路由器递归查询 （Recursive Table Lookups）的作用

什么是？

所谓路由的过程就是从入站接口接收到数据包，经过CPU的处理（查找路由表，重构二层帧），把“新”包放入到相应的 接口的过程。这个过程实际上可以 转化成下面的模型：一辆汽车（数据包）走到了十字路口，注意，此时它是有目的地的（目的IP地址），比如这辆汽车想去往北京，到了这个十字路口， 看到了有几个牌子上面写着“北京，石家庄，唐山”，那么这个时候驾驶员（CPU）就应该来选择那个去往北京的路口（出站接口），这样也就完成了路由功能。

 

更进一步，微观上的路由查询是怎么进行的。

这里所说的微观，并不去讨论路由转发的各种算法，而是去讨论如何去查找路由表。

我们先来看一个简单的拓扑

有四个路由器，分别是POOH,TIGGER,PIDET,RABBIT，在这个拓扑下面显示的是POOH的路由表，可以 看到，现在已经可以从POOH上查询到了五个网段，也就是说现在达到了全网互通。

举 例来说，如果想达到网段10.1.10.0，CPU开始查找路由表，发现了一个路由条目是到达10.1.10.0的，通过192.168.1.194,而 这个地址就是piglet路由器最左边的那个端口，那么这个192.168.1.194又是怎么到达呢？再一次查找路由表，找到了一个网段 192.168.1.192，这里面就包含了192.168.1.194这个地址，而到达它是通过192.168.1.66来实现的。那么 192.168.1.66又是应该怎么到达？还得继续查找路由表。192.168.1.194

这个过程在周而复始的进行，形成一个递归的过程，知道路由器找到直连网段位置，按照上面的那个实例来说就是当找到192.168.1.64这个条目。


好了，这就是路由器递归查询的过程。
但是，这样的查询方法有什么用途呢？你是否考虑过呢？

先让我们回到一个比较本质的问题上去，路由器和交换机的作用是什么？其实无非是两个作用，一是考虑如何把数据包正确的送到目的地址，二是如何更快的送到。 至于其他的各种安全技术，QoS等等都是为这两个终极目标服务的。

由于本篇不涉及到交换机的内容所以在此略过不提，单说路由器，工程师们为了让路由器更好的完成这两个任务做出了不懈的努 力，其中一个就是不断改进的包交换方法以达到快速的转发包的目的。

先让我们从历史的角度看一下
最早诞生的是“进程交换”
这种交换很传统，路由器每收到一个包就会通过CPU查找路由表然后送到出站端口，每过来一个包就会这样做一次。这种方法是没有问题的，但是却很慢，明显的 效率不高。
为了解决这个问题，“快速交换”诞生了
这 里面有一个前提，也是能开发出“快速交换”的一个先提条件，那就是我们的数据一般都是以流的形式传播的，流，这个词十分形象，就是一串数据包都去往同一个 地方。当工程师发现了这个规律之后，“快速交换”的想法诞生了，所谓快速交换就是，先分析每个流的第一个包，按照进程交换的方式进行查询，然后出站同时把 这个查询的结果保存在一个独立的缓存中。当这个流中剩下的包进站时，路由器不是去查路由表而是去查缓存，这样就能节省CPU的资源，直接把包转发出去。这 样不但提高了包转发的速度，实际上也提高了CPU的使用效率。
最后就是CEF
思科的快速交换，CEF有太多的内容需要讲，相对于前两种交换方式有很大的不同，我在这里只取其在交换形式上的差别。进程交换是当一个新数据流来了后路由 第一个包，然后把信息记入缓存来对转发进行加速。而CEF的做法更绝！
连第一个包都不用查了，直接进行缓存操作！而且是在包之前就进行了缓存。

也就是大名鼎鼎的FIB表。

当一个数据包入站的时候，直接查询FIB表而不是路由表，这样就能大大增加转发的速度。
也 许你有疑问，我当初就是有疑问的，本来有好好的路由表，现在又建立了一个FIB表，一个数据包到了不还是需要查找吗？这样有什么作用？很显然现在一般的图 书上并没有写明原因，没有给我一个合理的解释。不过对于这个问题，以及对于CEF的专题讨论我会在下周的时候单独写一篇文章来叙述，让你明白CEF!

现在让我们尊重一个事实，CEF更快！

我用了大量的篇幅来写看似与本篇主题无关的“路由器交换”，我想告诉大家的是“加快交换，远离路由表”，CPU路由查询的次数越少转发的效率越高！

那么现在让我们回到本篇文章的主题“递归路由的查询”，强烈的困惑！人家查一次路由表都嫌多，你却使用递归查询查了那么多遍路由表！
确实，这就是递归查询的最大缺点！也是我们在设计网络的时候必须要考虑的一个问题。不过仔细想一下，既然这是一个极为“不成功”的方法，那么为什么还会允 许它的存在呢？这又是为了什么？

递归查询的优势！无与伦比的优势！

我们来看一下这个拓扑，注意一下SANDERZ的静态路由的设计。
这就是一个典型的递归路由的使用案例，可以仔细的看一下。
这里我们先设计一个情景，从显示的路由路由信息来看，现在到达右侧网段的所有数据都要从HEFFALUMP路由器通过，这个时候如果HEFFALUMP坏 了，那么必须要从WOOZLE进行路由。
这个时候网络管理员只需要调整一条路由就可以了。

Sanderz(config)# ip route 10.87.14.0 255.255.255.0 10.23.5.95
Sanderz(config)# no ip route 10.87.14.0 255.255.255.0 10.23.5.20

这样就完成了任务。
那么如果不使用递归路由呢？那么图中的每一个路由都要重新设置，如果按照上图的案例来说，我们需要重新写26条路由条目。如果你觉得这样的数量还能忍受， 那么如果有100个，400个网段呢？你要重写200条，800条路由！这个工作量就大了吧，你还能忍受吗？同样是400个网段，使用递归路由还是上面的 两条命令。
借用并改造算法中时间复杂度的概念：不使用递归路由的时间复杂度为O(n),而使用了递归路由的时间复杂度为O(1)！

这也就是递归路由最大的优点！


面对递归路由的优点与缺点，确实是很难办，是需要斟酌的。（这是《ROUTING TCP/IP VOL.1 》的说法）
不过我想其实并不是那么“难办”
从实际的网络应用来讲，现在能够使用静态路由的网络拓扑不会很大，相对于路由器CPU的处理能力来讲不是很大的负担，也就不会很影响速度，所以为了管理的 方便我们是可以放心的使用递归路由的。

但是，我这种说法并不包含 两个大的园区网之间用静态路由的情况（教育网），这样的情况还是使用最普通的路有方式吧。

具体情况具体分析，相必大家对与递归路由的优势和缺点也是很熟悉了，能够在其间取舍。