IP路由選擇，是思科網(wǎng)絡(luò)工程師必須要了解的一個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)。其實(shí)，IP路由并沒(méi)有大家想的那么復(fù)雜。筆者在這篇文章中，將通過(guò)一個(gè)案例，來(lái)幫助大家深入了解IP路由的選擇過(guò)程。希望這篇文章能夠幫助大家掃清IP路由選擇上的一些誤區(qū)。

如下圖，現(xiàn)在這么一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)甲與主機(jī)乙分別在兩個(gè)不同的網(wǎng)段上，中間通過(guò)路由器進(jìn)行連接�，F(xiàn)在假設(shè)主機(jī)甲要跟主機(jī)乙進(jìn)行通信，那么主機(jī)甲如何才能夠找到主機(jī)乙的位置呢?筆者現(xiàn)在就通過(guò)這個(gè)例子，跟大家詳細(xì)解釋IP路由選擇的整個(gè)過(guò)程。在這里，筆者以Cisco的路由器為例進(jìn)行介紹。

假設(shè)現(xiàn)在主機(jī)甲的用戶利用Ping命令，來(lái)確認(rèn)主機(jī)乙的連通性問(wèn)題。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)雖然比較簡(jiǎn)單，但是其路由選擇過(guò)程的步驟則是一步不缺的。主要通過(guò)如下步驟：

第一步：當(dāng)用戶在主機(jī)甲上輸入PING 172.168.80.8之后，主機(jī)甲中有一個(gè)因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議，英文簡(jiǎn)稱為ICMP。這個(gè)協(xié)議將創(chuàng)建一個(gè)回應(yīng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包，在它的數(shù)據(jù)域中只包含有字母。

第二步：英特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議會(huì)將這個(gè)有效負(fù)荷(即剛創(chuàng)建的數(shù)據(jù)包)交給因特網(wǎng)協(xié)議(英文簡(jiǎn)稱IP)。然后這個(gè)因特網(wǎng)協(xié)議也會(huì)創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)包。在這個(gè)英特網(wǎng)協(xié)議創(chuàng)建的數(shù)據(jù)包中，所包含的內(nèi)容要比因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)包豐富的多。在這個(gè)包中包括主機(jī)甲的IP地址、目的地主機(jī)已的IP地址以及值為01h的協(xié)議字段。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)主機(jī)乙時(shí)，這些內(nèi)容就是告訴對(duì)方，應(yīng)該將這個(gè)有效負(fù)荷交給因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議來(lái)處理。

第三步：IP協(xié)議會(huì)判斷目的IP地址是屬于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)，還是在本地網(wǎng)絡(luò)。由于根據(jù)IP地址規(guī)劃規(guī)則，主機(jī)甲與主機(jī)已是屬于不同的網(wǎng)絡(luò)。此時(shí)，剛才英特網(wǎng)協(xié)議(IP)所創(chuàng)建的數(shù)據(jù)包將會(huì)被發(fā)送到默認(rèn)的網(wǎng)關(guān)中去。在主機(jī)甲的網(wǎng)絡(luò)屬性配置中，除了有自身的邏輯IP地址，還有默認(rèn)的網(wǎng)關(guān)地址。網(wǎng)關(guān)地址就是用來(lái)不同網(wǎng)絡(luò)之間的主機(jī)進(jìn)行通信的一扇門。只有通過(guò)網(wǎng)關(guān)，主機(jī)甲的數(shù)據(jù)包才能夠被發(fā)送到不同網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)乙中。

第四步：確認(rèn)路由器相應(yīng)接口的MAC地址。假設(shè)主機(jī)甲(IP地址為172.168.60.6)的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)被配置為172.168.60.1。若主機(jī)甲的數(shù)據(jù)包要發(fā)送到這個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)上，則就必須知道其對(duì)應(yīng)的路由器接口的物理地址，即MAC地址。因?yàn)橹挥腥绱耍瑪?shù)據(jù)包才能夠被傳遞到更下一層的數(shù)據(jù)鏈路層并根據(jù)一定的規(guī)則生成幀。然后主機(jī)甲才能夠把數(shù)據(jù)包發(fā)送給172.168.60.0網(wǎng)絡(luò)連接的路由器接口。在本地局域網(wǎng)上，主機(jī)只可以通過(guò)硬件地址來(lái)相互之間進(jìn)行通信。所以當(dāng)主機(jī)甲要把數(shù)據(jù)包發(fā)送給特定的網(wǎng)關(guān)時(shí)，必須要知道這個(gè)網(wǎng)關(guān)所對(duì)應(yīng)的MAC地址。這一個(gè)過(guò)程是不可避免的。為了達(dá)到這個(gè)目的，主機(jī)甲首先會(huì)檢查自己的ARP緩存，查看一個(gè)默認(rèn)網(wǎng)關(guān)的IP地址是否已經(jīng)解析為對(duì)應(yīng)接口的硬件地址。如果在ARP緩存表中已經(jīng)有對(duì)應(yīng)的記錄，表示已經(jīng)被成功解析。此時(shí)，數(shù)據(jù)包將會(huì)被釋放并傳遞到數(shù)據(jù)鏈路層并生成幀。其中目的方的硬件地址也將同數(shù)據(jù)包一起下傳到數(shù)據(jù)鏈路層。通常情況下，在主機(jī)甲上，可以通過(guò)ARP命令來(lái)查看主機(jī)當(dāng)前的IP地址與MAC地址的對(duì)應(yīng)表。如下圖。筆者現(xiàn)在電腦所設(shè)置的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)為192.168.0.254，后面的16位字符就是默認(rèn)網(wǎng)關(guān)所對(duì)應(yīng)的硬件地址。

第五步：生成幀。當(dāng)這個(gè)數(shù)據(jù)包和目的方的硬件地址被傳遞給數(shù)據(jù)鏈路層之后，局域網(wǎng)驅(qū)動(dòng)器將用來(lái)提供媒體訪問(wèn)服務(wù)，以通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。一個(gè)數(shù)據(jù)幀即將產(chǎn)生，使用一些控制信息來(lái)封裝這個(gè)數(shù)據(jù)包。在這個(gè)數(shù)據(jù)幀中會(huì)包含有目的方和源方的硬件地址。以及以太網(wǎng)類型字段。這個(gè)以太網(wǎng)類型字段主要用來(lái)描述的是交付這個(gè)數(shù)據(jù)包島數(shù)據(jù)鏈路層的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。在這個(gè)幀的結(jié)尾，是一種被稱作為幀校驗(yàn)序列的字段，它是裝載循環(huán)冗余校驗(yàn)計(jì)算值的區(qū)域。也就是說(shuō)，在這個(gè)幀中，主要包括目的MAC地址(對(duì)應(yīng)路由器接口的MAC地址)、源MAC地址(主機(jī)甲的MAC地址)、以太網(wǎng)類型字段、數(shù)據(jù)包、幀校驗(yàn)序列五部分內(nèi)容。注意，這里指的目的地址并不是主機(jī)乙的地址，而是里主機(jī)甲最近的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)地址。在第一次通信時(shí)，主機(jī)甲并不知道主機(jī)乙的MAC地址。一旦完成幀的封裝，則這個(gè)幀將會(huì)被交付到物理層。如果企業(yè)網(wǎng)絡(luò)是利用雙絞線組建的話，則將會(huì)以一次一位的方式發(fā)往物理媒體。