第二章·第二节路由表 (Routing Tables)

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💡 摘要 (Powered by OpenAI)

本文深入介绍了 BIRD 路由表的内部设计，包括 net/rte/rta 核心数据结构、最佳路由链表机制，以及递归下一跳解析、Flowspec 验证和 RPKI 重验证三种跨表自动更新机制。

路由表概述

路由表是 BIRD 中最重要的数据结构。它们保存着所有已知网络、关联路由及其属性的信息。

BIRD 拥有多张路由表：

主表 (Primary table)：默认使用的路由表
辅表 (Secondary tables)：配置文件中请求的任意数量的额外表

每张表本质是一个 FIB，包含描述各个目的网络的条目。

核心数据结构

网络条目 (net)：每个目的地网络由一个 net 结构表示，其下挂载一条单向链表的路由条目 (rte)：

net → rte(best) → rte → rte → ...

链表上第一个条目是最佳路由（当前用于转发的路由）
其余条目的顺序未定义（它们可能是等价的备选路径）

💡 译者注

BIRD 的路由表设计遵循"一网络多路径"的模型。对于同一个目的网络，可以同时存在多条路由（如通过不同邻居学到的 BGP 路由），但只有最佳的那条会被实际使用。其他路由作为备份，当最佳路由失效时自动切换。这也是 ECMP (等价多路径) 实现的基础：多条度量值相等的最佳路由可同时用于转发。

路由条目 (rte) 包含：

字段	说明
`net` + `src`	路由表中标识路由的唯一键 (key)
`rta` 指针	指向路由属性结构，保存路由的主要数据
`route id`	路由标识符
`REF_*` 标志	引用计数和 COW (Copy-on-Write) 标志
`pflags`	协议特定标志，仅由协议钩子使用，非路由表核心数据

路由属性 (rta)：保存路由的实际属性信息，包括下一跳、度量值、BGP 路径等。多个 rte 可共享同一个 rta（通过引用计数），这是 BIRD 节省内存的重要机制。

三种自动更新机制

BIRD 实现了三种允许一张路由表（dst）中的路由随另一张表（src）变更而自动更新的机制：

机制一：递归下一跳解析

问题：dst 表的路由具有间接下一跳地址（如 BGP 的 NEXT_HOP 属性），需通过 src 表中的 IGP 路由解析出直接下一跳。

实现：

src 表
  └── hostcache ─── hostentry[]
        │              └── trie (前缀树)
        │
        └── hostentry ← 多个递归路由可共享
               └── 解析结果 (直接下一跳)

rt_notify_hostcache() — 当 src 表最佳路由变更时，立即通过 trie 检查是否影响被跟踪的下一跳
rt_update_hostcache() — 异步遍历所有 hostentry，重新解析
rt_next_hop_update() — 若 hostentry 解析有变，异步遍历 dst 表所有路由更新下一跳

💡 译者注

这种"双重遍历"（先遍历 hostcache，再遍历 dst 表）看似低效，但实际上是无反向索引情况下的最优解。由于路由和下一跳之间没有直接的"路由→受影响下一跳"或"下一跳→其路由"的映射表，只能通过全表扫描来发现变更。不过，trie 的存在确保了只有真正相关的变更才会触发全表扫描。

机制二：流规范 (Flowspec) 验证

问题：Flowspec 路由的有效性取决于其网络前缀在 IP 路由表中的解析结果。

与递归下一跳类似但更简单——无需中间 hostcache/hostentry（因为不同 flow 共享相同网络前缀的概率远低于路由共享相同下一跳）。

数据流：

rt_flowspec_notify() — 立即检查所有关联 dst 表
rt_next_hop_update() — 异步重验证 flowspec 路由并重建 trie

机制三：RPKI 重验证

最简单的机制。src 表维护订阅者列表，变更发生后等待稳定时间 (settle time) 再通知。与上面不同，dst 不是表而是通道 (channel)，通过过滤器重新馈送路由。

核心 API

函数	说明
`net_roa_check(tab, n, asn)`	在 ROA 表中按 RFC 6483 验证路由来源，返回 `ROA_VALID`/`ROA_INVALID`/`ROA_UNKNOWN`
`aspa_check(tab, path, force_upstream)`	在 ASPA 表中按 AS路径验证，实现 draft-ietf-sidrops-aspa-verification
`rte_find(net, src)`	在指定网络下查找特定来源的路由条目

本文译者及原文信息

Hat

译者

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原文作者： <Ondrej Filip>, <Martin Mares>, <Maria Matejka>, <Ondrej Zajicek>

原文链接： https://bird.network.cz/?get_doc&v=20&f=prog-2.html#ss2.2

原文标题： 2.2 Routing tables

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遵循协议： CC BY-NC-SA 4.0

译者： hat

翻译时间： 2026-05-01

更新时间： 2026-05-01

本文链接： https://bird.xmsl.dev/docs/developer-guide/2-2-routing-tables.html

第二章·第二节 路由表 (Routing Tables) ​

路由表概述 ​

核心数据结构 ​

三种自动更新机制 ​

机制一：递归下一跳解析 ​

机制二：流规范 (Flowspec) 验证 ​

机制三：RPKI 重验证 ​

核心 API ​

本文译者及原文信息 ​

Hat