路由器转发分组算法详解：子网划分与IP路由决策

在计算机网络的第四章，关于网络层的讨论深入探讨了划分子网和路由器转发分组的算法。首先，网络层的服务类型是关键知识点，它提供了两种主要服务：一种是面向连接的服务，类似于电信网的经验，通过建立虚电路（Virtual Circuit）确保数据的可靠传递，这涉及到网络负责可靠交付，保证分组按照顺序无差错到达目的地。另一种是无连接服务，更强调网络层的简单性和效率。 当涉及分组转发时，路由器遵循以下步骤： 1. **目的地址提取**：从接收到的IP数据报中提取目的IP地址D。 2. **子网匹配**：使用子网掩码与D进行逐位与运算，判断是否与特定网络地址匹配。如果匹配，直接交付；否则进入间接交付阶段。 3. **特定主机路由**：如果有目的主机的路由信息，将分组转发到指定的下一跳路由器。 4. **路由表匹配**：对路由表中的每一行子网掩码与D进行匹配，如果找到匹配的网络地址，转发到相应的下一跳。 5. **默认路由**：如果所有其他路由都不匹配，查找默认路由并转发给指定的默认路由器。 6. **错误处理**：如果以上步骤都无法找到合适的路由，报告分组转发错误。 此外，章节还讲解了划分子网（subnetting）和构造超网（CIDR，Classless Inter-Domain Routing）的概念，这是为了提高IP地址的利用率和网络管理效率。子网划分使得多个小规模网络可以共享同一IP地址空间，而CIDR则通过连续的IP地址块表示网络，简化了路由表的管理和查找。 路由选择协议如内部网关协议（IGP，如RIP和OSPF）和外部网关协议（EGP，如BGP）则是网络层的重要组成部分，它们负责路由决策和维护网络拓扑。路由器的构成也包含在内，包括处理多播（IP多播）和网络地址转换（NAT）等技术。 总结来说，本章涵盖了网络层的核心概念，如虚拟互连网络、IP地址和硬件地址的关系、分类IP地址与无分类地址策略、以及路由选择协议的工作原理，这些都是理解网络路由和转发机制的基础。