生在OSI参考模型的上四层：传输层、会话层、表示层和应用层。

术语routed protocol（可被路由的协议）和routing protocol（路由协议）经常被混淆。routed protocol在网络中被路由，例如IP、DECnet、AppleTalk、Novell NetWare、OSI、Banyan VINES和Xerox Network System(XNS)。而路由协议是实现路由算法的协议，简单地说，它给网络协议做导向。路由协议如：IGRP、EIGRP、OSPF、EGP、BGP、IS-IS及RIP等。我们将陆续介绍上述的各种协议

J. 路由器的优缺点

路由器的优缺点

1．优点

适用于大规模的网络；

复杂的网络拓扑结构，负载共版享和最优权路径；

能更好地处理多媒体；

安全性高；

隔离不需要的通信量；

节省局域网的频宽；

减少主机负担。

2．缺点

它不支持非路由协议；

安装复杂；

价格高。