路由

路由是路由器控制层面的工作（路由器另一工作是数据层面上的转发），所以路由的学习需要从路由器入手。
借鉴学习：路由器工作原理

设备-路由器

含义	结构	功能	工作原理
工作在OSI模型的网络层上的具有多个输入端口和多个输出端口的计算机网络设备	内部整体分为两部分：路由选择部分（路由协议+路由表）、分组转发部分（转发表FIB+交换结构）	路由（收集网络拓扑信息并动态形成路由表）、转发（根据转发表（FIB）转发IP数据包）、隔离广播域&子网、制定访问规则、不同类型的网络互联	收到数据包后根据OSI模型层层将数据包拆开，到网络层后根据IP进行路由转发；根据接口协议层层封装，实现异种网络的互联

含义

路由器
路由器是一种计算机网络设备，提供了路由与转发两种重要机制，可以决定数据包来源端到目的端所经过的路由路径，这个过程称为路由；将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端，称为转发（转送）。路由器工作在OSI模型的网络层上。
路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。路由器与交换机的差别即在于路由器是OSI模型第三层的产品，交换机是OSI模型第二层的产品。

路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。
也就是说，将路由器某个输入端口收到的分组，按照分组要去的目的地，把该分组从路由器的某个合适的输出端口转发给下一跳的路由器。
下一跳的路由器也按照这种方法处理分组，直到该分组到达终点为止。

结构

在这里插入图片描述
路由器内部整体分为两部分：路由选择部分、分组转发部分。
路由选择部分：软件、控制层面、核心是路由选择处理机。（路由选择协议+路由表）
分组转发部分：硬件、数据层面、核心是处理芯片和交换结构。（转发表）

路由选择部分

路由选择部分：软件、控制层面、核心是路由选择处理机。（路由选择协议+路由表）

路由表

每个路由器中都有一个路由表和FIB(Forward Information Base)表：路由表用来决策路由，FIB用来转发分组。

路由表：这里个表都用来保存路由信息，路由表通常由路由协议和路由管理模块维护，包括更多的信息（IP地址/IP子网、下一跳、路由度量、超时间等）；
路由表中路由有三类：
（1）链路层协议发现的路由（即是直连路由）
（2）静态路由
（3）动态路由协议发现的路由。

路由选择协议

常见的路由协议可以分为两种类型
一、内部网关协议
内部网关协议(IGP：Interior Gateway Protocol)，适用于单个ISP的统一路由协议的运行，一般由一个ISP运营的网络位于一个AS（自治系统）内，有统一的AS number（自治系统号），用来处理内部路由。
RIP、IGRP（Cisco私有协议）、EIGRP（Cisco私有协议）、OSPF、IS-IS等都是内部网关协议。

二、域间路由协议
BGP(Border Gateway Protocol)：边界网关协议。
为了维护各个ISP的独立利益，标准化组织制定了ISP间的路由协议BGP，其用来处理各ISP之间的路由传递。
与内部网关协议不同的是，其不在于发现和计算路由，而在于控制路由的传播和选择最佳路由。

分组转发部分

分组转发部分：硬件、数据层面、核心是处理芯片和交换结构。（转发表+交换结构）

转发表

转发表（FIB）：是基于路由生成的，路由器实际转发时使用转发表（只包括IP地址/IP子网和下一跳/出接口）；
转发表中每条转发项都指明分组到某个网段或者某个主机应该通过路由器的那个物理接口发送，然后就可以到达该路径的下一个路由器，或者不再经过别的路由器而传送到直接相连的网络中的目的主机。
高性能路由器转发表通常都用硬件来实现，有利于高速查找。

交换结构

交换结构是一台路由器的核心组件,它的作用就是根据转发表对分组进行处理,将某个输入端口进入的分组从一个合适的输出端口转发出去。
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功能

路由器的功能：

路由：收集网络拓扑信息并动态形成路由表/路由器控制层面的工作，决定数据包从来源端到目的端所经过的路由路径（host到host至今的最佳传输路径）
转发：根据转发表（FIB）转发IP数据包/路由器数据层面的工作，将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端（在路由器内部进行）
子网间速率适配
隔离子网
隔离广播域
指定访问规则
不同类型的网络互联：路由器经常会收到以某种类型的数据链路帧封装的数据包，当转发这种数据包时，路由器可能需要将其封装为另一种类型的数据链路帧。数据链路封装取决于路由器接口的类型及其连接的介质类型。

工作原理

收到数据包后根据OSI模型层层将数据包拆开，到网络层后根据IP进行路由转发；
根据接口协议层层封装，实现异种网络的互联

常用路由协议—OSPF

路由协议OSPF全称为Open Shortest Path First，也就开放的最短路径优先协议，因为OSPF是由IETF开发的，它的使用不受任何厂商限制，所有人都可以使用，所以称为开放的，而最短路径优先（SPF）只是OSPF的核心思想，其使用的算法是Dijkstra算法，最短路径优先并没有太多特殊的含义，并没有任何一个路由协议是最长路径优先的，所有协议，都会选最短的。