张建忠 徐敬东 南开大学计算机系 zhangjz@office.nankai.edu.cn
路由选择、路由器 路由选择（routing） IP路由选择 路由器（router） 选择一条路径发送数据的过程 在IP互联网中选择一条路径发送IP数据报的过程 通常也简称为路由选择 路由器（router） 进行路由选择的计算机就叫做路由器router
应具有路由选择功能的设备
路由选择的基本原理 IP互联网采用表驱动的路由选择算法 IP路由选择利用IP地址隐藏主机信息 需要路由选择的设备保存一张IP路由表 路由表存储有关目的地址及怎样到达目的地的信息 通过查询路由表决定把数据报发往何处 IP路由选择利用IP地址隐藏主机信息 连接到同一网络的所有主机共享同一网络号
标准路由选择算法 --下一站选路 标准IP路由表包含许多（N,R）对序偶 路由表仅指定了从R到目的网络路径上的下一步，而不是完整路径 R：到网络N路径上的“下一个”路由器的IP地址 路由表仅指定了从R到目的网络路径上的下一步，而不是完整路径 路由器不知道到达目的地的完整路径
路由表举例
基本的下一站路由选择算法
子网选路—标准路由选择算法的扩充 子网编址引入后须对标准路由选择算法进行修改和扩充 扩充子网掩码后的IP路由表：（M，N，R）三元组 R：到网络N路径上的“下一个”路由器的IP地址
子网路由
路由表中的特殊路由 普通路由：路由表的主要表项都是基于网络地址的 目的：减小路由表的长度，提高路由算法的效率 默认路由：路由表没有明确指明一条到达目的网络的路由信息，就将数据报转发到默认路由指定的路由器 特定主机路由：对单个主机（而不是网络）指定一条特别的路径
统一的路由选择算法
路由表的建立与刷新 静态路由：通过人工设定 动态路由：路由器通过自己的学习得到的
静态路由 静态路由 优势 劣势 由网络管理员根据互联网的拓扑结构和连接方式人为设定 在正常工作中不会自动发生变化 安全可靠、简单直观，避免了动态路由选择的开销。适用于结构简单、单路径的互联网环境 劣势 在复杂的互联网环境下使用工作量很大，容易出现路由环路
动态路由 动态路由： 优势：更多的自主性和灵活性，适合于拓扑结构复杂、网络规模庞大的互联网环境 路由器通过自身学习，自动修改和刷新路由表 优势：更多的自主性和灵活性，适合于拓扑结构复杂、网络规模庞大的互联网环境 RIP:使用向量-距离算法，比较适宜于小型到中型的、多路径的、动态的IP互联网环境 OSPF:使用链路-状态算法，最适合较大型到特大型、多路径的、动态的IP互联网环境 劣势：路由信息的交换和计算需要占用带宽、路由器的内存和CPU处理时间
路由配置 - 实验环境的选择 路由器方案 双网卡计算机方案 单网卡多IP地址方案
路由器方案
双网卡计算机方案
单网卡多IP地址方案
静态路由的配置
Windows 2000 静态路由的配置（一） 配置互联网中主机的IP地址和默认路由 配置路由设备的IP地址 利用命令行配置静态路由 利用图形界面配置静态路由
利用命令行配置静态路由 显示路由信息：route PRINT 增加路由表项：route ADD 修改现有的路由表项：route CHANGE 删除路由：route DELETE 修改注册表，使Windows 2000 Server转发数据报 HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\ Tcpip\Parameters\IPEnableRouter = 0x1
利用图形界面配置静态路由
RIP协议的配置
利用“路由和远程访问”配置RIP协议
测试配置的路由 ping命令 tracert命令
编写简单的路由程序 运行编写的路由程序 运行编写的路由程序
路由软件应处理的主要内容 为经过的IP数据报选择路由 处理IP数据报TTL域中的数值 分片处理 处理IP数据报选项 生成和处理ICMP报文 实现动态路由协议、维护静态路由 实现ARP协议、形成数据帧
简化的路由程序 着重精力于路由的选择与IP数据报的转发 忽略分片处理、选项处理、动态路由等功能 日志：显示本机的网络接口、IP数据报的接收情况、IP数据报的选路情况、IP数据报的发送情况
简单路由程序界面示意图
简单路由程序的功能 静态路由表的维护 IP数据报的处理 验证程序的正确性 静态路由的添加、修改和删除等维护功能 自动获得与本机直接相连的路由信息 IP数据报的处理 IP数据报的接收、选路、发送（包括ARP解析）等工作 可以利用WinPcap的包过滤机制提高程序的效率 验证程序的正确性 ping命令和tracert命令
练习和思考 学习OSPF的有关知识，查找配置OSPF动态路由的相关资料，使用Windows 2000自带的“路由和远程访问”程序配置一个OSPF动态路由，并验证配置的正确性 分片是路由软件应该具有的基本功能之一。在完成简单路由程序的编程之后，为其增加分片功能