tcpip路由选择

在Tcp/Ip 互联网上的基本传送单元是IP 数据报，下面介绍路由器如何转发IP 数据报，以及如何把它们交付给最终目的站。

传统说法中，术语路由选择用在因特网之类的分组交换系统中，指的是为要发送的分组选择一条路径的过程，术语路由器则是之做出这种选择的一台计算机。近来，工程人员采用术语“转发”来表示为分组选择路径的过程。

在一个TCP/IP 互联网中，被称为IP 路由器或IP 网关的计算机提供了物理网络之间的所有连接。并且实际上，TCP/IP 互联网使用的路由器通常是小型的计算机。22

互联网中的转发：

IP 路由选择（IP 转发）

（IP 目的：提供包含多个物理网络的一个虚拟网络，并提供无连接的数据报交付服务） （IP 转发信息：用于做出转发决策的信息），与单个网络内的转发不同的是，IP 转发算法必须决定如何通过多个物理网络发送数据报。

IP 路由选择

对主机来说，若目的主机与源主机直接相连或在一个共享网络上，那么IP 数据报就直接送到目的主机上；否则，主机把数据报发往一默认的路由器上，由路由器来转发该数据报。

课本第9章：单个IP 层如何作出路由决策

路由选择（13章）：核心网络、对等网络与算法

互联网体系结构与路由选择之间的关系，围绕主干网结构和对等主干网结构的互联网展开讨论，研究它们使用的路由选择体系结构，

对于互联网的路由器系统，一方面使用中心点交汇的方法是行不通的，因为没有哪一台机器的速度足够快，以至于能作为中心交换机来处理所有经过的通信量；另一方面，在所有路由器中保存全部可能目的站信息也是不切实际的，因为在网络发生变动或管理员需要检查一致性时，需要传播大量的信息，因此，我们寻求的

路由百度

最初的因特网体系结构与核心：

早期因特网的核心路由器系统可以看成是把本地局域网连接到ARPANET 的一组路由器。本体网网络上的主机把所有非本地的通信量传给最近的核心路由器

从核心网到对等主干网结构

路由选择协议有两个重要功能：

1、 负责计算一组最短的路径 ARPANET 主干网 R 1 R 2 R n 本地本地

本地

.

2、通过持续地更新路由信息，响应网络障碍或拓扑的改变

距离向量路由选择

“距离向量”指的是用于传播路由信息的一类算法。

这类算法的思想很简单：每个路由器在路由表中列出所有已知路由，路由器启动时对路由表进行初始化，为自己直接相连的每个网络生成一个表项。表中的每个表项指出了一个目的网络，并给出到那个网络的距离，通常用跳（hop）数来度量距离值。如下图，这是一个

J的报告到达K之后，K检查这个报告中列出的目的站以及到各个目的站的距离，如果J知道有一条更短的路由区某个目的站，或者J列出K的表中不曾有的目的站，或者K目前到某个目的站的路由经过J，而J到该站目的站的距离有所改变，K就会替换自己的路右边中的相应表项。

虽然距离向量算法易于实现，但它们也有缺点：在一个完全静态的系统中，距离向量算法计算最短路径，并把路由正确地传播到所有目的站。但当路由迅速发生变化时，算法可能无法稳定下来。当一个路由发生变化时，相应的信息缓慢地从一个路由器传到另一个路由器，同时，一些路由器可能会有错误的路由信息。

距离向量算法最主要的缺点是：其无法适应网络规模变大的情况。除了前面提到的对变化反应太慢的缺点之外，该算法还要进行大量的报文交换，由于每次路由更新都包含每个可能的网络对于的表项，报文的长度与互联网中的网络总数成正比。此外，由于距离向量协议要求每个路由器都参与进来，所以交换的信息量可能会十分庞大。

链路状态（SPF）路由选择

距离向量算法有一种替代算法，即所谓的链路状态算法，或称最短路径优先（SPF）算法。该算法要求每个参与的路由器都被给予或计算出拓扑结构的信息。

（我们可以想象每个路由器都有一张映射图，图中标出了其他所有路由器以及路由器连接的网络）

用抽象的术语表示，路由器对应于图中的结点，而连接路由器的网络对应于图中的边。当且仅当两个结点对应的路由器之间能直接通信时，这两个结点之间才有一条边。

参与SPF算法的路由器并不发送包含的站列表的报文，而是要完成两项任务：

首先，它要积极地检测所有相邻路由器的状态。（用图论术语来讲，如果两个路由器共享一条链接，则称它们是相邻的路由器；用网络术语来讲，两个相邻的路由器连接到同一个网络中）

其次，路由器要向所有其他路由器定期传播链路状态信息。

说明：

为了检测直接连接的相邻路由器的状态，两个相邻路由器交换短报文，确认对方是否可达且处于活跃状态。如果相邻的路由器回答了，则称这两者之间的链路是正常工作的（up），否则就成链路是有故障而不能工作的（down）。为了通知其他所有路由器，每个路由器定期广播一个报文，报文中列出该路由器的各个链路状态。这个状态报文并不指明路由，而是报告成对的路由器之间是否通信。路由器中的协议软件设法把各个链路状态的报文副本交付给所有相关的路由器。

链路状态报文到达之后，路由器使用其中的信息更新自己的互联网映射图，把链路的状态标记为正常或故障。链路状态变化之后，路由器使用著名的Dijkstra最短路径算法，在相应的图中求最短路径。

（Dijkstra算法从单个源点开始，计算它到其他所有目的地的最短路径）

SPF算法的主要优点之一：每个路由器使用相同的原始状态数据，独立地计算路由，而不需要依靠中间路由器的计算。由于链路状态报文在传输过程中不会改动，所以调试问题较为容易。由于路由器在本地完成路由计算，所以确保了计算的收敛性。最后，由于链路状态报文仅携带与单个路由器直接相连的链路信息，报文的长短与下层互联网中的网络数目无关。因此，SPF算法必距离向量算法更适用于大规模的互联网。

此外还有：对等网络间的路由选择（BGP）以及自治系统内的路由选择（RIP和OSPF）这里不做介绍