什麼是路由?| IP 路由

在網際網路上,路由是 IP 封包從其來源到目的地傳輸的方式。

學習目標

閱讀本文後,您將能夠:

  • 瞭解網際網路路由的運作方式
  • 定義什麼是「路由器」
  • 探索不同的路由通訊協定

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什麼是路由?

網路路由是選取一或多個網路之間路徑的過程。路由的原則可以適用於任何類型的網路,從電話網路到公共交通。在封包交換網路(例如網際網路)中,路由會選取網際網路通訊協定 (IP) 封包從其來源傳送到目的地的路徑。這些網際網路路由決策是由稱為路由器的專門網路硬體所做。

考慮下面的影像。一個資料封包從電腦A到電腦B,應該經過網路1、3、5還是網路2、4?封包將採用更短的路徑通過網路 2 和 4,但網路 1、3 和 5 在轉寄封包方面可能比 2 和 4 更快。這些是網路路由器不斷做出的選擇。

ip 路由圖

路由如何運作?

路由器參照內部路由表,以決定如何沿著網路路徑路由封包。路由表會記錄封包到達路由器負責的每個目的地所應採取的路徑。想一想火車時刻表,乘客會參考火車時刻表來決定搭乘哪趟火車。路由表就是這樣,但是用於網路路徑而不是火車。

路由器的運作方式如下:當路由器接收到一個封包時,它會讀取封包*的標頭以查看其預期目的地,就像火車管理員會檢查乘客的車票以確定他們應該上哪輛火車。然後根據路由表中的資訊,決定將封包路由到何處。

路由器以每秒數百萬次的速度處理數百萬個封包。在封包到達其目的地的路上,它可能會被不同的路由器路由多次。

路由表可以是靜態的或動態的。靜態路由表不會變更。網路管理員手動設定靜態路由表。除非系統管理員手動更新資料表,否則這基本上會設定資料封包在整個網路上的路由。

動態路由表會自動更新。動態路由器使用各種路由通訊協定(請參閱下文)來判斷最短和最快的路徑。他們還根據封包到達目的地所需的時間做出這一決定——類似於 Google Maps、Waze 和其他 GPS 服務根據過去的駕駛表現和當前的駕駛條件確定最佳駕駛路線的方式。

動態路由需要更多的運算能力,這就是為什麼較小的網路可能依賴靜態路由。但是對於中型和大型網路而言,動態路由的效率要高得多。

*封包標頭是附加在封包的一小束資料,可提供有用的資訊,包括封包來自何處以及去往何處,就像印在郵件包裹外面的裝箱單。

有哪些主要的路由通訊協定?

在網路中,通訊協定是格式化資料的標準化方式,以便連接的任何電腦可以理解資料。路由通訊協定是用於識別或宣布網路路徑的通訊協定。

下列通訊協定可協助資料封包在網際網路上找到自己的路:

IP:網際網路通訊協定 (IP) 會指定每個資料封包的來源和目的地。路由器會檢查每個封包的 IP 標頭,以確定將它們傳送到哪裡。

BGP:邊界閘道通訊協定 (BGP) 路由通訊協定用來宣告哪些網路控制哪些 IP 位址,以及哪些網路相互連接。(製作這些 BGP 公告的大型網路稱為自發系統。)BGP 是一種動態路由通訊協定。

下面的通訊協定在 AS 內路由封包:

OSPF:網路路由器通常使用先開啟最短的路徑 (OSPF) 通訊協定,以動態識別傳送封包至目的地的最快和最短的可用路由。

RIP:路由資訊通訊協定 (RIP) 使用「躍點數」來查找從一個網路到另一個網路的最短路徑,其中「躍點數」表示封包在途中必須經過的路由器數。(當封包從一個網路轉到另一個網路時,這稱為「躍點」。)

其他內部路由通訊協定包括 EIGRP(增強型內部閘道路由通訊協定,主要用於 Cisco 路由器)和 IS-IS(中繼系統到中繼系統)。

什麽是路由器?

路由器是負責將封包轉寄到其目的地的網路硬體。路由器連接到兩個或多個 IP 網路或子網路,並根據需要在它們之間傳遞資料封包。路由器在家庭和辦公室使用,以設定本地網路連線。功能更強大的路由器可在網際網路上運作,協助資料封包到達目的地。

Cloudflare 如何協助提高路由的效率和安全性?

Cloudflare Argo 使用 Smart Routing 來識別網際網路上最快的路由,從而繞過高度擁塞的網路來傳送封包,而不是透過它們傳送封包。結果類似於車流繞過交通擁堵路段時的交通情況:資料封包更快到達,加速使用者的線上體驗。

Cloudflare Magic Transit 使用 BGP 代表 Cloudflare 客戶宣告 IP 子網路。這些 IP 位址的網路流量會透過 Cloudflare 全球網路路由,而不是直接傳送至這些客戶的網路。Cloudflare 會在轉寄合法流量之前篩選掉任何攻擊流量。