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直连路由简介

 舟客 2012-03-03

根据路由器学习路由信息、生成并维护路由表的方法包括直连路由(Direct)、静态路由(Static)和动态路由(Dynamic)。直连路 由:路由器接口所连接的子网的路由方式称为直连路由;非直连路由:通过路由协议从别的路由器学到的路由称为非直连路由;分为静态路由和动态路由;
直 连路由是由链路层协议发现的,一般指去往路由器的接口地址所在网段的路径,该路径信息不需要网络管理员维护,也不需要路由器通过某种算法进行计算获得,只 要该接口处于活动状态(Active),路由器就会把通向该网段的路由信息填写到路由表中去,直连路由无法使路由器获取与其不直接相连的路由信息。静态路 由是由网络规划者根据网络拓扑,使用命令在路由器上配置的路由信息,这些静态路由信息指导报文发送,静态路由方式也不需要路由器进行计算,但是它完全依赖 于网络规划者,当网络规模较大或网络拓扑经常发生改变时,网络管理员需要做的工作将会非常复杂并且容易产生错误。而动态路由的方式使路由器能够按照特定的 算法自动计算新的路由信息,适应网络拓扑结构的变化。如我们经常用于自治系统(AS:Autonomous System)内部网关协议有开放式最短路径优先(OSPF:Open Shortest Path First)协议和寻路信息协议(RIP:Routing Information Protocol)。

直连经常用在一个三层交换机连接几个VLAN时,通过设置直连VLAN间就能够直接通信而不需要设置其他路由方式了。如:一个三层交换机划分两个 VLAN,VLAN1中有以PC1,地址为192.168.1.2/24,VLAN2有PC2,地址为192.168.2.2/24;假如它们两个不同 VLAN间想通信,因为VLAN1,VLAN2都是与三层交换机直连,所以它们之间可以直接通信,而不需要设置其他路由协议。

ps:

路由器隔离了广播域,交换机和网桥隔离了冲突域,至于中继器与集线器则可以看成是直连的线路,在网络结构上可以不予考虑。

大规模网络的问题在于广播是必须的,但又是有害的。这样一来的话就引出大规模网络必须解决的几个问题:

1,广播技术的提供;

2,对广播域的隔离;

3,广播域外部传输技术(即单播)的提供,并且为单播提供选路的技术;

其中第一项由LAN技术解决了。VLAN与路由器都解决了第二项。第三项只能由路由器解决。

必须指出的是,从理论上讲,上面几个问题的解决并不是大规模网络的必须前提。只不过上面几个问题的解决,有助于提高网络的可用性。这就象在我们公司,如果给每个人准备一个扩音器,用来解决沟通问题,并不是不可行的,只是不好。

广播域隔离很容易做到。VLAN技术将交换机上的几个端口分一下组,就解决了这个问题。所以,在网上很多人提到路由器的几大功能中有这个,我不太喜欢。因为这样会误导很多人。如果一定要提的话,应该要指出这个功能并不是太难达到,更不是路由器的独门武功。

选路技术的细节我不研究了,那个属于另外一个专业,并且没有太大的意思。要注意的是,很多人并不明白,为什么我们需要选路技术。有些文章认为路由器 是将网络连结起来的唯一方法,而选路技术就是它的武器。这会让很多象我一样非网络专业的人以为网络就是靠路由器才连接到一起的。我以前也一直这样以为,但 是仔细思考过后,发现事实的真相并不是这样子。在路由器以前,主机之间都用线缆直连。你不能想象一台与外部没有任何连接的主机属于一个网络。所以,在路由 器以前,网络就已经是连接起来的(没有连接起来的机群当然不是网络!)。只不过,那种只用线缆或中继器的连接被发现是有问题的,其中最重要的两个问题就是 发信冲突与广播风暴。交换机(网桥)与路由器(或者VLAN)的加入,隔离了冲突域与广播域,解决了这两个问题。

所以说,选路技术的存在,不是因为它是一个优化技术,而是因为它是一个必须的技术。因为在单播模式下,你必须为你的数据包选择一个路径,才能最终传送出去。路由器所提供的路由信息服务,本质上也不是一项优化措施,而是为了提高网络的可用性被迫采用的技术(实现单播)。

至于选路技术为什么工作在第三层,那是因为选路需要地址信息。而地址信息只存在第三层(IP地址。因为MAC地址只是一个全局标识符,它并不能帮助 定位主机的相对位置。这个相对位置是指在整个网络结构中的位置,并不是指真实位置或者一个唯一的符号)。因为第三层与第二层都是协议层,处理比较复杂,所 以引起比较大的延迟。事实上,路由器是中间延迟的最主要生产者。现在有第二层路由器,即交换式路由,速度比路由器要快很多,但是我们知道第二层也是协议 层,协议的计算再快,还是有延迟。基于这个,如果能在第一层即物理层做路由的话,好象是最好的选择。但因为第一层不包含任何地址信息,所以选路在这一层是 行不通的。我不能期望汽车本身可以带你到目的地,因为那是司机干的活。

广播的问题根本不在于我必须大叫一次才能找到一个不认识的人,因为我找到这个人以后,可以把他的样子记下来。当第二次我再想找他的时候,我就不用再 叫一次了。广播问题的根本在于除了我以外的所有人中,每一个人也都需要大叫一次才能找到那个人。当人少的时候,这不会引起太大的问题。当人太多的时候,就 会引起广播风暴,即那个人每天就忙于应答了,根本没有时间开展任何工作。所以,很多人对路由器的另一种理解,即路由器最主要是一个开路者。也是不对的!因 为从上面的分析来看,它最主要的功能应该是一个“下一跳的地址共享”。这个地址,在第三层路由中,是MAC地址;在第二层路由中,是端口地址。至于这下一 跳的地址是什么,有很多方法可以得到。并且得到下一跳的地址,是路由器的主要工作内容(如果有的话)。但是路由器完全可以不劳而获,即由人工设定静态路由 之后就可以开始服务。这就象电影院并不拍电影,他们只负责传播一样,但总有人以为电影是电影院拍出来的。

这样分析完了,就可以发现,选路虽然是大部分路由器工作的一个重要部分,但却不是它的核心价值。路由器的核心价值是路由信息共享。而且这个共享已经 是不只可以为多台主机提供共享,还能为单台主机的多次通信提供共享(因为广播变单播以后,本来一次可达的通信必须经过多次的转发才能到达目的主机)。关于 广播域的隔离,只要在路由器与网络间接入一个双端口的交换机,就可以起到过滤广播的作用。

在性能方面,即使再完善的路由器,甚至能达到零延迟,它还是不能消除线延迟。这就是说,路由器的价值,是有限的。网络延迟,在人类发明比光更快的东西以前,不可能有大的改善。

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