路由

路由的定义（摘自维基百科）

?路由（routing）就是通过互联的网络把信息从源地址传输到目的地址的活动。路由发生在OSI网络参考模型中的第三层即网络层。
?路由引导分组转送，经过一些中间的节点后，到它们最后的目的地。作成硬件的话，则称为路由器。路由通常根据路由表——一个存储到各个目的地的最佳路径的表——来引导分组转送。因此为了有效率的转送分组，创建存储在路由器存储器内的路由表是非常重要的。
?个人的理解：百度百科上对由的解释，“经历、经过”，路由就是流量从哪里来，到哪里去的整个经过的过程。单个网段用交换机进行转发；跨网段用路由器进行转发。
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动态路由和静态路由

默认情况下，路由器只知道与它直连的网段，非直连的网段需要通过 静态路由、动态路由 告诉它。

静态路由

需要管理员手动添加路由信息。
适用于小规模网络。因为当网络的规模一大：一是配置的工作量很大，二是人工分配IP很可能会出现IP冲突的问题。

动态路由

路由器通过路由选择协议（比如RIP、OSPF）自动获取路由信息
适用于大规模网络

路由表

每个路由器自己维护着一张路由表，大概有字段：（IP、子网掩码、下一跳路由的IP），用于指引将当前数据包发送至哪里。

路由的规则

已知：

路由表有记录（IP：192.168.1.0，子网掩码：255.255.255.0，下一跳：A1）、（IP：192.168.3.0，子网掩码：255.255.255.0，下一跳：A2）、（IP：0.0.0.0，子网掩码：0.0.0.0，下一跳：B1）
数据包（源IP地址：192.168.3.1，目标IP地址：192.168.1.2）

?当数据包经过该路由器的时候，数据包的目标地址的所属网段 = 目标IP & 路由表子网掩码 = 192.168.1.0，刚好等于路由表的子网掩码，所以下一跳是A1而不是A2。
?但细心的你们肯定能发现，目标IP地址192.168.1.2 & 0.0.0.0 = 0.0.0.0，刚好也等于第三条记录的网段，为什么下一跳不是B1呢？这就要看下面的路由的优先级。

路由的优先级

根据路由表的IP+子网掩码计算出网段，越具体的网段（即子网掩码0的位数越少）优先级越高。

PS路由小技巧：边缘路由器静态路由可以配：（IP：0.0.0.0，子网掩码：0.0.0.0，下一跳：A1），表示任意请求的下一跳都是A1

理解第一个包丢失的现象

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如图，从 192.168.1.10/24 往 192.168.2.10/24 虽然可以 ping 通，但是却丢失了第一个数据包。

原因是：计算机0 往路由器发送了 ARP包，路由器收到后回复了 ARP包，从而计算机0就开始发送 ICMP包，路由器0收到 ICMP包后准备发往计算机1，但是路由器还不知道计算机1的MAC地址，所以要往计算机1发送ARP包，因此就把ICMP包给丢了，所以第一次 ping 会超时。

重要概念

ISP

?互联网提供商，给一般老百姓提供互联网的服务。要提供互联网的服务，需要的前期大量金钱投入和雄厚的技术实力，它们需要搭建机房，挖地铺设光纤、路由器等网络设备，而且要对这些设备进行维护，坏了要修。所以ISP都是大公司去承担这个角色，比如：移动、电信、联通等。
?而我们要上网，则只要找ISP开通网络即可，不需要自己铺设网线等。（个人理解：普通家庭开通网络其实也就是让ISP在连接我们家的那栋楼的路由器，在用NAT技术给我们分配一个局域网IP，然后我们家就可以上网了）

服务器机房

如下图所示，每个ISP都有很多个自己的机房，或者是混合的机房。比如中国移动在海珠区有一个机房，天河区有一个机房；然后中国联通也同样有一个机房，天河区有一个机房。而你家的网络是在中国移动开通的，而且在天河区，那么下载的时候肯定选择天河区中国移动线路下载是最快的：一是你家网络距离ISP的机房路径最短；二是不需要跨ISP，走多余的机房。
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家用无线路由器的逻辑结构

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NAT

NAT是什么

NAT（net address Translation网络地址转换协议）。现在的路由器都实现了NAT协议，具有NAT的功能，比如如下图所示：
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?假设现在一栋楼有3户，每一户都向ISP开通了网络。ISP给他们分配了IP，分别如图所示。然后他们都访问百度首页，他们的请求都会通过183.240.20.243这个公网IP向百度服务器进行请求，路由器处理他们的请求的时候，会给每个请求分配一个端口然后在用该端口向百度请求，并且路由器会维护着一张NAT表（路由器的请求端口、源IP、源端口）。比如路由器处理192.168.0.2/24:443的请求的时候分配了1000端口，然后路由器用183.240.20.243:1000去请求百度；在处理192.18.0.3/24:443的请求的时候分配了1001端口，然后路由器用183.240.20.243:1001去请求百度。当百度对183.240.20.243:1000进行了响应，则路由器会将响应转发到192.168.0.2/24:443。这样就达到了一个公网IP可以被多个人同时使用的效果。
?值得说明的是，NAT可以无限套娃，1层NAT转换之后，可以在套第2层NAT。所以说NAT可以使用少量的全球IP地址（公网IP地址）代表较多的私有IP地址的方式，将有助于减缓可用的IP地址空间的枯竭。
?同时NAT也可以用在虚拟机中，当虚拟机想上网时，物理机随机给每台虚拟机分配一个端口+维护NAT表即可，然后虚拟机和物理机都可以用物理机的IP进行上网。这也就是在搭建虚拟机的时候上网模式NAT这一选择的含义。