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Lecture Notes

Exercises

路由器的任务是根据路由表转发接收到的数据报：路由表是一系列规则，用于指导路由器针对任何给定的数据报应如何进行转发。

• 发送出什么接口。
• 下一跳的IP地址。

这个check的工作是实现一个路由器，它可以为任何给定的数据报解决上面这两件事。

代码实现上，需要配置一个Router类，可以实现：

• 跟踪路由表（转发规则或路由的列表）
• 转发它接收到的每个数据报：
  • 到正确的下一跳
  • 在正确的输出网络接口上。

一条路由是一条“匹配-动作”规则：它告诉路由器，如果一个数据报的目的地是特定网络（即一组IP地址范围），并且该路由被选为最具体的匹配路由，那么路由器应该将该数据报转发到特定接口上的特定下一跳。

匹配部分： 数据报是否发往这个网络？route_prefix（路由前缀）和prefix_length（前缀长度）共同指定了一个可能包含数据报目的地的IP地址范围（即网络）。route_prefix是一个32位的数值IP地址，而prefix_length是一个介于0到32（包括）之间的数字，表示route_prefix中多少个最高有效位是有效的。例如，为了表示通往“18.47.0.0/16”网络的路由（这匹配任何前两个字节为18和47的32位IP地址），route_prefix将是305070080（即18 × 2²⁴ + 47 × 2¹⁶），prefix_length为16。任何发往“18.47.x.y”的数据报都会匹配。

动作部分： 如果路由匹配并且被选中，应该执行什么操作。如果路由器直接连接到所讨论的网络，next_hop（下一跳）将是一个空的可选项。在这种情况下，next_hop就是数据报的目的地址。但如果路由器通过其他路由器连接到所讨论的网络，next_hop将包含路径上下一个路由器的IP地址。接口编号给出了路由器应使用哪个 NetworkInterface 来发送数据报给next_hop。你可以通过 interface(interface_num) 方法访问此接口。

在路由器测试中使用的模拟测试网络见下图。

参考：

1. CS 144
2. CS144 | Winter 2024, Lab 0~7 记录（已开源）