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IP選路的原理
開始討論IP選路之前，首先要理解內核是如何維護路由表的。路由表中包含的信息決定了IP層所做的所有決策。在3.3節中，我們列出了IP搜索路由表的幾個步驟：1)搜索匹配的主機地址；2)搜索匹配的網絡地址；3)搜索默認表項（默認表項一般在路由表中被指定為一個網絡表項，其網絡號為0）。匹配主機地址步驟始終發生在匹配網絡地址步驟之前。IP層進行的選路實際上是一種選路機制，它搜索路由表并決定向哪個網絡接口發送分組。
這區別于選路策略，它只是一組決定把哪些路由放入路由表的規則。IP執行選路機制，而路由守護程序則一般提供選路策略。
簡單路由表
首先來看一看一些典型的主機路由表。在主機svr4上，我們先執行帶-r選項的netstat命令列出路由表，然后以-n選項再次執行該命令，以數字格式打印出IP地址（我們這樣做是因為路由表中的一些表項是網絡地址，而不是主機地址。如果沒有-n選項，netstat命令將搜索文件/etc/networks并列出其中的網絡名。這樣會與另一種形式的名字—網絡名加主機名相混淆）。
第1行說明，如果目的地是140.252.13.65（slip主機），那么網關（路由器）將把分組轉發給140.252.13.35（bsdi）。這正是我們所期望的，因為主機slip通過SLIP鏈路與bsdi相連接，而bsdi與該主機在同一個以太網上。
對于一個給定的路由器，可以打印出五種不同的標志（flag）：U該路由可以使用。G該路由是到一個網關（路由器）。如果沒有設置該標志，說明目的地是直接相連的。H該路由是到一個主機，也就是說，目的地址是一個完整的主機地址。如果沒有設置該標志，說明該路由是到一個網絡，而目的地址是一個網絡地址：一個網絡號，或者網絡號與子網號的組合。D該路由是由重定向報文創建的（9.5節）。M該路由已被重定向報文修改（9.5節）。標志G是非常重要的，因為由它區分了間接路由和直接路由（對于直接路由來說是不設置標志G的）。其區別在于，發往直接路由的分組中不但具有指明目的端的IP地址，還具有其鏈路層地址（見圖3-3）。當分組被發往一個間接路由時，IP地址指明的是最終的目的地，但是鏈路層地址指明的是網關（即下一站路由器）。我們在圖3-4已看到這樣的例子。在這個路由表例子中，有一個間接路由（設置了標志G），因此采用這一項路由的分組其IP地址是最終的目的地（140.252.13.65），但是其鏈路層地址必須對應于路由器140.252.13.35。理解G和H標志之間的區別是很重要的。G標志區分了直接路由和間接路由，如上所述。但是H標志表明，目的地址（netstat命令輸出第一行）是一個完整的主機地址。沒有設置H標志說明目的地址是一個網絡地址（主機號部分為0）。當為某個目的IP地址搜索路由表時，主機地址項必須與目的地址完全匹配，而網絡地址項只需要匹配目的地址的網絡號和子網號就可以了。另外，大多數版本的netstat命令首先打印出所有的主機路由表項，然后才是網絡路由表項。
參考記數Refcnt（Referencecount）列給出的是正在使用路由的活動進程個數。面向連接的協議如TCP在建立連接時要固定路由。如果在主機svr4和slip之間建立Telnet連接，可以看到參考記數值變為1。建立另一個Telnet連接時，它的值將增加為2，依此類推。
下一列（“use”）顯示的是通過該路由發送的分組數。如果我們是這個路由的唯一用戶，那么運行ping程序發送5個分組后，它的值將變為5。最后一列（interface）是本地接口的名字。輸出的第2行是環回接口（2.7節），它的名字始終為lo0。沒有設置G標志，因為該路由不是一個網關。H標志說明目的地址（127.0.0.1）是一個主機地址，而不是一個網絡地址。由于沒有設置G標志，說明這是一個直接路由，網關列給出的是外出IP地址。
輸出的第3行是默認路由。每個主機都有一個或多個默認路由。這一項表明，如果在表中沒有找到特定的路由，就把分組發送到路由器140.252.13.33（sun主機）。這說明當前主機（svr4）利用這一個路由表項就可以通過Internet經路由器sun（及其SLIP鏈路）訪問其他的系統。建立默認路由是一個功能很強的概念。該路由標志（UG）表明它是一個網關，這是我們所期望的。這里，我們有意稱sun為路由器而不是主機，因為它被當作默認路由器來使用，它發揮的是IP轉發功能，而不是主機功能。
HostRequirementsRFC文檔特別說明，IP層必須支持多個默認路由。但是，許多實現系統并不支持這一點。當存在多個默認路由時，一般的技術就成為它們周圍的知更鳥了，例如，Solaris2.2就是這樣做的。
輸出中的最后一行是所在的以太網。H標志沒有設置，說明目的地址（140.252.13.32）是一個網絡地址，其主機地址部分設為0。事實上，是它的低5位設為0。由于這是一個直接路由（G標志沒有被設置），網關列指出的IP地址是外出地址。
netstat命令輸出的最后一項還隱含了另一個信息，那就是目的地址（140.252.13.32）的子網掩碼。如果要把該目的地址與140.252.13.33進行比較，那么在比較之前首先要把它與目的地址掩碼（0xffffffe0，3.7節）進行邏輯與。由于內核知道每個路由表項對應的接口，而且每個接口都有一個對應的子網掩碼，因此每個路由表項都有一個隱含的子網掩碼。
主機路由表的復雜性取決于主機所在網絡的拓撲結構。
1)最簡單的（也是最不令人感興趣的）情況是主機根本沒有與任何網絡相連。TCP/IP協議仍然能用于這樣的主機，但是只能與自己本身通信！這種情況下的路由表只包含環回接口一項。
2)接下來的情況是主機連在一個局域網上，只能訪問局域網上的主機。這時路由表包含兩項：一項是環回接口，另一項是局域網（如以太網）。
3)如果主機能夠通過單個路由器訪問其他網絡（如Internet）時，那么就要進行下一步。一般情況下增加一個默認表項指向該路由器。
4)如果要新增其他的特定主機或網絡路由，那么就要進行最后一步。在我們的例子中，到主機slip的路由要通過路由器bsdi就是這樣的例子。
我們根據上述IP操作的步驟使用這個路由表為主機svr4上的一些分組例子選擇路由。
1)假定目的地址是主機sun，140.252.13.33。首先進行主機地址的匹配。路由表中的兩個主機地址表項（slip和localhost）均不匹配，接著進行網絡地址匹配。這一次匹配成功，找到表項140.252.13.32（網絡號和子網號都相同），因此使用emd0接口。這是一個直接路由，因此鏈路層地址將是目的端的地址。
2)假定目的地址是主機slip，140.252.13.65。首先在路由表搜索主機地址，并找到一個匹配地址。這是一個間接路由，因此目的端的IP地址仍然是140.252.13.65，但是鏈路層地址必須是網關140.252.13.65的鏈路層地址，其接口名為emd0。
3)這一次我們通過Internet給主機aw.com（192.207.117.2）發送一份數據報。首先在路由表中搜索主機地址，失敗后進行網絡地址匹配。最后成功地找到默認表項。該路由是一個間接路由，通過網關140.252.13.33，并使用接口名為emd0。
4)在我們最后一個例子中，我們給本機發送一份數據報。有四種方法可以完成這件事，如用主機名、主機IP地址、環回名或者環回IP地址：
ftpsvr4ftp140.252.13.34ftplocalhostftp127.0.0.1
在前兩種情況下，對路由表的第2次搜索得到一個匹配的網絡地址140.252.13.32，并把IP報文傳送給以太網驅動程序。正如圖2-4所示的那樣，IP報文中的目的地址為本機IP地址，因此報文被送給環回驅動程序，然后由驅動程序把報文放入IP輸出隊列中。
在后兩種情況下，由于指定了環回接口的名字或IP地址，第一次搜索就找到匹配的主機地址，因此報文直接被送給環回驅動程序，然后由驅動程序把報文放入IP輸出隊列中。
上述四種情況報文都要被送給環回驅動程序，但是采用的兩種路由決策是不相同的。
