[网络协议]【计算机网络】网络层：IP层转发分组的过程

基于终点的转发

路由器根据分组首部中的目的地址进行传送和转发。

分组每到一个路由器，就查找转发表，得知下一跳应当跳到哪一个路由器。

压缩转发表：转发表中存放（目的网络地址，下一跳地址）

由于互联网上的网络数远远小于主机数，所以这样可以大大压缩转发表的大小

查找转发表的过程就是寻找前缀匹配的过程。

目的地址和转发表中的网络地址的地址掩码进行AND运算，如果匹配，则交付给路由器。

最长前缀匹配：

在采用CIDR编址时，如果一个分组在转发表中可以找到多个匹配的前缀，那么应当选择前缀最长的一个作为匹配的前缀。

网络前缀越长，其地址块越小，路由越具体。

为了加快转发表查找速度，可以按照前缀长短，把前缀最长的排在第一行，然后按前缀长短的顺序往下排列。

两种特殊的路由：

(1)主机路由(特定主机路由)：目的主机IP/32

对特定目的主机的IP地址专门指明的一个路由。

如果目的主机IP地址为a.b.c.d，那么特定主机路由就是a.b.c.d/32。/32表示子网掩码是32个1，所以目的主机和子网掩码进行AND运算后，得的结果必定是a.b.c.d，所以找到了匹配。这时就把收到的分组转发到转发表的下一跳。

如果有特定主机路由则放在第一行。

理解：如果有特定主机可以指定特定IP目的地址转发使用的路由器。

(2)默认路由：0.0.0.0/0

不管分组最终目的网络在哪，如果没有匹配的前缀，都指定路由器R来处理。

任何目的地址与全0 的掩码AND运算结果都为0，必然匹配，所以把分组交给路由器R处理。

分组转发算法：

目的IP地址为D。

如果有特定主机路由（即有D的特定主机路由），就按照

这条路由的下一跳转发分组；

否则，进行最长前缀匹配；

否则，如果有默认路由，由默认路由转发分组。

使用二叉线索查找转发表：

线性查找复杂度太高，为了进行更加有效的查找，通常把无分类编址的转发表存放在二叉线索树中，然后自上而下按层次进行查找。

可以使用表中IP地址的唯一前缀构造二叉树，叶节点包含该IP地址的网络前缀(网络号)和子网掩码。

当搜索到一个叶节点时，就把目的IP和叶子节点的子网掩码AND运算，看是否和对应的网络前缀匹配，如果不匹配，则丢弃该分组。

为了提高二叉线索的查找速度，广泛使用了各种压缩技术。

如果已知下一跳的路由，怎么找到下一跳的路由?

网络接口软件使用ARP把下一跳的路由器的IP地址转换成MAC地址,放在链路层的MAC帧首部，然后利用MAC地址传送到下一跳路由器的链路层，再取出链路层MAC帧的首部，然后交给网络层。