应用层路由 win7

网路层路由与应用层路由

IP互连网中各主机的正确通信都是有正确的路由来保证的这里说的路由不是硬件路由器而是路由策略。首先总结一下网络中有哪些和路由相关的地址

地址用于链路层中的逐跳路由也就是源主机发出数据包中的源MAC地址是源主机的MAC地址目的MAC地址必须是和源主机直接相连的一个主机的MAC地址所以一个IP数据报从源主机发往目的主机的过程每经过一次转发都要修改一次源/目的MAC地址

2.IP地址用于网络层也就是IP层的路由IP数据报在到达最终目标主机注意这里是说从网络层看是最终目标主机但从应用层看不一定是最终目标主机过程中无论经过多少次转发其源/目的IP地址是始终不会改变的路由器就是利用IP数据包中的目的IP地址结合路由表来进行路由IP数据报的

3.应用层协议地址这个和具体的应用层协议相关不同的应用层协议有不同的地址。比如http协议使用域名作为路由地址邮件协议SMTP使用的形式来做为路由地址使用-结合-的方式寻址SIP也使用类似地址的方式寻址。

了解了这些地址之后现在考虑一个问题一个从应用层发出来的消息从源主机到最终目标主机的过程中可能会经过很多次路由器的转发那么在各次转发过程中数据包中的三类路由地址都是如何变化的呢

先分析一个简单的例子从浏览器中输入http://www.baidu.com然后回车这时候浏览器会向baidu网页服务器的80端口发送http请求消息那么这个消息里面三类路由地址分别是什么呢应用层地址很明显就是网址http://www.baidu.com那么IP地址是什么呢这里IP地址就是百度网页服务器的IP地址那么浏览器是怎么知道这个IP地址的呢浏览器的实现中应该会有一个Gethostbyname()的API调用会根据输入的网址调用这个API然后源主机就会给DNS服务器发送消息来解析baidu网页服务器的IP地址然后DNS服务器把这个IP地址返回给源主机浏览器浏览器将http消息和返回的百度IP作为参数调用TCP发送消息的API这样http请求消息就被加上了TCP头部TCP头部中的目的IP应用层路由 win7就是百度网页服务器IP然后发送出去请求消息在到达百度服务器过程中无论经过多少次转发这个IP地址始终不变但是MAC地址会在每次转发时都改变。

上面的例子比较简单我们看到应用层直接把最终目的地的IP地址填入消息中然后一直不变当然这其中需要DNS服务器的参与。那是不是所有应用层协议都能够直接获取到最终目标主机的IP然后填入消息中发送出去呢上面我们是靠DNS服务器来获取最终目标主机IP的可并不是所有应用层协议都是用域名来做为路由地址因此也就无法通过DNS服务器来获取最终IP地址。

现在来考虑一个Diameter消息路由的例子IMS网络中S-CSCF要给HSS发送一个MAR消息由于Diameter可以承载在TCP或者SCTP之上这里以TCP为例。首先看应用层的路由地址这个是有Diameter基础协议来规定的Diameter基础协议规定用Destination-HostAVP结合Destination-RealmAVP的方式来路由Diameter消息应用层知道要将MAR消息发送给哪个HSS并且需要知道该HSS的DestinationHost和DestinationRealm比如DestinationHostCTC_HCF-4DestinationRealmIMS.CTC.COM这些数据应该都是在S-CSCF中配置好的。Destination-HostAVP和Destination-RealmAVP采用DNS的组织结构但是他们只是运营商内部自己定义的并不在公共DNS域中。这样应用层的路由地址有了不过Diameter最终是要通过TCP封装后发送出去的可是S-CSCF可能并不知道HSS的IP地址那MAR消息下一步应该发送给谁呢Diameter基础协议中为消息的路由定义了RelayAgentProxyAgentRedirectAgent等设备这些设备就是专门用来路由Diameter消息的这里暂且不详述其作用上的差别先拿ProxyAgent来举例。在S-CSCF上应该有某个ProxyAgent的配置数据其中包括该ProxyAgent的IP地址或者Hostname从该S-CSCF发出的Diameter消息都发往该ProxyAgent因此MAR消息中IP应该填写该ProxyAgent的IP如果配置数据中用的是Hostname可以通过运营商内部的DNS服务器获取到相应IP地址。ProxyAgent收到MAR消息后依次解码到Diameter层然后检查其DestinationHost和DestinationRealm是否和自己的DestinationHost和DestinationRealm一致如果不一致则查询Realm路由表和Peer路由表根据MAR中的DestinationRealm和Realm路由表决定下一跳应发往哪里比如是另一个ProxyAgent或者就是目的HSS这里假定通过查找后找到下一跳就是目的HSS则ProxyAgent将MAR消息中的目的IP地址修改为HSS的IP然后发送出去。HSS收到MAR消息后解码到Diameter层发现其中的DestinationHost和DestinationRealm与自身的DestinationHost和DestinationRealm完全一致于是收下MAR消息至此MAR消息传递完毕。关于Diameter消息路由的详细解释会在一篇单独的Diameter文章中说明。

通过上面的两个例子可以看到消息传递过程中MAC地址最简单肯定要不断变化。至于IP地址和应用层地址需要根据具体的协议来分析。通常原则是这样的如果发送端可以直接获得最终目标主机的IP地址那么这个IP地址就始终不发生变化并且消息中一般无需包含应用层路由地址此类协议中一般也不需要定义对消息进行路由的应用层路由设备注意这里说的是应用层路由设备比如Diameter中的ProxyAgent比如HTTP协议如果发送端无法获得最终目标主机的IP地址那么消息中通常要始终携带应用层路由地址并且这个地址是一直不变的协议中通常需要定义对消息进行路由的应用层路由设备应用层路由设备对应用层路由地址进行解析决定消息的下一跳比如Diameter和SIP协议。

最后提一下端口号端口号和主机之间的路由没有任何关系它的作用只是用来区别同一协议的不同进程当一个数据包到达目标主机后首先发到IP层然后根据IP层的协议指示字段发往上层协议栈也就是TCP/UDP/SCTP接下来TCP/UDP/SCTP再根据头部的端口号将数据发往相应的进程。不同协议可以复用同一端口号。