网络协议之路由是怎么回事？

写在前面

要想去外面的世界看看, 就离不了路由器，而路由器工作的原理就是路由，那么具体是怎么路由的呢？本文就一起来看下这部分内容。

1：路由的配置

配置一条路由无非就是在配置以下三个信息：

1:包要去哪里，即目的IP
2：从路由器的哪个网口出去
3：下一跳的IP地址是啥？

知道了以上信息，就能以在局域网环境中传输包方式来完成一跳了，还是ARP获取MAC，修改目标MAC等操作。
那么如何配置呢，最简单的方式就是直接配置，如下：

 ip route add 10.176.48.0/20 via 10.173.32.1 dev eth0

意思就是如果是包要去10.176.48.0/20，就要从eth0这个网口出去，下一跳的地址是10.173.32.1，就像这样：

当然这样子按照目的IP来配置路由器是完全可行的，但是一个个配置工作量还是蛮大的，所以也支持其他的配置方式，比如策略配置方式，即通过源IP，TOS等方式等方式来配置，如下根据源IP来进行配置：

ip rule add from 192.168.1.0/24 table 10 如果是来源IP是192.168.1.0/24则使用路由表10
ip rule add from 192.168.2.0/24 table 20如果是来源IP是192.168.2.0/24则使用路由表20

也可以配置多个出口，来实现负载均衡：

ip route add default scope global nexthop via 100.100.100.1 weight 1 nexthop via 200.200.200.1 weight 2

下一跳有俩，分别是100.100.100.1，权重1，200.200.200.1，权重2。
接着我们来看一个出口可以二选一的实际场景。
我家在有孩子之前只买了一家运营商的网络，因为我家对网络的要求不高，我跟我老婆基本上都不看视频什么的对网速要求比较高的网站，最多也就是看看新闻，查查工作中遇到的问题啥的，但是呢，后来有了孩子，孩子要上网课，所以我们又买了另一家运营商的网络，宽带呢更高，但是家里的路由器支持一个出网网口，即只能接一个外网，为此，我们还专门买了一个可以支持两个外网网口的更高级的路由器，最终，我们家的网络就像这样子：

其中eth2和eth3就是两个外网网口。
此时我们家的路由配置如下：

$ ip route list table main 
60.190.27.189/30 dev eth3  proto kernel  scope link  src 60.190.27.190
183.134.188.1 dev eth2  proto kernel  scope link  src 183.134.189.34
192.168.1.0/24 dev eth1  proto kernel  scope link  src 192.168.1.1
127.0.0.0/8 dev lo  scope link
default via 183.134.188.1 dev eth2

意思是：

如果是要去60.190.27.189/30，即运营商2则从eth3口出
如果是要去183.134.188.1，即运营商1则从eth2口出
如果是去内网192.168.1.0/24，则从eth0出，此时只是在局域网内，不到外网
如果是去127则走lo，回环网口，此时是自己跟自己玩
默认走eth2

因为我们需要孩子屋使用高速网络，我们屋使用低速网络，为此还要进行如下的配置：

• 我们屋走低速网络

添加新的路由表：# echo 200 slow >> /etc/iproute2/rt_tables
配置slow路由表：# ip route add default via 60.190.27.189 dev eth3 table slow# ip route flush cache 
配置来自我们的IP走slow路由表：# ip rule add from 192.168.1.102 table slow

这样我们屋走路由表slow，而路由表slow走eth3网口，下一跳的IP的60.190.27.189。

• 孩子屋走高速网络

添加新的路由表：# echo 200 fast >> /etc/iproute2/rt_tables
配置slow路由表：# ip route add default via 183.134.188.1 dev eth2 table fast# ip route flush cache 
配置来自我们的IP走slow路由表：# ip rule add from 192.168.1.101 table fast

这样孩子屋走路由表fast，而路由表fast走eth2网口，下一跳的IP是183.134.188.1。
当然简单的网络环境，比如我家里的网络，手动挡捣鼓捣鼓还是问题不大的，但是当网络环境比较复杂时，手动的方式就显得力不从心了，此时就需要自动的方式来进行了。

2：动态路由配置

其实我们抽象的来看所有路由器，组成的其实就是一个图，而路由器无非就是找到一条最短路径而已，所以动态路由配置其实就是转化为了图的最短路径问题了，而解决最短路径问题，主要是Bellman-Ford 算法和Dijkstra 算法。具体在动态路由配置算法有以下两种。

• 距离矢量路由算法
  该算法基于bellman-ford，适用于小型网络。
• 链路状态路由算法
  该算法基于dijkstra算法。适用于大型网络。
  但是只有算法还是工作不起来的，还需要具体协议的支持，毕竟先干嘛后干嘛还是要有一个规范的吗，所以就有了以下的具体协议：
• 基于链路状态路由算法的 OSPF
  OSPF（Open Shortest Path First，开放式最短路径优先）就是这样一个基于链路状态路由协议，广泛应用在数据中心中的协议。由于主要用在数据中心内部，用于路由决策，因而称为内部网关协议（Interior Gateway Protocol，简称 IGP）。
  即，这是一个内网环境的路由协议。
• 基于距离矢量路由算法的 BGP
  这是一个外网环境的路由协议。我们称为外网路由协议（Border Gateway Protocol，简称 BGP）。
  网络世界一个独立的内网环境，比如一个公司网络，我们称为一个AS（Autonomous System），自治系统分为以下几类：

Stub AS：对外只有一个连接。这类 AS 不会传输其他 AS 的包。例如，个人或者小公司的网络。
Multihomed AS：可能有多个连接连到其他的 AS，但是大多拒绝帮其他的 AS 传输包。例如一些大公司的网络。
Transit AS：有多个连接连到其他的 AS，并且可以帮助其他的 AS 传输包。例如主干网。 

每个AS之间都有边界路由器。BGP分为eBGP和iBGP，其中AS之间使用eBGP通信，AS内部使用iBGP，如下图：

写在后面

参考文章列表

网络协议之不能老在家里晃悠，也得出去看看啊！ 。