路由是把信息從源穿過網(wǎng)絡(luò)傳遞到目的的行為，在路上，至少遇到一個中間節(jié)點。路由通常與橋接來對比，在粗心的人看來，它們似乎完成的是同樣的事。它們的主要區(qū)別在于橋接發(fā)生在OSI參考協(xié)議的第二層（鏈接層），而路由發(fā)生在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）。這一區(qū)別使二者在傳遞信息的過程中使用不同的信息，從而以不同的方式來完成其任務(wù)。

　　路由包含兩個基本的動作：確定最佳路徑和通過網(wǎng)絡(luò)傳輸信息。在路由的過程中，后者也稱為（數(shù)據(jù)）交換。交換相對來說比較簡單，而選擇路徑很復(fù)雜。

　　metric是路由算法用以確定到達(dá)目的地的最佳路徑的計量標(biāo)準(zhǔn)，如路徑長度。為了幫助選路，路由算法初始化并維護包含路徑信息的路由表，路徑信息根據(jù)使用的路由算法不同而不同。

　　路由算法根據(jù)許多信息來填充路由表。目的/下一跳地址對告知路由器到達(dá)該目的最佳方式是把分組發(fā)送給代表“下一跳”的路由器，當(dāng)路由器收到一個分組，它就檢查其目標(biāo)地址，嘗試將此地址與其“下一跳”相聯(lián)系。路由表還可以包括其它信息。路由表比較metric以確定最佳路徑，這些metric根據(jù)所用的路由算法而不同，下面將介紹常見的metric。路由器彼此通信，通過交換路由信息維護其路由表，路由更新信息通常包含全部或部分路由表，通過分析來自其它路由器的路由更新信息，該路由器可以建立網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼?xì)圖。路由器間發(fā)送的另一個信息例子是鏈接狀態(tài)廣播信息，它通知其它路由器發(fā)送者的鏈接狀態(tài)，鏈接信息用于建立完整的拓?fù)鋱D，使路由器可以確定最佳路徑。

　　交換算法相對而言較簡單，對大多數(shù)路由協(xié)議而言是相同的，多數(shù)情況下，某主機決定向另一個主機發(fā)送數(shù)據(jù)，通過某些方法獲得路由器的地址后，源主機發(fā)送指向該路由器的物理（MAC）地址的數(shù)據(jù)包，其協(xié)議地址是指向目的主機的。

　　路由器查看了數(shù)據(jù)包的目的協(xié)議地址后，確定是否知道如何轉(zhuǎn)發(fā)該包，如果路由器不知道如何轉(zhuǎn)發(fā)，通常就將之丟棄。如果路由器知道如何轉(zhuǎn)發(fā)，就把目的物理地址變成下一跳的物理地址并向之發(fā)送。下一跳可能就是最終的目的主機，如果不是，通常為另一個路由器，它將執(zhí)行同樣的步驟。當(dāng)分組在網(wǎng)絡(luò)中流動時，它的物理地址在改變，但其協(xié)議地址始終不變。

　　路由可以分為以下幾類：

　　(1)靜態(tài)與動態(tài)

　　靜態(tài)路由算法很難算得上是算法，只不過是開始路由前由網(wǎng)管建立的表映射。這些映射自身并不改變，除非網(wǎng)管去改動。使用靜態(tài)路由的算法較容易設(shè)計，在網(wǎng)絡(luò)通信可預(yù)測及簡單的網(wǎng)絡(luò)中工作得很好。

　　由于靜態(tài)路由系統(tǒng)不能對網(wǎng)絡(luò)改變做出反映，通常被認(rèn)為不適用于現(xiàn)在的大型、易變的網(wǎng)絡(luò)。九十年代主要的路由算法都是動態(tài)路由算法，通過分析收到的路由更新信息來適

　　應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的改變。如果信息表示網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了變化，路由軟件就重新計算路由并發(fā)出新的路由更新信息。這些信息滲入網(wǎng)絡(luò)，促使路由器重新計算并對路由表做相應(yīng)的改變。

　　動態(tài)路由算法可以在適當(dāng)?shù)牡胤揭造o態(tài)路由作為補充。例如，最后可選路由（router of last resort），作為所有不可路由分組的去路，保證了所有的數(shù)據(jù)至少有方法處理。

　　(2)單路徑與多路徑

　　一些復(fù)雜的路由協(xié)議支持到同一目的的多條路徑。與單路徑算法不同，這些多路徑算法允許數(shù)據(jù)在多條線路上復(fù)用。多路徑算法的優(yōu)點很明顯：它們可以提供更好的吞吐量和可靠性。

　　(3)平坦與分層

　　一些路由協(xié)議在平坦的空間里運作，其它的則有路由的層次。在平坦的路由系統(tǒng)中，每個路由器與其它所有路由器是對等的；在分層次的路由系統(tǒng)中，一些路由器構(gòu)成了路由主干，數(shù)據(jù)從非主干路由器流向主干路由器，然后在主干上傳輸直到它們到達(dá)目標(biāo)所在區(qū)域，在這里，它們從最后的主干路由器通過一個或多個非主干路由器到達(dá)終點。

　　路由系統(tǒng)通常設(shè)計有邏輯節(jié)點組，稱為域、自治系統(tǒng)或區(qū)間。在分層的系統(tǒng)中，一些路由器可以與其它域中的路由器通信，其它的則只能與域內(nèi)的路由器通信。在很大的網(wǎng)絡(luò)中，可能還存在其它級別，最高級的路由器構(gòu)成了路由主干。

　　分層路由的主要優(yōu)點是它模擬了多數(shù)公司的結(jié)構(gòu)，從而能很好地支持其通信。多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)通信發(fā)生在小組中（域）。因為域內(nèi)路由器只需要知道本域內(nèi)的其它路由器，它們的路由算法可以簡化，根據(jù)所使用的路由算法，路由更新的通信量可以相應(yīng)地減少。

　　(4)主機智能與路由器智能

　　一些路由算法假定源結(jié)點來決定整個路徑，這通常稱為源路由。在源路由系統(tǒng)中，路由器只作為存貯轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，無意識地把分組發(fā)向下一跳。其它路由算法假定主機對路徑一無所知，在這些算法中，路由器基于自己的計算決定通過網(wǎng)絡(luò)的路徑。前一種系統(tǒng)中，主機具有決定路由的智能，后者則為路由器具有此能力。

　　主機智能和路由器智能的折衷實際是最佳路由與額外開銷的平衡。主機智能系統(tǒng)通常能選擇更佳的路徑，因為它們在發(fā)送數(shù)據(jù)前探索了所有可能的路徑，然后基于特定系統(tǒng)對“優(yōu)化”的定義來選擇最佳路徑。然而確定所有路徑的行為通常需要很多的探索通信量和很長的時間。

　　(5)域內(nèi)與域間

　　一些路由算法只在域內(nèi)工作，其它的則既在域內(nèi)也在域間工作。這兩種算法的本質(zhì)是不同的。其遵循的理由是優(yōu)化的域內(nèi)路由算法沒有必要也成為優(yōu)化的域間路由算法。

　　(6)鏈接狀態(tài)與距離向量

　　鏈接狀態(tài)算法（也叫做短路徑優(yōu)先算法）把路由信息散布到網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點，不過每個路由器只發(fā)送路由表中描述其自己鏈接狀態(tài)的部分。距離向量算法（也叫做Bellman-Ford算法）中每個路由器發(fā)送路由表的全部或部分，但只發(fā)給其鄰居。也就是說，鏈接狀態(tài)算法到處發(fā)送較少的更新信息，而距離向量算法只向相鄰的路由器發(fā)送較多的更新信息。

　　由于鏈接狀態(tài)算法聚合得較快，它們相對于距離算法產(chǎn)生路由環(huán)的傾向較小。在另一方面，鏈接狀態(tài)算法需要更多的CPU和內(nèi)存資源，因此鏈接狀態(tài)算法的實現(xiàn)和支持較昂貴。雖然有差異，這兩種算法類型在多數(shù)環(huán)境中都可以工作得很好。