第7章 路由協議 讀書筆記

再復雜的網絡結構中，也需要通過合理的路由將數據發送到目標主機。而決定這個路由的，正是路由控制模塊。

7.1 路由控制的定義

7.1.1 ip地址與路由控制

互聯網是由路由器連接的網絡組合成的。 為了能讓數據包正確的到達目的地，路由器必須在途中進行正確的轉發。這種向正確的方向轉發數據進行的處理就是路由控制或路由。

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7.1.2 靜態路由與動態路由

路由控制分為靜態和動態 static routing and dynamic routing?

靜態路由是事先設置好路由器和主機并將路由信息固定的一種方法。而動態路由是指讓路由協議在運行過程中自動設置路由控制信息的一種方法。

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7.1.3 動態路由的基礎

動態路由

動態路由會給相鄰路由器發送自己已知的網絡信息，而這些信息又像接力一樣一次傳遞給其他路由器，甚至整個網絡都了解時，路由控制表也就制作完成了。

7.2 路由控制范圍

人們根據路由控制范圍使用IGP interior gateway PRotocol 和EGP exterior gateway protocol 兩種路由協議。

7.2.1 接入互聯網的各種組織機構

沒有管理者，也沒有被管理者，每個組織之間保持著平等的關系。

7.2.2 自治系統與路由協議

指定自己的路由策略，并以此為準在一個或多個網絡群體中采用的小型單位叫做自治系統?AS? autonomous system 或路由選擇域?routing domain?

7.2.3 IGP與EGP

路由協議分為EGP和IGP 兩個層次。沒有EGP 就不可能有世界上的各個不同組織機構之間的通訊。沒有IGP機構內部也就不可能進行通信。

IGP?還有RIP routing information protocol ,RIP2 OSPF Open shortest path first 開放式最短路徑優先 等眾多協議。

7.3 路由算法

路由控制有各種各樣的算法，其中最具代表性的有兩種，是距離向量 算法和鏈路狀態算法。 distance -vector link state 算法。

7.3.1 距離向量算法

距離向量算法DV 是指距離 和方向 決定目標網絡或目標主機位置的一種方法。

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7.3.2 鏈路狀態算法

7.3.3 主要路由協議

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7.4 RIP

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7.4.1 廣播路由控制信息

RIP將路由控制信息定期 向全網廣播。如果沒有收到路由控制信息，連接就會被斷開。不過這有可能是丟包導致的，因此RIP規定等待5此。如果第六次還沒有收到路由信息，才會真正關閉連接。

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7.4.2 根據距離向量確定路由

RIP基于距離向量算法決定路徑。距離 metrics 的單位是跳數。跳數是指經過路由器的個數。

根據距離向量生成距離向量表，再抽出較小的路由生成最終的路由控制表。

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7.4.3 使用子網掩碼時的RIP處理

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7.4.4 RIP中路由變更時的處理

7.4.5 RIP2

7.5 OSPF?

Open shortest path first?根據OSI的IS-IS intermediate system to intermediate system 提出的一種鏈路狀態型路由協議。

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7.5.1 OSPF是鏈路狀態型路由協議

路由器之間交換鏈路狀態生成網絡拓撲信息，然后再根據這個拓撲信息生成路由控制表。

RIP的路由選擇，要求圖中所經過的路由器個數越少越好。與之相比，OSPF 可以給每條鏈路賦予一個權重，并始終選擇一個權重最小的路徑作為最終路由。也就是說OSPF 以每個鏈路上的代價為度量標準，始終選擇一個總的代價最小的路徑。

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7.5.2 OSPF基礎知識

在OSPF中，把連接到同一個鏈路的路由器稱作相鄰路由器。

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在OSPF 中，根據作用的不同分為5種類型的包。

通過發送問候 hello 包確認是否連接。每個路由器為了同步路由控制信息，利用數據庫描述 database description 包相互發送路由摘要信息和版本信息。如果版本比較老，則首先發出一個鏈路狀態請求link state request??包請求路由控制信息，然后由鏈路狀態更新 link state update 包接收路由狀態信息，最后 通過鏈路狀態確認 link? state ack packet 包通知大家本地已經收到。路由控制信息。

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7.5.3 OSPF工作原理概述

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OSPF 進行連接確認的協議叫做HELLO 協議。

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LAN 中每10秒鐘發送一個HELLO 包。如果沒有HELLO 包到達，則進行連接是否斷開的判斷。

鏈路狀態發生變化，路由器會發送一個鏈路狀態更新包link state update packet 通知其他網絡狀態的變化。

鏈路狀態更新包所要傳達的消息大致分為兩類 ：一是網絡 LSA ,另一個是路由器LSA。

網絡LSA 是以網絡為中心生成的信息，表示這個網絡都與哪些路由器相連接。

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7.5.4 將區域分層化進行細分管理

鏈路狀態型路由協議的潛在問題在于，當網絡規模越來越大時，表示鏈路狀態的拓撲數據庫就變得越來越大，路由控制信息的計算你也就越困難。OSPF 為了減少計算負荷，引入了區域的概念。

區域是指連接在一起的網絡和主機劃分成小組，使一個自治系統AS 內可以擁有多個區域。不過具有多個區域的自治系提供必須要有一個主干區域backbone area ,并且所有其他區域必須都語這個主干區域想連接。

連接區域與主干區域的路由器稱為區域邊界路由器。而區域內部的路由器叫做內部路由器。只與主干區域內連接的路由器叫做主干路由器，與外部相連接的路由器就是AS邊界路由器。

換句話說，就是指內部路由器只了解區域內部的鏈路狀態信息，并在該信息的基礎上計算出路由控制表。這種機制不僅可以有效的減少路由控制信息，還能減輕處理的負擔。

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7.6 BGP?

border gateway protocol 邊界網關協議 。因此它屬于外部網關協議EGP? .

7.6.1 BGP與AS號

BGP 的最終路由控制表 由網絡地址和下一站的路由器組來表示，不過它會根據所經過的AS個數進行路由控制。

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7.6.2 BFP是路徑向量協議

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7.7 MPLS

現如今，在轉發IP數據包的過程中除了使用路由技術外，還在使用標記交換技術。路由技術基于IP地址中最長匹配原則進行轉發，而標記交換則對每個IP包都設定一個標記值，然后根據這個標記再進行轉發。標記交換技術最具代表性的當屬多協議標記交換技術 MPLS? multi protocol? label switching?

由于標記的轉發通常無法在路由器上使用，也就無法在整個互聯網采用。

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7.7.1 MPLS的網絡基礎動作

MPLS網絡中實現mPLS功能的路由器叫做標記交換路由器LSR label? switching router 。特別是與外部網絡連接的那部分LSR叫做標記邊緣路由器? LER? label? edge? router 。?

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數據包在進入MPLS時，在其IP 首部的前面被追加了32 比特的墊片頭(其中包含20比特的標記值)。當數據離開MPLS 時，墊片頭被移除。在此我們稱附加標記轉發的動作為PUSH ,替換標記轉發的動作為swap ,去掉標記轉發的動作為POP。

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7.7.2 MPLS的優點

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第一是轉發速度快。

第二是利用標記生成虛擬的路徑，并在它的上面實現IP等數據包的通信。