TCP/IP詳解學習筆記(5)-IP選路，動態選路，和一些細節

1.靜態IP選路

1.1.一個簡單的路由表

選路是IP層最重要的一個功能之一。前面的部分已經簡單的講過路由器是經過何種規則來根據IP數據包的IP地址來選擇路由。這裏就不重複了。首先來看看一個簡單的系統路由表。

Destination     Gateway         Genmask         Flags Metric Ref    Use Iface
192.168.11.0    *               255.255.255.0   U     0      0        0 eth0
169.254.0.0     *               255.255.0.0     U     0      0        0 eth0
default         192.168.11.1    0.0.0.0         UG    0      0        0 eth0

對於一個給定的路由器，能夠打印出五種不一樣的flag。

1. U代表該路由可用。
2. G代表該路由是到一個網關。若是沒有這個標誌，說明和Destination是直連的，而相應的Gateway應該直接給出Destination的地址。
3. H代表該路由是到一個主機，若是沒有該標誌，說明Destination是一個網絡，換句話說Destination就應該寫成一個網絡號和子網號的組合，而不包括主機號(主機號碼處爲0)，例如 192.168.11.0
4. D代表該路由是爲重定向報文建立的
5. M該路由已經被重定向報文修改

U沒啥可說的，G說明這是一個網關，若是你要發數據給Destination，IP頭應該寫Destination的IP地址，而數據鏈路層的MAC地址就應該是GateWay的Mac地址了；反之，若是沒有G標誌，那麼數據鏈路層和IP層的地址應該是對應的。H說明了Destination的性質，若是是H的，則說明該地址是一個完整的地址，既有網絡號又有主機號，那麼再匹配的時候就既要匹配網絡號，又要匹配主機號；反之，Destination就表明一個網絡，在匹配的時候只要匹配一下網絡號就能夠了。

這樣，IP選路的方式就能夠更加具體化了。以下

1. 首先用IP地址來匹配那些帶H標誌的DestinationIP地址。
2. 若是1失敗就匹配那些網絡地址。
3. 若是2失敗就發送到Default網關

順便提一下那個GenMask（還記得子網掩碼麼），它指定了目的地址的子網號，例如第一條的子網就是11。

1.2.其餘有關路由表的知識

通常，咱們在配置好一個網絡接口的時候，一個路由就被直接建立好了。固然咱們也能夠手動添加路由。用route add命令就能夠了。

而當一個IP包在某一個路由器的時候發現沒有路由可走，那麼該路由器就會給源主機發送「主機不可達」或者「網絡不可達」的ICMP包來報錯。

注意，通常的操做系統默認是沒有路由功能的，這須要本身配置。這些歷史緣由就不細說了，

1.3.ICMP的IP重定向報文和路由發現報文

當IP包在某一個地方轉向的時候，都回給發送IP報的源主機一個ICMP重定向報文，而源主機就能夠利用這個信息來更新本身的路由表，這樣，隨着網絡通訊的逐漸增多，路由表也就愈來愈完備，數據轉發的速度也會愈來愈快。咱們須要注意的是：

1. 重定向報文只能由路由器發出。
2. 重定向報文爲主機所用，而不是爲路由器所用。

在主機引導的時候，通常會發送在網內廣播一個路由請求的ICMP報文，而多個路由器則會迴應一個路由通告報文。並且，路由其自己不按期的在網絡內發佈路由通告報文，這樣，根據這些報文，每個主機都會有機會創建本身的路由表而實現網絡通訊。路由器在一份通告報文中能夠通告多個地址，而且給出每個地址的優先等級，這個優先等級是該IP做爲默認路由的等級，至於怎麼算的就不深究了。

路由器通常會在450-600秒的時間間隔內發佈一次通告，而一個給定的通告報文的壽命是30分鐘。而主機在引導的時候會每三秒發送一次請求報文，一旦接受到一個有效的通告報文，就中止發送請求報文。

在TCP/IP詳解編寫的時候，只有Solaris2.x支持這兩種報文，大多數系統還不支持這兩種報文。（後面還會講到一些有用的路由報文）

動態選路協議

前面的選路方法叫作靜態選路，簡要地說就是在配置接口的時候，以默認的方式生成路由表項。並經過route來增長表項，或者經過ICMP報文來更新表項（一般在默認方式出錯的狀況下）。 而若是上訴三種方法都不能知足，那麼咱們就使用動態選路。

動態選路協議是用於動態選路的重要組成部分，可是他們只是使用在路由器之間，相鄰路由器之間互相通訊。系統（路有選擇程序）選擇比較合適的路有放到核心路由表中，而後系統就能夠根據這個核心路有表找到最合適的網路。也就是說，動態選路是在系統核心網絡外部進行的，它只是用一些選路的策略影響路由表，而不會影響到最後經過路由表選擇路由的那一部分。選路協議有一大類經常使用的叫作內部網關協議(IGP)，而在IGP中，RIP就是其中最重要的協議。一種新的IGP協議叫作開放最短路經優先(OSPF)協議，其意在取代RIP。另外一種最先用在網路骨幹網上的IGP協議--HELLO，如今已經不用了。

現在，任何支持動態選路的路由器都必須同時支持OSPF和RIP，還能夠選擇性的支持其餘的IGP協議。

2.1.Unix選路程序

Unix系統上面一般都有路由守護程序－－routed。還有一個叫作gate。gate所支持的協議要比routed多，routed只是支持RIPv1版本。而gate則支持RIPv一、v2，BGPv1 等等。

2.1.RIP：選路信息協議

它的定義能夠在RFC1058內找到，這種協議使用UDP做爲載體（也就是UDP的上層協議）。咱們最關心的就是RIP其中的一個段，叫作度量的段，這是一個以hop做爲計數器（就是以走過多少路由爲計數器）的段（IP協議裏面也有一個TTL不是麼）。這個度量段將最終影響到路由表的創建。參考圖:

通常說來routed要承擔以下的工做：

1. 給每個已知的路由器發送rip請求報文，要求其餘路由器給出完整的路由表。這種報文的命令字段爲1，地址字段爲0，度量地段爲16（至關於無窮大）。
2. 接受請求，若是接收到剛纔的那個請求，就把本身的完整的路由表交給請求者。若是沒有，就處理IP請求表項，把表項中本身有的部分添上跳數，沒有的部分添上16。而後發給請求者。
3. 接受迴應。更新本身的路由表。使用hop數小的規則。
4. 按期更新路由表，通常是30s(真頻繁)給相鄰的路有啓發一次本身的路由表。這種形式可使廣播形式的。

這個協議看起來會工做的很好，可是，這裏面其實有不少隱藏的憂患，好比說RIP沒有子網的概念，好比說環路的危險。並且hop數的上限也限制了網絡的大小。

所以，出現了不少RIPv1的替代品，好比說RIPv2,好比說OSPF。他們都是經過某種策略來影響路由表，因此就不說了。