網路層路由

當裝置有多條路徑可以到達目的地時，它總是選擇一條路徑，優先於其他路徑。這個選擇過程稱為路由。路由由稱為路由器的專用網路裝置完成，也可以透過軟體程序完成。基於軟體的路由器功能和範圍有限。

路由器始終配置有某些預設路由。預設路由告訴路由器，如果找不到特定目的地的路由，則將資料包轉發到哪裡。如果存在多條路徑可以到達同一目的地，路由器可以根據以下資訊做出決策：

路由可以靜態配置或動態學習。可以配置一條路由優先於其他路由。

單播路由

網際網路和內聯網上的大部分流量，稱為單播資料或單播流量，都是使用指定的目的地傳送的。在網際網路上傳輸單播資料稱為單播路由。這是最簡單的路由形式，因為目的地已知。因此，路由器只需查詢路由表並將資料包轉發到下一跳。

預設情況下，廣播資料包不會由任何網路上的路由器路由和轉發。路由器建立廣播域。但在某些特殊情況下，可以將其配置為轉發廣播。廣播訊息的目標是所有網路裝置。

廣播路由可以透過兩種方式（演算法）完成：

路由器建立資料包，然後逐個將其傳送到每個主機。在這種情況下，路由器建立具有不同目標地址的單個數據包的多個副本。所有資料包都作為單播發送，但由於它們傳送給所有人，因此模擬了路由器正在廣播的情況。

此方法消耗大量頻寬，路由器必須知道每個節點的目標地址。
其次，當路由器收到要廣播的資料包時，它只需將其從所有介面中泛洪出去。所有路由器的配置方式相同。

此方法對路由器的 CPU 來說很容易，但可能會導致從對等路由器接收到的重複資料包的問題。

反向路徑轉發是一種技術，其中路由器預先知道其應該接收廣播的前驅。此技術用於檢測和丟棄重複項。

組播路由是廣播路由的一種特殊情況，具有顯著的差異和挑戰。在廣播路由中，即使節點不需要，資料包也會發送到所有節點。但在組播路由中，資料僅傳送到希望接收資料包（或流）的節點。

路由器必須知道存在希望接收組播資料包（或流）的節點，然後才能轉發。組播路由使用生成樹協議來避免迴圈。

組播路由也使用反向路徑轉發技術來檢測和丟棄重複項和迴圈。

任播資料包轉發是一種機制，其中多個主機可以具有相同的邏輯地址。當收到發往此邏輯地址的資料包時，它將傳送到路由拓撲中最接近的主機。

任播路由藉助 DNS 伺服器完成。每當收到任播資料包時，都會向 DNS 查詢傳送位置。DNS 提供在其上配置的最近的 IP 地址。

有兩種路由協議可用於路由單播資料包：

距離向量路由協議

距離向量是一種簡單的路由協議，它根據源和目的地之間的跳數做出路由決策。跳數較少的路由被認為是最佳路由。每個路由器都將其最佳路由集通告給其他路由器。最終，所有路由器都基於其對等路由器的通告構建其網路拓撲。

例如，路由資訊協議 (RIP)。
鏈路狀態路由協議

鏈路狀態協議比距離向量協議稍微複雜一些。它考慮網路中所有路由器的鏈路狀態。此技術幫助路由構建整個網路的公共圖。然後，所有路由器都計算其用於路由目的的最佳路徑。例如，開放最短路徑優先 (OSPF) 和中間系統到中間系統 (ISIS)。

單播路由協議使用圖，而組播路由協議使用樹，即生成樹來避免迴圈。最佳樹稱為最短路徑生成樹。

協議無關組播現在通常使用。它有兩種型別：

路由演算法如下：

泛洪是最簡單的分組轉發方法。當收到資料包時，路由器會將其傳送到除接收資料包的介面以外的所有介面。這會給網路帶來過多的負擔，並且許多重複的資料包在網路中漫遊。

生存時間 (TTL) 可用於避免資料包無限迴圈。存在另一種泛洪方法，稱為選擇性泛洪，以減少網路開銷。在這種方法中，路由器不會在所有介面上泛洪，而只在選擇的介面上泛洪。

網路中的路由決策大多基於源和目的地之間的成本。跳數在這裡起著重要作用。最短路徑是一種使用各種演算法來確定具有最小跳數的路徑的技術。

常見的最短路徑演算法是：

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