(23)IP网络路由【全业务组网砖家指引】.pdf

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第三节IP网络路由

数据包从源一个节点流到目的节点，中途可能经过许多的节点，数据包的路途，就是路

由。路由器是工作在IP网络第三层，负责路由选择的设备。路由器除了完成路由选择外，

还具备接口转换的功能、数据包过滤等功能。

路由器是TCP/IP网络中用于网络互联的关键设备之一，路由器工作在网络层，能够识

别第三层的控制信息，路由器每个端口都是独立的广播域。因此我们可以通过交换机来拆分

冲突域，提高网络性能，还可以用路由器来将一个网络拆分为几个小的子网，然后再用路由

器互联起来，从而缩小了广播域，提升网络可管理性与性能。

一般情况下，路由器每个端口都属于不同的子网，而且是该子网的网关之一。如图2-3-1

所示，路由器有E0、E1、E2三个以太口，每个以太口属于不同的子网。

除路由器外，三层交换机也有路由功能。三层交换机使用硬件技术，采用巧妙的处理方

法把二层交换机和路由器在网络中的功能集成到一个盒子里。所有三层交换机上可见的物理

接口都是具有2层功能的端口（port），其3层接口（interface）可以通过配置创建。创建

的3层接口是基于VLAN的，既此VLAN的所有成员可直接访问到的一个逻辑接口，其IP地

址被配置为这个VLAN中其他所有主机的缺省网关地址。而对于三层交换机而言，在本交换

机上基于VLAN创建的这些3层接口被视为直连路由。这样就提高了网络的集成度，增强了

转发性能。

三层交换机在IP路由的处理上做了一些改进，利用专用的芯片实现了硬件的转发，这

样绝大多数的报文处理都在硬件中实现了，只有极少数报文才需要使用软件转发，整个系统

的转发性能能够得以成百上千倍地增加。相同性能的设备在成本上得以大幅度下降。更为详

细的内容我们将在多层交换部分做相关介绍。

为了完成“路由”选择的工作，在路由器中保存着各种传输路径的相关数据，即路由表

（RoutingTable），供路由选择时使用。路由表中保存着子网的标志信息、下一个路由器信

息等内容。路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，由路由器自

动调整。在路由器选择中涉及到两个重要的概念，即使静态路由表和动态路由表。由系统管

理员事先设置好固定的路由表称之为静态（Static）路由表，一般是在系统建设时就根据网

络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络结构的改变而自动地改变。动态（Dynamic）

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路由表是路由器根据网络系统的运行情况而自动调整的路由表。路由器根据路由选择协议

（RoutingProtocol）提供的功能，自动学习和记忆网络运行情况，在需要时自动计算数据

传输的最佳路径。

图2-3-1：网络A：
IP：192.168.1.x
掩码：255.255.255.0

在此路由器的3个端E0
口分别属于3个不同
的子网。
E1E2

网络B：网络C：
IP：192.168.2.xIP：192.168.3.x
掩码：255.255.255.0掩码：255.255.255.0

在图2-3-1的网络中，路由信息情况如下表所示：

目标网络路由端口备注

网络A：192.168.1.xE0

网络B：192.168.2.xE1

网络C：192.168.3.xE2

路由协议可按照如下方式进行分类：

路由静态路由
外部网关协议，如BGP、EGP等

动态路由矢量距离路由协议，如RIP等

内部网关协议
链路状态路由协议，如OSPF等

静态路由动态路由
由网络管理员在路由器上手工添加路由根据网络结构或流量的变化，路由协议会
信息以实现路由目的。自动调整路由信息以实现路由。
手工配置，配置简单，但路由表需人工路由协议自动发现的路由，路由器CPU开
维护，适合简单拓扑结构的网络。销大，配置复杂，路由表无需人工维护，
适合复杂拓扑结构的网络。

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静态路由：

静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息。当网络的拓扑结构或链路的状态发生

变化时，网络管理员需要手工去修改路由表中相关的静态路由信息。静态路由一般适用于比

较简单的网络环境，在这样的环境中，网络管理员易于清楚地了解网