四．IP数据报的路由选择1.IP数据报的转发.ppt

IP数据报的路由选择 基本原则－根据目的地址确定下一跳，整个路由过程是“逐跳”地进行的。 路由器和主机的区别在于其功能是否允许转发。但各个IP路由实现并不区分路由器和主机（程序的对称性），一台主机三运行的IP协议和一台路由器上运行的IP协议没有任何区别。主机上也有路由信息，只是相对简单而已。 IP数据报的路由选择 每个路由器与两个或更多个物理网络有直接的连接； 主机通常只与一个物理网络连接； IP数据报的路由选择 直接投递 间接投递 IP数据报的路由选择 IP路由表中的每一项包含的信息 目的地址 可能是一个完整的主机地址，也可能是一个网络地址，由IP地址无法判断，由下面的标志位决定。比如 140.252.13.32 下一跳路由器的IP地址 必须是直接相连的 标志 标志G，决定下一跳是到路由器还是到一个直接相连的主机？ 标志H，决定目的地址是一个主机地址还是一个网络地址？ 为数据报的传输指定一个网络接口(同一台主机） IP数据报的路由选择 标准路由选择算法 固定分类IP数据报的路由选择算法 在某个路由器的IP层所执行的分组转发算法 从收到的数据报的首部提取目的站的IP地址D，得出目的网络地址为N。 若N就是与此路由器直接相连的某个网络地址，则这种交付为直接交付。这时就直接通过该网络将数据报交付给目的站D（这里包括将目的主机地址D转换成具体的物理地址，将数据报封装为MAC帧，再发送此帧）；否则就是间接交付，执行3。 若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则将数据报传送给路由表所指明的下一跳路由器；否则，执行（4）。 若路由表中有到达网络N的路由，则将数据报传给路由表中指明的下一跳路由器；否则执行5 若路由表中有一个缺省路由，则将数据报传送给路由表指明的缺省路由器；否则执行6 报告转发分组出错。 使用子网掩码的分组转发过程 从收到的数据报的首部提取目的IP地址D。 先判断是否是直接交付。对路由器直接相连的网络逐个进行检查：用各网络的子网掩码和D逐比特相“与”，看结果是否和相应的网络地址匹配。若匹配，则将分组进行直接交付，转发任务结束。否则就是简接交付，执行3。 如果路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则将数据报传给路由表中指明的下一跳路由器；否则，执行4。 对路由表中的每一行（目的网络地址，子网掩码，下一跳地址），将其中的子网掩码和D逐比特相“与”，其结果为N。若N与该行的目的网络地址匹配，则将数据报传送给该行指明的下一跳路由器；否则，执行5 若路由表中有一个默认路由，则将数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；否则，执行6 报告转发分组出错。 使用CIDR的分组转发过程 问题： 目的IP地址的网络前缀和主机号分界位置可变。需要改变目的网络地址匹配方式。 路由表的组成变为：网络前缀(CIDR 地址块） 和 下一跳地址 可能找到不止一个匹配 解决方法：最长前缀匹配 从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由。因为网络前缀越长，地址块越小，路由就越准确。 举例： 如果四系希望ISP把发给自己的数据直接发给自己而不经过大学的路由器。在ISP的路由器中就至少有两个项目：1) 206.0.68.0/22 (大学） 2)206.71.128/25 (四系）， 假定ISP路由器收到一个目的地址D＝206.0.71.130.分别与以上两个项目都匹配，应该选择2 使用CIDR的分组转发过程（续） 问题： 当路由表表项很多时需要提高匹配过程的效率。 解决方法：使用二叉线索查找路由表 根据路由表中的所有前缀项构建一颗唯一前缀的二叉线索树，该树的左右线索分别为0和1 举例： 32bit IP地址 唯一前缀0000000000000000 01000000000000000000 01010000000000000000 0110000001000000000 101100000101000000000 10111 IP数据报的路由选择 例 IP层的工作流程 * 主机也需要选择把数据报发给R1还是R2。 R1 R2 到某些目的地 到其他目的地 指在一个物理网络上，数据报从一台机器直接传送到另一台机器。 发方如何知道是否与目的地同处一个网络？ 发送方必须“知道”把数据报发送出去的路由器；这个路由器把数据报转发到目的网络。 (网络地址，下一跳地址) 基于路由表 基于路由表 (子网