路由表、MAC表、二层转发表、ARP表、三层转发表

路由表、二层转发表、ARP表、三层转发表

1 路由表

(1)定义:路由器中维护的路由条目的集合。
(2)功能:路由表是路由器选择路径的唯一依据。即表里面有匹配项就转发数据,没有就将数据丢弃,丢弃之后向源端发送回馈机制。
路由表(routing table)或称路由择域信息库(RIB, Routing Information Base),是一个存储在路由器或者联网计算机中的电子表格(文件)或类数据库。路由表存储着指向特定网络地址的路径(在有些情况下,还记录有路径的路由度量值)。路由表建立的主要目标是为了实现路由协议和静态路由选择。
在每一个路由器设备中,通常都维护了两张比较相似的表,分别为:
(1)路由信息表(Routing Information Base),简称为RIB表、路由表
(2)转发信息表(Forwarding Information Base), 简称为FIB表、转发表

在路由表中,每一项都包括如下内容:
(1)目的网络地址(Destination) + 子网掩码(Genmask):
网络地址和网络掩码共同确定本机可以达到的目的网络范围,通常情况下,目的网络范围包含以下几种情况: (1) 主机地址:某个特定主机的网络地址; (2) 子网地址:某个特定子网的网络地址; (3)默认路由:所有未在路由表中指定的网络地址,用0.0.0.0统一匹配,用于配置默认网关(ubantu虚拟机中默认路由显示为default)
(2)网关(Gateway)/下一跳(Next Hop):
一般终端设备如(PC,手机等)接入网络时,无需配置任何路由信息,而是通过路由器的DHCP协议分配IP地址,终端设备接收IP地址的同时会将本设备的网关设置为直连的路由器。而后上网过程中所有的报文在查询路由时,由于没有其他路由,因此被直接发送到了网关设备,有网关设备进行后续转发功能。
而网络设备一般通过配置动态路由协议来更新路由表,除此之外也会设置默认网关。在收到数据包时如果路由表中有对应的路由表项,则通过此表项的出接口发送到下一跳网络设备,如果没有匹配到相应的路由表项,则需要发给默认网关,有网关进行后续转发处理工作。
(3)接口(Iface):
接口定义了针对特定的网络目的地址,路由器用于转发数据包的出接口。即用来确定数据包从哪个网口上发送到下一跳设备。
(4)跳数(Metric):
跳数用于指出路由的成本,通常情况下代表:到达目标地址所需要的总路由器个数,一个跳数代表经过一个路由器,IP数据报首部中的TTL字段就是该数据报所能存活的总跳数。跳数越少往往代表着该路由成本越低,跳数越多则说明成本越高。当具有多条达到相同目的网络的路由选项时,路由算法会选择具有更少跳数的路由。
(5)标志(Flag):
路由表中常见的flag标记有:
● U:路由是动态的;
● H:目标是一个主机;
● G:路由指向网关;
● R:恢复动态路由产生的表项;
● D:由路由的后台程序动态安装;
● M:由路由的后台程序修改;
● !: 拒绝路由。
(6)引用次数(Refs):
Linux内核中未使用,一般是0;
(7)查询次数(Use):
此路由项被路由软件查找的次数。

2 MAC表

从ISO网络模型上划分来说,路由表位于网络层,它用来进行路由和寻址功能。而Mac表则维护数据链路层,用来记录MAC地址–>端口之间的映射。
MAC表中包括的内容有:
● MAC地址
● 物理接口
● Mac条目类型(可能)
● 老化时间

MAC地址表项的老化时间默认5分钟,可以自行修改。
MAC地址的老化时间更新机制:某条数据流进入端口后,MAC地址进行动态学习。如果该数据流一直存在,则此MAC地址老化时间会一直刷新,不会进行老化。当数据流停止,MAC地址经过老化时间后自动老化。
MAC表详细介绍链接: https://blog.csdn.net/qq_42342531/article/details/116601108

3 二层转发表

MAC表+VLAN ID

4 三层转发表

二层转发表+IP地址

5 ARP表

IP地址和Mac地址间的映射。

6 路由寻址过程

(1)搜索路由表,找出路由表中能与数据报目标IP地址完全匹配的主机IP地址(网络地址和主机地址都要匹配)。如果找到,就用该地址行对应的那个Gateway网关地址(下一跳地址)继续传输,没找到则转步骤2.
(2)搜索路由表,找出路由表中能与数据报目标网络地址匹配的网络地址。就用该地址行对应的那个Gateway网关地址(下一跳地址)继续传输,没找到则转步骤3.
(3)选择默认路由项,这通常意味着数据报的下一跳路由是网关。

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