IP路由与OSPF协议详解

# 1. IP路由基础

在网络通信中，IP路由是至关重要的一环。本章将介绍IP路由的基础知识，包括IP地址与子网划分、路由器工作原理以及路由选择算法。

## 1.1 IP地址与子网划分

IP地址是用于在网络上唯一标识主机和路由器的地址。IPv4地址由32位组成，通常以四个十进制数表示，如192.168.1.1。子网划分是将一个较大的IP地址空间划分为多个较小子网的过程，更合理地管理IP地址。

# 示例：IP地址与子网划分
ip_address = "192.168.1.1"
subnet_mask = "255.255.255.0"

# 网络地址计算
def calculate_network_address(ip, mask):
    ip_list = ip.split('.')
    mask_list = mask.split('.')
    network_address = []
    for i in range(4):
        network_address.append(str(int(ip_list[i]) & int(mask_list[i])))
    return '.'.join(network_address)

network = calculate_network_address(ip_address, subnet_mask)
print("IP地址的网络地址为: " + network)

**代码总结**：以上代码演示了如何计算IP地址的网络地址。

**结果说明**：对于IP地址192.168.1.1，子网掩码255.255.255.0，计算得到的网络地址为192.168.1.0。

## 1.2 路由器工作原理

路由器是负责转发数据包的网络设备，工作在网络层。它通过路由表决定数据包的转发方向，实现网络间的通信。

// 示例：路由器工作原理
public class Router {
    private Map<String, String> routingTable;

    public Router() {
        routingTable = new HashMap<>();
    }

    public void addRoute(String destination, String nextHop) {
        routingTable.put(destination, nextHop);
    }

    public String getNextHop(String destination) {
        return routingTable.get(destination);
    }
}

// 在路由器上添加路由表项
Router router = new Router();
router.addRoute("192.168.1.0", "192.168.1.1");

// 获取目的地192.168.1.0的下一跳地址
String nextHop = router.getNextHop("192.168.1.0");
System.out.println("下一跳地址为: " + nextHop);

**代码总结**：以上Java代码展示了路由器添加路由表项及获取下一跳地址的过程。

**结果说明**：在路由表中添加目的地192.168.1.0的下一跳地址为192.168.1.1。

## 1.3 路由选择算法

路由选择算法是决定数据包传输路径的关键。常用的路由选择算法包括距离向量算法、链路状态算法等，它们影响着网络的性能和稳定性。

// 示例：路由选择算法 - 距离向量算法
const distanceVector = {
    "A": {"A": 0, "B": 5, "C": 3},
    "B": {"A": 5, "B": 0, "C": 1},
    "C": {"A": 3, "B": 1, "