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文章目录

前言
一、层次路由
二、RIP协议(Routing Information Protocol)
三、OSPF协议(Open Shortest Path First)
四、BGP协议(Border Gateway
总结

前言

提示：以下是本篇文章正文内容

一、层次路由

将任意规模网络抽象为一个图计算路由-过于理想化，标识所有路由器和“扁平”网络——在实际网络（尤其是大规模网络）中，不可行

网络规模较大，路由表几乎无法存储，路由计算过程的信息（链路状态分组、DV）交换量巨大

解决办法：管理自治，每个网络的管理可能都期望自主控制其网内的路由

自治系统AS(autonomous systems)：聚合路由器为一个区域

同一AS内的路由器运行相同的路由协议(算法)，自治系统内部路由协议(“intra-AS” routing protocol)

不同自治系统内的路由器可以运行不同的AS内部路由协议

网关路由器(gateway router): 位于AS“边缘”，通过链路连接其他AS的
网关路由器

转发表由AS内部路由算法与AS间路由算法共同配置：AS内部路由算法设置AS内部目的网络路由入口(entries)，AS内部路由算法与AS间路由算法共同设置AS外部目的网络路由入口

自治系统间(Inter-AS)路由任务
假设AS1内某路由器收到一个目的地址在AS1之外的数据报:
AS1必须:
1.知道到哪些目的网络可以通过AS2到达，哪些可以通过AS3到达

2.将这些网络可达性信息传播给AS1内部路由器

热土豆路由: 将分组发送给最近的网关路由器

二、RIP协议(Routing Information Protocol)

AS内部路由协议也称为内部网络协议IGP(interior gateway protocols)

AS内部路由协议:

1.路由信息协议： RIP(Routing Information Protocol)
2.开放最短路径优先： OSPF(Open Shortest Path First)
3.内部网关路由协议： IGRP(Interior Gateway Routing 如Cisco私有协议

RIP：采用距离向量路由算法

(1)距离度量：跳步数 (max = 15 hops), 每条链路1个跳步
(2)每隔30秒，邻居之间交换一次DV，成为通告(advertisement)
(3)每次通告：最多25个目的子网(IP地址形式)

示例

每隔30秒交换一次DV(通告）

RIP链路失效的恢复
如果180秒没有收到通告，则邻居/链路失效，经过该邻居的路由不可用
，重新计算路由。然后向邻居发送新的通告，邻居再依次向外发送通告

链路失效信息能否快速传播到全网？不能，可能发生无穷计数问题

RIP采用了毒性逆转技术和定义最大度量(无穷大距离 = 16 hops)

RIP路由表是利用一个称作route-d (daemon)的应用层进程进行管理,应用进程实现, 通告报文周期性地通过UDP数据报发送

三、OSPF协议(Open Shortest Path First)

OSPF协议采用链路状态路由算法

1.LS分组扩散（通告）
2.每个路由器构造完整的网络(AS)拓扑图
3.利用Dijkstra算法计算路由

在OSPF通告中每个入口对应一个邻居，OSPF通告在整个AS范围泛，OSPF报文直接封装到IP数据报中

与OSPF极其相似的一个路由协议:IS-IS路由协议

OSPF优点(RIP不具备)

1.安全(security): 所有OSPF报文可以被认证(预防恶意入侵)
2.允许使用多条相同费用的路径 (RIP只能选一条)
3.对于每条链路，可以针对不同的TOS设置多个不同的费用度量
eg:卫星链路可以针对“尽力”(best effort) ToS设置“低”费用；针对实时ToS
设置“高”费用
4.集成单播路由与多播路由:多播OSPF协议(MOSPF) 与OSPF利用相同的
网络拓扑数据
5.OSPF支持对大规模AS分层(hierarchical)

OSPF的分层：OSPF采用两级分层，分为局部区(Area)和主干区(Backbone)

链路状态通告只限于区内，每个路由器掌握所在区的详细拓扑，只知道去往其他区网络的“方向” (最短路径)

主干路由器(BackboneRouters): 在主干区内运行OSPF路由算法.

区边界路由器(AreaBorder Routers): “汇总”到达所在区网络的距离, 通告给其他区边界路由器

AS边界路由器(ASboundary routers):连接其他AS

四、BGP协议(Border Gateway

Protocol)

BGP：Internet AS间路由协议

边界网关协议BGP (Border Gateway Protocol): 事实上的标准域间路由协议，将Internet “粘合”为一个整体的关键

BGP为每个AS提供了一种手段:

1.eBGP: 从邻居AS获取子网可达性信息(外部)
2.iBGP: 向所有AS内部路由器传播子网可达性信息(内部）

基于可达性信息与策略，确定到达其他网络的 “好”路径，容许子网向Internet其余部分通告它的存在

BGP会话(session): 两个BGP路由器 (“Peers” )

交换BGP报文: 通告去往不同目的前缀（prefix）的路径 (“路径向量 (path vector)” 协议)，报文交换基于半永久的TCP连接

BGP报文

1.OPEN: 与peer建立TCP连接，并认证发送方
2.UPDATE: 通告新路径 (或撤销原路径)
3.KEEPALIVE: 在无UPDATE时，保活连接；也用于对OPEN请求的确认
4.NOTIFICATION: 报告先前报文的差错；也被用于关闭连接

当AS3通告一个前缀给AS1时: AS3承诺可以将数据报转发给该子网，AS3在通告中会聚合网络前缀

在3a与1c之间, AS3利用eBGP会话向AS1发送前缀可达性信息.
1c则可以利用iBGP向AS1内的所有路由器分发新的前缀可达性信息
1b可以（也可能不）进一步通过1b-到-2a的eBGP会话，向AS2通告新的可达性信息

当路由器获得新的前缀可达性时，即在其转发表中增加关于该前缀的入口（路由项）

通告的前缀信息包括BGP属性：前缀+属性= “路由”
重要属性:

1.AS-PATH(AS路径): 包含前缀通告所经过的AS序列:AS 67,AS 17
2. NEXT-HOP(下一跳): 开始一个AS-PATH的路由器接口，指向下一
跳AS

注：可能从当前AS到下一跳AS存在多条链路

BGP路由选择
网关路由器收到路由通告后，利用其输入策略(import policy)决策接受 / 拒绝该路由

路由器可能获知到达某目的AS的多条路由，基于以下准则选择：
1.本地偏好(preference)值属性: 策略决策(policydecision)
2.最短AS-PATH
3.最近NEXT-HOP路由器: 热土豆路由(hot potatorouting)
4.附加准则

示例

如图A,B,C是提供商网络 / AS(provider network/AS)，X,W,Y是客户网络(customer network/AS)

W,Y是桩网络(stub network/AS): 只与一个其他AS相连
X是双宿网络(dual-homed network/AS): 连接两个其他AS，也可以称为多宿网络

X不期望经过他路由B到C的流量，所以，X不期望经过他路由B到C的流量
A可以向B通告一条路径： AW，B可以向X通告路径： BAW，那么B会不会向C通告路径BAW呢？不会的，B路由CBAW的流量没有任何“收益”，因为W和C均不是B的客户。B期望强制C通过A向W路由流量，B期望只路由去往/来自其客户的流量

AS内与AS间路由协议采用不同的协议的原因
(1)策略(policy):
inter-AS: 期望能够管理控制流量如何被路由，谁路由经过其网络等.
intra-AS: 单一管理，无需策略决策

(2)规模(scale):
层次路由节省路由表大小，减少路由更新流量，适应大规模互联网

(3)性能(performance):
intra-AS: 侧重性能
inter-AS: 策略主导

总结

提示：这里对文章进行总结：

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