路由的转发过程详解

IP协议的任务是选择合适的路线，每当一个数据帧到达一个节点的时候，下一步要去往哪个地方，这就是路由的过程；而实际上要怎么将数据帧送到下一个节点，是数据链路层的任务。

就好比唐僧西天取经的时候，每到一个地方就要停下来问去西天下一个地方要怎么走（对应IP层），然后他就可以选择步行或者骑马继续上路（对应数据链路层）。下面我们主要了解的是如何基于现有的路由表进行路由转发，不介绍路由表的创建。

一、查看路由表

1、查看路由表的指令

Linux下查看路由表的指令是 route，Windows是 route print。下面就以Linux环境为例。

2、路由表部分字段

当前云服务器的路由表如下：

二、路由转发的宏观思路

路由转发的宏观思路是 先根据IP地址找到目标网络，然后取到目标网络的路口路由器，再将报文在内网进行转发，最终到达目的主机。

就好比我们要去上海市的世纪大道地铁站，我们的第一步是先到达上海，第二步在上海内乘坐地铁去往世纪大道。在此过程中，我们可能会需要不停地询问“到达上海应该怎么走”，路上的人无非就是两个回答，第一，给你明确地方向；第二，自己不知道，于是让你去找 熟悉路况的人。下面的两个案例分别对应了这两种情况。

三、基于现有路由表进行路由转发的过程

主机X在发送报文之前会先查询当前主机上的路由表，看一下要发给哪个路由器，这就属于局域网通信的内容了，感兴趣的可以参考：局域网通信的过程

我们假设主机X将报文发给了路由器A，下面展示的是路由器A的路由表，后面通过两个案例来了解 路由器A收到报文以后，如何将报文转发出去的。

1、案例一：目标IP为192.168.56.3

路由器A收到一个数据帧以后，路由器也有自己的网络协议栈，需要先向上交付，因为目标IP在网络层的报头中，我们需要先去掉数据链路层的报头才能取出网络层的报头。假设路由器A的网络层已经拿到了目标IP地址（192.168.56.3），根据路由转发的宏观思路，我们需要先找到目标网段。

先将目标IP（192.168.56.3）跟第一条路径的子网掩码（255.255.255.0）按位与得到网络号（192.168.56.0），这么做的目的是判断目标IP所处子网 是否等于 当前路由器直接相连的子网。目标所处子网是192.168.56.0，而第一条路径直接连接的网段是192.168.10.0，很显然地址不一致，然后比对下一条路。

将IP地址（192.168.56.3）跟第二条路径的子网掩码（255.255.255.0）按位与得到网络号，网络号为 192.168.56.0。第二条路径直接相连的网络是192.168.56.0，网段一致，说明就是这个方向。然后路由器A就会通过对应的接口eth1发送给下一个路由器（10.1.2.1）

2、案例二：目标IP为 202.10.1.2

跟第一条路径的子网掩码按位与得到网络号为192.168.56.0，不匹配，比对下一条路。

跟第二条路径的子网掩码按位与得到的网络号也是192.168.56.0，不匹配，比对下一条路。

...

结果到最后发现，所有的路都不匹配。换成现实中的例子就是问的人都不知道路，于是就会让我们去找熟悉路况的人。这里也是同理，路由器A通过默认接口，也就是最后一条路径，将你的报文从eth0发送给路由器（192.168.10.1），即让这个报文去查其他路由器的路由表。

补充：将子网掩码与目标IP按位与，其实就是将目标IP以同样的划分方式转换成对应的网段，以此来比对网段是否匹配。就好比我们在比较二进制和十进制的时候，一般都是先将二进制按照对应的规则，转化成十进制，然后再比较。

四、目标IP为127.0.0.1的路由转发

我们经常会用到这个IP来表示当前主机，路由转发的过程也很简单，其实就是报文在向下封装的时候，到达网络层查询路由表发现，目标IP就是当前主机，此时就不会继续向下封装，而是直接向上交付。