揭秘路由表：网络通信背后的核心密码
1路由简介
在网络中路由器根据所收到的报文的目的地址选择一条合适的路径，并将报文转发到下一个路由器。路径中最后一个路由器负责将报文转发给目的主机。路由就是报文在转发过程中的路径信息，用来指导报文转发。
1.1什么是路由表
RIB（Routing Information Base，路由信息库），是一个集中管理路由信息的数据库，包含路由表信息以及路由周边信息（路由迭代信息、路由共享信息以及路由扩展信息）等。路由器通过对路由表进行优选，把优选路由下发到FIB（Forwarding Information Base，转发信息库）表中，通过FIB表指导报文转发。FIB表中每条转发项都指明了要到达某子网或某主机的报文应通过路由器的哪个物理接口发送，就可以到达该路径的下一个路由器，或者不需再经过别的路由器便可传送到直接相连的网络中的目的主机。FIB表的具体内容，请参见“三层技术-IP业务配置指导”中的“IP转发基础”。
1.2路由分类
如图表1-1所示
标准 | 具体分类 |
根据来源 | 直连路由：链路层协议发现的路由，也称为接口路由 静态路由：网络管理员手工配置的路由。静态路由配置方便，对系统要求低，适用于拓扑结构简单并且稳定的小型网络。其缺点是每当网络拓扑结构发生变化，都需要手工重新配置，不能自动适应 动态路由：路由协议发现的路由 |
根据路由目的地 | 网段路由：目的地为网段，子网掩码长度小于32位 主机路由：目的地为主机，子网掩码长度为32位 |
根据直连情况 | 直接路由：目的地所在网络与路由器直接相连 间接路由：目的地所在网络与路由器非直接相连 |
表1-1
1.3路由协议分类
路由协议有自己的路由算法，能够自动适应网络拓扑的变化，适用于具有一定规模的网络拓扑。其缺点是配置比较复杂，对系统的要求高于静态路由，并占用一定的网络资源
标准 | 具体分类 |
根据作用范围 | IGP（Interior Gateway Protocol，内部网关协议）：在一个自治系统内部运行，常见的IGP协议包括RIP、OSPF和IS-IS EGP（Exterior Gateway Protocol，外部网关协议）：运行于不同自治系统之间，BGP是目前最常用的EGP |
根据使用算法 | 距离矢量（Distance-Vector）协议：包括RIP和BGP。其中，BGP也被称为路径矢量协议（Path-Vector） 链路状态（Link-State）协议：包括OSPF和IS-IS |
根据目的地址类型 | 单播路由协议：包括RIP、OSPF、BGP和IS-IS等 组播路由协议：包括PIM-SM、PIM-DM等 |
根据IP协议版本 | IPv4路由协议：包括RIP、OSPF、BGP和IS-IS等 IPv6路由协议：包括RIPng、OSPFv3、IPv6 BGP和IPv6 IS-IS等 |
表1-2
1.4路由优先级
对于相同的目的地，不同的路由协议、直连路由和静态路由可能会发现不同的路由，但这些路由并不都是最优的。为了判断最优路由，各路由协议、直连路由和静态路由都被赋予了一个优先级，具有较高优先级的路由协议发现的路由将成为最优路由。
除直连路由外，各路由协议的优先级都可由用户手工进行配置。另外，每条静态路由的优先级都可以不相同。缺省的路由优先级如表1-3所示，数值越小表明优先级越高。
对于相同的目的地，不同的路由协议、直连路由和静态路由可能会发现不同的路由，但这些路由并不都是最优的。为了判断最优路由，各路由协议、直连路由和静态路由都被赋予了一个优先级，具有较高优先级的路由协议发现的路由将成为最优路由。
除直连路由外，各路由协议的优先级都可由用户手工进行配置。另外，每条静态路由的优先级都可以不相同。缺省的路由优先级如表1-3所示，数值越小表明优先级越高。
路由协议或路由种类 | 缺省的路由优先级 |
DIRECT（直连路由） | 0 |
组播静态路由 | 1 |
OSPF | 10 |
IS-IS | 15 |
单播静态路由 | 60 |
RIP | 100 |
OSPF ASE | 150 |
OSPF NSSA | 150 |
Guard | 254 |
IBGP | 255 |
EBGP | 255 |
UNKNOWN（来自不可信源端的路由） | 256 |
表1-3
1.5负载分担
对同一路由协议来说，允许配置多条目的地相同且开销也相同的路由。当到同一目的地的路由中，没有更高优先级的路由时，这几条路由都被采纳，在转发去往该目的地的报文时，依次通过各条路径发送，从而实现网络的负载分担。
目前支持负载分担有静态路由/IPv6静态路由、RIP/RIPng、OSPF/OSPFv3、BGP/IPv6 BGP和IS-IS/IPv6 IS-IS。
1.6路由备份
使用路由备份可以提高网络的可靠性。用户可根据实际情况，配置到同一目的地的多条路由，其中优先级最高的一条路由作为主路由，其余优先级较低的路由作为备份路由。
正常情况下，路由器采用主路由转发数据。当链路出现故障时，主路由变为非激活状态，路由器选择备份路由中优先级最高的转发数据，实现从主路由到备份路由的切换；当链路恢复正常时，路由器重新选择路由，由于主路由的优先级最高，路由器选择主路由来发送数据，实现从备份路由到主路由的切换。
1.7路由迭代
对于BGP路由（直连EBGP路由除外）和静态路由（配置了下一跳）以及多跳RIP路由而言，其所携带的下一跳信息可能并不是直接可达，需要找到到达下一跳的直连出接口。路由迭代的过程就是通过路由的下一跳信息来找到直连出接口的过程。
而对于OSPF和IS-IS等链路状态路由协议而言，其下一跳是直接在路由计算时得到的，不需要进行路由迭代。
路由迭代信息记录并保存路由迭代的结果，包括依赖路由的概要信息、迭代路径、迭代深度等。
1.8路由共享
由于各路由协议采用的路由算法不同，不同的路由协议可能会发现不同的路由。如果网络规模较大，当使用多种路由协议时，往往需要在不同的路由协议间能够共享各自发现的路由。
各路由协议都可以引入其它路由协议的路由、直连路由和静态路由，具体内容请参见本手册中各路由协议模块有关引入外部路由的描述。
路由共享信息记录了路由协议之间的引入关系。
1.9路由扩展
路由扩展属性主要是指BGP路由的扩展团体属性以及OSPF路由的区域ID、路由类型和Router ID等。同路由共享一样，路由协议可以引入其它路由协议的路由扩展属性。
路由扩展信息记录了各路由协议的路由扩展属性以及路由协议扩展属性之间的引入关系。
2等价路由与备份
2.1等价路由
当去往同一目的地址存在多条等价路由时，设备在转发去往该目的地址的报文时，会在各条路径间实现负载分担；如果其中一条或者多条路径失效，所有业务流量会在剩余的可用路径间重新进行一次分配，实现新的负载均衡。
如果为了保持业务的连续性，需要保持在可用路径上转发的业务流量不改变转发路径，仅将故障路径上的原业务流量在可用路径上进行平均分配，可以配置等价路由增强模式功能。
2.2不间断路由
NSR（Nonstop Routing，不间断路由）将路由信息从主进程备份到备进程，在设备发生主备倒换时保证路由信息不丢失，解决了主备倒换期间引发的路由震荡问题，保证转发业务不中断。
路由NSR相对于路由协议NSR功能，主备倒换时路由收敛速度更快。
2.3快速重路由
本功能适用于网络中对丢包、延时非常敏感的业务。当RIB表中存在去往同一目的地的多条路由时，路由器会将优先级较高的路由下发到FIB表，当该路由的下一跳不可达时，数据流量将会被中断，路由器会重新进行路由优选，优选完毕后，使用新的最优路由来指导报文转发。配置本功能后，设备会在RIB表中选择一个其他协议的路由作为备用路由，当主用路由的下一跳不可达时，设备会立即使用备份路由将报文转发出去，从而将链路故障对业务流量的影响降低到最小限度。