【正文】 最佳路由，記入本站的路由選擇表中。此后凡從這個源站向這個目的站發(fā)送的幀，其首部都攜帶源站所確定的路由信息。 路由信息可插入在 MAC幀的源地址字段SA之后的路由信息（ RI）字段中，用于詳細說明從源站到目的站所經(jīng)過的局域網(wǎng)段和網(wǎng)橋，并用 MAC幀源地址字段中第一個字節(jié)的最低位 1表示這種插入，因為源站只能是單個地址，不可能是為組地址，所以可以用這一位來標識。若源地址字段第一個字節(jié)的最低位為“ 0”，則表示該幀僅在本局域網(wǎng)上傳送，不需要網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)，如下圖。 圖 57源路由橋路由信息 交換機，也稱為交換式集線器，是一種具有多個轉(zhuǎn)發(fā)端口的網(wǎng)橋，工作在數(shù)據(jù)鏈路層。交換機和網(wǎng)橋的不同在于 ,交換機端口數(shù)較多 ,交換機的數(shù)據(jù)傳輸效率較高。網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能是通過軟件實現(xiàn)的，交換機的數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)功能是通過硬件實現(xiàn)的，傳輸時延少，由網(wǎng)橋的幾百 μs減少到幾十 μs，傳輸帶寬高。交換機的特點有 :支持少量的存儲能力、少量的地址表（提高查表速度）、處理相同的幀格式（相同類型的網(wǎng)絡(luò)互連）、具有分割子網(wǎng)的功能、每個端口獨享指定的帶寬、支持多個獨立的數(shù)據(jù)流，具有較多的吞吐量硬件交換，交換速度快。 路由器 路由器是工作在網(wǎng)絡(luò)層上的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，執(zhí)行 OSI網(wǎng)絡(luò)層及其下層的協(xié)議轉(zhuǎn)換 。 圖 58 路由器協(xié)議結(jié)構(gòu) 路由器的基本功能主要如下： ? 第一，網(wǎng)絡(luò)互連：路由器支持各種局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)接口，支持局域網(wǎng)和局域網(wǎng)、局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)互聯(lián)，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)互相通信； ? 第二，數(shù)據(jù)處理：提供包括分組過濾、分組轉(zhuǎn)發(fā)、優(yōu)先級、復(fù)用、加密、壓縮和防火墻等功能； ? 第三，網(wǎng)絡(luò)管理：路由器提供包括路由器配置管理、性能管理、容錯管理和流量控制等功能。 路由器的工作原理是：當一個網(wǎng)絡(luò)中的主機要給另一個網(wǎng)絡(luò)中的主機發(fā)送分組時，它首先把分組送給同一網(wǎng)絡(luò)中用于網(wǎng)間連接的路由器（一般為網(wǎng)關(guān)），路由器分析網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)包，根據(jù)目的地址信息，查找路由表（路由表是由管理員預(yù)先設(shè)定或路由器動態(tài)維護生成的，記錄到達目的網(wǎng)絡(luò)的下一站地址），選擇合適的路徑，把該分組傳遞到目的網(wǎng)絡(luò)用于網(wǎng)間連接的路由器中，然后通過目的網(wǎng)絡(luò)中內(nèi)部使用的路由協(xié)議，最后遞交給目的主機。 路由器與交換機的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個方面： （ 1）工作層次不同 （ 2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)所依據(jù)的對象不同 （ 3）傳統(tǒng)的交換機只能分割沖突域，不能分割廣播域；而路由器可以分割廣播域 （ 4）路由器提供了防火墻的服務(wù) 第三層交換技術(shù) ? 第三層交換技術(shù)也稱多層交換技術(shù)或 IP交換技術(shù)，是相對于傳統(tǒng)交換概念而提出的。第三層交換技術(shù)就是將交換機制采用硬件進行基于 MAC地址轉(zhuǎn)發(fā)的思想引入路由器的設(shè)計中，大幅度縮短路由器對數(shù)據(jù)包的處理時間，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換能力。傳統(tǒng)路由器通過軟件實現(xiàn)路由選擇功能，第三層交換的設(shè)備通過專用集成電路芯片實現(xiàn)路由選擇功能，將數(shù)據(jù)包處理時間從傳統(tǒng)路由器的幾千 μs減少到幾十 μs，大大縮短數(shù)據(jù)包在設(shè)備中的傳輸延遲時間。 其工作過程是： ? 假設(shè)兩個站點 A、 B通過第三層交換機進行通信，發(fā)送結(jié)點 A在開始發(fā)送時，把自己的 IP地址與 B的 IP地址比較，來確定 B站是否與自己在同一子網(wǎng)內(nèi)。若 B與 A在同一子網(wǎng)內(nèi)，則進行二層轉(zhuǎn)發(fā)；若兩個機器不在同一子網(wǎng)內(nèi)，發(fā)送站 A要向“缺省網(wǎng)關(guān)”發(fā)出 ARP請求，而“缺省網(wǎng)關(guān)”其實是三層交換機的第三層交換模塊軟件中設(shè)置的 IP地址。 ? 所以當發(fā)送站 A對“缺省網(wǎng)關(guān)”廣播出一個 ARP請求時，如果第三層交換模塊在以往的通信過程中已得到 B站的 MAC地址，則向發(fā)送站 A回復(fù)B的 MAC地址；否則第三層交換模塊根據(jù)路由信息向 B站廣播一個 ARP請求， B站得到此 ARP請示后向第三層交換模塊回復(fù)其 MAC地址，第三層交換模塊保存此地址并回復(fù)給發(fā)送站 A，同時將 B站的 MAC地址發(fā)送到二層交換引擎的 MAC地址表中。 ? 從這以后，當 A向 B發(fā)送的數(shù)據(jù)包便全部交給二層交換處理，信息得以高速交換。由于僅僅在路由過程中才需要三層處理，絕大部分數(shù)據(jù)都通過二層交換轉(zhuǎn)發(fā)，這就是所謂的“一次選路，多次交換”。因此三層交換機的速度很快，接近二層交換機的速度，同時比相同路由器的價格低很多。 網(wǎng)關(guān) 轉(zhuǎn)發(fā)器、網(wǎng)橋和路由器主要用于下三層有差異的子網(wǎng)的互連，互連后的網(wǎng)絡(luò)仍然屬于通信子網(wǎng)的范疇。而網(wǎng)關(guān)是工作在高層的協(xié)議翻譯器。不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，必須使用網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)，同時也可以提供過濾和安全功能。網(wǎng)關(guān)根據(jù)工作的層不同可分為：傳輸層網(wǎng)關(guān)、應(yīng)用層網(wǎng)關(guān)，大多數(shù)工作在應(yīng)用層。 圖 59 網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換圖 圖 510 網(wǎng)關(guān)協(xié)議轉(zhuǎn)換 路由選擇技術(shù) 路由選擇算法 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，使得通信子網(wǎng)為端結(jié)點的通信提供了多條傳輸路徑的可能性，端結(jié)點主要完成數(shù)據(jù)的分組和組裝，中間結(jié)點則基于存儲 轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，采用一定的算法在多條傳輸路徑中選擇一條來，并維持一個路由表來記錄有關(guān)的路徑信息，采用的算法就是路由選擇算法。在數(shù)據(jù)報方式中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點要為每個分組做出路由選擇，而在虛電路方式中，只需在連接建立時確定路由。路由選擇算法有多種，大致可分成靜態(tài)算法和動態(tài)算法兩大類。 ? 靜態(tài)路由是在路由器中設(shè)置的固定路由表。除非網(wǎng)絡(luò)管理員干預(yù)，否則靜態(tài)路由不會發(fā)生變化。由于靜態(tài)路由不能對網(wǎng)絡(luò)的改變作出反映，一般用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大、拓撲結(jié)構(gòu)固定的網(wǎng)絡(luò)中。靜態(tài)路由的優(yōu)點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態(tài)路由優(yōu)先級最高。當動態(tài)路由與靜態(tài)路由發(fā)生沖突時，以靜態(tài)路由為準。 ? 動態(tài)路由是網(wǎng)絡(luò)中的路由器之間相互通信，傳遞路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實時地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化。如果路由更新信息表明發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)變化，路由選擇軟件就會重新計算路由，并發(fā)出新的路由更新信息。這些信息通過各個網(wǎng)絡(luò)，引起各路由器重新啟動其路由算法，并更新各自的路由表以動態(tài)地反映網(wǎng)絡(luò)拓撲變化。動態(tài)路由適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、網(wǎng)絡(luò)拓撲復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。當然，各種動態(tài)路由協(xié)議會不同程度地占用網(wǎng)絡(luò)帶寬和 CPU資源。 靜態(tài)路由和動態(tài)路由有各自的特點和適用范圍，因此在網(wǎng)絡(luò)中動態(tài)路由通常作為靜態(tài)路由的補充。當一個分組在路由器中進行尋徑時，路由器首先查找靜態(tài)路由，如果查到則根據(jù)相應(yīng)的靜態(tài)路由轉(zhuǎn)發(fā)分組；否則再查找動態(tài)路由。 路由選擇協(xié)議 在動態(tài)路由選擇算法中，路由器通過與相鄰結(jié)點周期地交換路由信息來更新和維護路由表，交換路由信息所使用的協(xié)議就是路由協(xié)議。 因特網(wǎng)采用分層次的路由選擇協(xié)議，之所以采用層次的路由選擇協(xié)議主要基于以下兩點考慮。第一，因特網(wǎng)的規(guī)模非常大，如果讓所有的路由器知道所有的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)怎樣到達，則這種路由表將非常大，處理起來也太花時間。而所有這些路由器之間交換路由信息所需的帶寬就會使因特網(wǎng)的通信鏈路飽和。第二，許多單位不愿意外界了解自己單位網(wǎng)絡(luò)的布局細節(jié)和本部門所采用的路由選擇協(xié)議（這屬于本部門內(nèi)部的事情），但同時還希望連接到因特網(wǎng)上。 為了能夠采用分層的路由協(xié)議，因特網(wǎng)引入了自治系統(tǒng) AS的概念。自治系統(tǒng) AS 的定義：在單一的技術(shù)管理下的一組路由器，而這些路由器使用一種 AS 內(nèi)部的路由選擇協(xié)議和共同的度量以確定分組在該 AS 內(nèi)的路由，同時還使用一種 AS 之間的路由選擇協(xié)議用以確定分組在 AS之間的路由。在 AS的基礎(chǔ)上，因特網(wǎng)引入了兩大類路由選擇協(xié)議 ： ? 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGP (Interior Gateway Protocol) 即在一個自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)議。目前這類路由選擇協(xié)議使用得最多，如路由選擇信息協(xié)議 RIP（ Routing Information Protocol） 、開放式最短路徑優(yōu)先 OSPF (Open Shortest Path First)、中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)的路由選擇協(xié)議 ISIS（ Intermediate System to Intermediate System Routing Protocol）、 Inter組管理協(xié)議IGMP（ Inter Group Management Protocol）等。 ? 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 EGP (External Gateway Protocol) 若源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng)中，當數(shù)據(jù)報傳到一個自治系統(tǒng)的邊界時，就需要使用一種協(xié)議將路由選擇信息傳遞到另一個自治系統(tǒng)中。這樣的