中級通信工程師交換技術知識點精講之IP層轉發(fā)分組的流程

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       下面是由希賽小編提供的中級通信交換技術知識點精講之IP層轉發(fā)分組的流程，希望對學友們有所幫助。具體內(nèi)容如下：

       IP層轉發(fā)分組的流程

       在互聯(lián)網(wǎng)中路由器的作用和第5章分組網(wǎng)中的節(jié)點交換機非常相似，它們都要實現(xiàn)分組的存儲轉發(fā)，但路由器和節(jié)點交換機還是有區(qū)別的。這些區(qū)別是：

       路由器用來連接不同的網(wǎng)絡，而節(jié)點交換機只在一個特定的網(wǎng)絡中工作；

       路由器是專門用來轉發(fā)分組的，而節(jié)點交換機還可接上許多個主機；

       路由器使用統(tǒng)一的IP,而節(jié)點交換機使用所在分組網(wǎng)的特定協(xié)議；

       路由器根據(jù)目的網(wǎng)絡地址找出下一跳（即下一個路由器），而節(jié)點交換機則根據(jù)目的節(jié)點地址找出下一跳（即下一個節(jié)點）。

       所示為一個路由表的簡單的例子。有4個A類網(wǎng)絡通過3個路由器連接在一起。每一個網(wǎng)絡上都可能有成千上萬個主機?？梢韵胂瘢舭礀苏夷康闹鳈C號來制作路由表，則所得出的路由表就會過于龐大。但若按主機所在的網(wǎng)絡地址來制作路由表，那么每一個路由器中的路由表就只包含4個項目。以路由器112的路由表為例，由于R2同時連接在網(wǎng)絡2和網(wǎng)絡3上，因此只要目的站在這兩個網(wǎng)絡上，都可通過接口0或1由路由器112直接交付（當然還要利用地址解析協(xié)議（ARP)才能找到這些主機相應的硬件地址）。若目的站在網(wǎng)絡1中，則下一跳路由器應為R,，其1P地址為20.0.0.7。路由器R1和R2,由于同時連接在網(wǎng)絡2上，因此從路由器R2將分組轉發(fā)到路由器R,是很容易的。同理，若目的站在網(wǎng)絡4中，則路由器112應將分組轉發(fā)給IP地址為30.0.0.1的路由器R3。

       可以將整個的網(wǎng)絡拓撲簡化為那樣6在簡化圖中，網(wǎng)絡變成了一條鏈路，但每一個路由器旁邊都注明其IP地址。使用這樣的簡化圖，可以使我們不用關心某個網(wǎng)絡內(nèi)部的拓撲以及連接在該網(wǎng)絡上有多少臺計算機，因為這些對于研究分組轉發(fā)問題并沒有什么關系。這樣的簡化圖強調了在互聯(lián)網(wǎng)上轉發(fā)分組時，是從一個路由器轉發(fā)到下一個路由器。

       總之，在路由表中，對每一條路由最主要的是以下兩項：目的網(wǎng)絡地址，下一跳地址。

       于是，我們就根據(jù)目的網(wǎng)絡地址來確定下一跳路由器，這樣做的結果是：

       IP分組首先要設法找到目的主機所在目的網(wǎng)絡上的路由器（間接交付）；

       只有到達最后一個路由器時，才試圖向目的主機進行直接交付。

       雖然互聯(lián)網(wǎng)所有的分組轉發(fā)都是基于目的主機所在的網(wǎng)絡，但在大多數(shù)情況下都允許有這樣的特例，即對特定的目的主機指明一個路由。這種路由叫做特定主機路由。采用特定主機路由可使網(wǎng)絡管理人員能更方便地控制網(wǎng)絡和測試網(wǎng)絡，同時也可在需要考慮某種安全問題時采用這種特定主初(路由。在對網(wǎng)絡的連接或路由表進行排錯時，指明到某一個主機的特殊路由就十分有用。

       與節(jié)點交換機路由表的情況相似，路由器也可采用馱認路由以減少路由表所占用的空間和搜索路由表所用的時間。

       根據(jù)以上所講的，在互聯(lián)網(wǎng)中某一個路由器的IP層所執(zhí)行的分組轉發(fā)算法如下。

       從數(shù)據(jù)報的首部提取目的站D的IP地址，得出目的網(wǎng)絡地址為況。

       若/V就是與此路由器直接相連的某個網(wǎng)絡地址，則這種交付為直接交付，即不需要再經(jīng)過其他的路由器。這時就直接通過該網(wǎng)絡將分組交付給目的站D(這里包括將目的主機地址D轉換為具體的硬件地址，將分組封裝為MAC幀，再發(fā)送此幀）；否則就是間接交付，執(zhí)行（3)。

       若路由表中有目的地址為D的特定主機路由，則將分組傳送給路由表中所指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行（4)。

       若路由表中有到達網(wǎng)絡W的路由，則將分組傳送給路由表中所指明的下一跳路由器；否則，執(zhí)行（5)。

       若路由表中有一個默認路由，則將分組傳送給路由表中所指明的默認路由器；否則，執(zhí)行（6)。

       報告轉發(fā)分組出錯。

       這里再強調指出，在1P分組的首部中沒有地方可以用來指明“下一跳路由器的IP地址”。在IP分組的首部寫上的IP地址是源地址和目的地址，而沒有中間路由器的IP地址。既然如此，那么待轉發(fā)的IP分組又怎樣能夠找到下一跳路由器呢？

       當路由器收到一個待轉發(fā)的分組時，先從路由表得出下一跳路由器的IP地址，不是將下一跳路由器的IP地址填入IP分組，而是將下一跳路由器的IP地址轉換成硬件地址（使用ARP),并將此硬件地址放在鏈路層MAC幀的首部，然后根據(jù)這個硬件地址找到下一跳路由器。由此可見，當發(fā)送一連串的分組時，上述的這種查找路由表、計算硬件地址、寫人MAC幀的首部等過程，將不斷地重復進行，需要占用一定的時間。

       上面所討論的是IP層怎樣根據(jù)路由表的內(nèi)容進行分組轉發(fā)，而沒有涉及路由表一開始是如何建立的以及路由表中的內(nèi)容應如何進行更新。為了回答這個問題，就需要討論路由選擇協(xié)議，但是在進一步討論路由選擇問題之前，我們還要先介紹無分類編址與最長前綴匹配這兩個非常重要的概念。

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