傳輸與接入考試培訓(xùn)分組在路由器上的轉(zhuǎn)發(fā)

  10.6.2  分組在路由器上的轉(zhuǎn)發(fā)
  當(dāng)路由器收到一個(gè)IP分組時(shí)，路由器的處理軟件首先檢查該分組的生存時(shí)間，如果其生存時(shí)間為0，則丟棄該分組，并給其源點(diǎn)返回一個(gè)分組超時(shí)ICMP消息。如果生存期未到，則從IP分組頭中提取目的地IP地址。目的IP地址與網(wǎng)絡(luò)掩碼進(jìn)行屏蔽操作找出目的地網(wǎng)絡(luò)號(hào)，在路由表中按照最長(zhǎng)匹配原則查找與其相匹配的表項(xiàng)。如果在路由表中未找到與其相匹配的表項(xiàng)，則將該分組放入默認(rèn)的網(wǎng)關(guān)對(duì)應(yīng)路由的緩沖區(qū)排隊(duì)輸出，并向源端返回不可到達(dá)信息；如果找到匹配項(xiàng)，則選擇最佳路由，進(jìn)行頭校驗(yàn)，TTL減1，封裝鏈路層信息，并將該分組放入下一跳對(duì)應(yīng)輸出端口的緩沖區(qū)進(jìn)行排隊(duì)輸出。圖10.23是路由器處理IP分組的流程圖。

  為了進(jìn)一步理解路由器轉(zhuǎn)發(fā)分組的工作原理，圖10. 24給出了一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)通信的實(shí)例。其通信子網(wǎng)的IP編號(hào)為202.56.4.0、203.0.5.0和198.1.2.0，路由器1與網(wǎng)絡(luò)1和網(wǎng)絡(luò)2直接相連，與網(wǎng)絡(luò)1相連的端口1的IP地址為202.56.4.1，與網(wǎng)絡(luò)2相連的端口3的IP地址為203.0.5.2；路由器2與網(wǎng)絡(luò)2和網(wǎng)絡(luò)3直接相連，與網(wǎng)絡(luò)2相連的端口5的IP地址為203.0.5.10，與網(wǎng)絡(luò)3相連的端口8的IP地址為198.1.2.3。下面我們來看用戶A要傳送一個(gè)數(shù)據(jù)文件給用戶B時(shí)每個(gè)路由器的工作過程。

  首先用戶A把數(shù)據(jù)文件以IP分組的形式送到默認(rèn)路由器1，其目的站點(diǎn)的IP地址為198.1.2.9。第一步，分組被路由器1接收，通過子網(wǎng)掩碼屏蔽操作確定了該IP分組的目的網(wǎng)絡(luò)號(hào)為198.1.2.0。第二步，通過查找路由表(通過運(yùn)行路由協(xié)議維護(hù))，路由器1在路由表中找到與其匹配的表項(xiàng)，獲得輸出端口號(hào)為3和下一跳路由器的IP地址為203.0.5.10(指路由器2與網(wǎng)絡(luò)2相連網(wǎng)絡(luò)端口的IP地址)。第三步，路由處理軟件將該IP分組放入路由器1 端口3的發(fā)送緩沖區(qū)，并將下一跳IP地址遞交給網(wǎng)絡(luò)接口處理軟件。第四步，網(wǎng)絡(luò)接口軟件調(diào)用ARP完成下一跳IP地址到物理地址(MAC)的映射。在一個(gè)正常運(yùn)行的路由器高速緩存中，保存其相鄰路由器端口的IP地址對(duì)應(yīng)的MAC地址，不必每接收一個(gè)IP分組都使用ARP來獲得下一跳的MAC地址。獲得下一跳的MAC地址后，便將原IP分組封裝成適合網(wǎng)絡(luò)2傳送的數(shù)據(jù)幀，排隊(duì)等待發(fā)送。
  分組被送到路由器2后，根據(jù)目的IP地址確定目的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，經(jīng)過查找路由表獲得該目的網(wǎng)絡(luò)與路由器2直接相連。路由處理軟件將該IP分組放入網(wǎng)絡(luò)端口8的發(fā)送緩沖區(qū)，并將目的IP地址198.1.2.9遞交給網(wǎng)絡(luò)端口處理軟件。因?yàn)榉纸M到達(dá)最后一個(gè)路由器，所以需調(diào)用ARP獲得目的主機(jī)的MAC地址，然后對(duì)IP分組進(jìn)行封裝，封裝后的幀直接發(fā)送給目的主機(jī)B。

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