TCP/IP协议——IP协议( 二 ) _IP协议

包含选路信息的路由表中，一般都包含以下这些信息：
目的IP地址：可以是一个主机地址（即全掩码的IP地址，主机号包含非0值，这种称为主机路由），也可以是一个网络地址（即非全掩码的IP地址，主机号为全0，这种称为网络路由）
下一跳路由器的IP地址或直连IP的网络地址：下一跳路由器的IP地址即报文需要转发到的下一个网络接口的IP地址（这个网络接口与当前的路由器直连）；而直连IP的网络地址会直接标明该网段IP地址的路由出口，报文直接从该出口转发（前提是该报文的目的IP必须存在，可通过ARP报文探测验证）。
标志：指明路由的类型，例如路由是直连网络地址还是真正的下一跳地址，路由时OSPF协议计算地址还是BGP协议学习地址等。
网络接口：为数据报传输指定一个网络接口。
IP路由选择是逐跳地（hop-by-hop）进行的。从这个路由表信息可以看出，IP并不知道到达任何目的的完整路径（当然，除了那些与主机直接相连的目的）。所有的I P路由选择只为数据报传输提供下一站路由器的IP地址。它假定下一站路由器比发送数据报的主机更接近目的，而且下一站路由器与该主机是直接相连的。
IP路由选择主要完成以下这些功能：

搜索路由表，寻找能与目的IP地址完全匹配的表目（网络号和主机号都要匹配）。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值）。
搜索路由表，寻找能与目的网络号相匹配的表目。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值）。目的网络上的所有主机都可以通过这个表目来处置。例如，一个以太网上的所有主机都是通过这种表目进行寻径的。这种搜索网络的匹配方法必须考虑可能的子网掩码。关于这一点我们在下一节中进行讨论。
搜索路由表，寻找标为“默认（default）”的表目。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器。

如果上面这些步骤都没有成功，那么该数据报就不能被传送。如果不能传送的数据报来自本机，那么一般会向生成数据报的应用程序返回一个“主机不可达”或“网络不可达”（即IP协议附属ICMP协议报文）的错误。
图3-2，是我在一个路由器查看路由表的结果：

文章插图
3-2
S代表该路由时静态配置，不是通过协议生成。重点关注标注的三条路由，分别是主机路由、网络路由和默认路由。查表时，优先查找主机路由表，若能匹配中，则报文直接按照查表结果转发。若无法匹配中，则继续查找网络路由表，若匹配中网络路由则按照查表结果转发。若仍无法匹配中，查找是否存在默认路由，存在的话匹配默认路由转发。若所有的都无法匹配中，那么丢弃该报文。
举个例子，一个目的IP是200.1.1.2的报文进来，那么直接命中主机路由表，报文直接按照查表结果，往下一跳网络接口IP为192.168.3.1的路由器转发。若进来的报文目的IP为200.1.1.3，那么无法命中主机路由表，而命中了网络路由表，那么就往下一跳网络接口IP为192.168.4.1的路由器转发。若进来的报文目的IP为100.1.1.2，那么既不能命中主机路由表，也不能命中网络路由表，只能命中默认路由，那么就往下一跳网络接口IP为101.0.0.1的路由器转发.
这里有人可能会疑问，明显主机路由能更精确匹配，直接全部使用主机路由就完事了，为什么还需要网络路由的存在。这里主要考虑的是资源容量问题，硬件资源是有限的，一个路由表不可能无限大，能让你容纳那么多的主机路由。因此，网络路由是很有必要的，网络路由的存在大大缩减了对路由表容量的要求。
值得注意的是，在这个转发过程中，报文中的目的IP地址始终都未修改（使用源路由选项时会修改，但这种情况很少出现），所有的路由决策都是通过这个目的IP来决策。
3.4.子网寻址与子网掩码现在所有的主机都要求支持子网寻址（RFC 950规定）。不再把一个互联网IP地址单纯的认作由网络号与主机号组成，而是将主机号再次进行划分，主机号分为子网号和主机号两部分。这么做的主要好处在于使得互联网地址的使用更加灵活，因为往往一个网络号后是用不了这么多主机的，例如B类的互联网地址，有16位的主机号，即可以包含2^16的主机数量，而往往这一个网络号下不会存在这么多主机，存在极大的浪费。图3-3展示了B类地址的一种子网编址方式。