IP網絡路由技術

　近幾年來，基於TCP/IP協議的Internet已逐步發展成為當今世界上規模最大、擁有用戶和資源最多的一個超大型計算機網絡，TCP/IP協議也因此成為事實上的工業標准。IP網絡正逐步成為當代乃至未來計算機網絡的主流。

　　IP網絡是由通過路由設備互連起來的IP子網構成的，這些路由設備負責在IP子網間尋找路由，並將IP分組轉發到下一個IP子網。

　　IP地址

　　IP地址是IP網絡中數據傳輸的依據，它標識了IP網絡中的一個連接，一台主機可以有多個IP地址。IP分組中的IP地址在網絡傳輸中是保持不變的。

　　1.基本地址格式

　　現在的IP網絡使用32位地址，以點分十進制表示，如172.16.0.0。地址格式為：IP地址=網絡地址＋主機地址或 IP地址=主機地址＋子網地址＋主機地址。

　　網絡地址是由Internet權力機構（InterNIC）統一分配的，目的是為了保證網絡地址的全球唯一性。主機地址是由各個網絡的系統管理員分配。因此，網絡地址的唯一性與網絡內主機地址的唯一性確保了IP地址的全球唯一性。

　　2.保留地址的分配

　　根據用途和安全性級別的不同，IP地址還可以大致分為兩類：公共地址和私有地址。公用地址在Internet中使用，可以在Internet中隨意訪問。私有地址只能在內部網絡中使用，只有通過代理服務器才能與Internet通信。

　　一個機構或網絡要連入Internet，必須申請公用IP地址。但是考慮到網絡安全和內部實驗等特殊情況，在IP地址中專門保留了三個區域作為私有地址，其地址范圍如下：
　　10.0.0.0/8：10.0.0.0～10.255.255.255
　　172.16.0.0/12：172.16.0.0～172.31.255.255
　　192.168.0.0/16：192.168.0.0～192.168.255.255

　　使用保留地址的網絡只能在內部進行通信，而不能與其他網絡互連。因為本網絡中的保留地址同樣也可能被其他網絡使用，如果進行網絡互連，那麼尋找路由時就會因為地址的不唯一而出現問題。但是這些使用保留地址的網絡可以通過將本網絡內的保留地址翻譯轉換成公共地址的方式實現與外部網絡的互連。這也是保證網絡安全的重要方法之一。

　　無類域間路由（CIDR）

　　由於每年連入Internet的主機數成倍增長，因此Internet面臨B類地址匮乏、路由表爆炸和整個地址耗盡等危機。無類域間路由（CIDR）就是為解決這些問題而開發的一種直接的解決方案，它使Internet得到足夠的時間來等待新一代IP協議的產生。

　　按CIDR策略，可采用申請幾個C類地址取代申請一個單獨的B類地址的方式來解決B類地址的匮乏問題。所分配的C類地址不是隨機的，而是連續的，它們的最高位相同，即具有相同的前綴，因此路由表就只需用一個表項來表示一組網絡地址，這種方法稱為“路由表聚類”。

　　另外，除了“路由表聚類”措施外，還可以由每個ISP從InterNIC獲得一段地址空間後，再將這些地址分配給用戶。

　　路由選擇技術

　　IP網絡中的路由選擇是由路由設備完成的。路由器通過執行一定的路由協議，為IP數據報尋找一條到達目的主機或網絡的最佳路由，並轉發該數據報，實現路由選擇。

　　1.路由協議

　　路由協議分為兩大類：

　　路由選擇協議（Routing Protocol）
　　這類協議使用一定的路由算法找出到達目的主機或網絡的最佳路徑，如RIP（路由信息協議）等。

　　路由傳送協議（Routed Protocol）
　　這類協議沿已選好的路徑傳送數據報，如通過IP協議能將物理連接轉變成網絡連接，實現網絡層的主要功能——路由選擇。

　　2.直連路由與非直連路由

　　IP協議是根據路由來轉發數據的。路由器中的路由有兩種：直連路由和非直連路由。

　　路由器各網絡接口所直連的網絡之間使用直連路由進行通信。直連路由是在配置完路由器網絡接口的IP地址後自動生成的，因此，如果沒有對這些接口進行特殊的限制，這些接口所直連的網絡之間就可以直接通信。

　　由兩個或多個路由器互連的網絡之間的通信使用非直連路由。非直連路由是指人工配置的靜態路由或通過運行動態路由協議而獲得的動態路由。其中靜態路由比動態路由具有更高的可操作性和安全性。

　　IP網絡已經逐漸成為現代網絡的標准，用IP協議組建網絡時，必須使用路由設備將各個IP子網互連起來，並且在IP子網間使用路由機制，通過IP網關互連形成層次性的網際網。