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当相邻路由器之间进行通信，以告知对方每个路由器当前所连接的网络，这时就出现了动态选路。路由器之间必须采用选路协议进行通信，这样的选路协议有很多种。路由器上有一个进程称为路由守护程序（ routing daemon），它运行选路协议，并与其相邻的一些路由器进行通信。

动态选路并不改变我们在 9.2节中所描述的内核在 IP层的选路方式。这种选路方式称为选 路机制（ routing mechanism）。内核搜索路由表，查找主机路由、网络路由以及默认路由的方式并没有改变。仅仅是放置到路由表中的信息改变了—当路由随时间变化时，路由是由路由守护程序动态地增加或删除，而不是来自于自引导程序文件中的route命令。

在像Internet这样的系统中，目前采用了许多不同的选路协议。 Internet是以一组自治系统 (AS，Autonomous System)的方式组织的，每个自治系统通常由单个实体管理。常常将一个公司或大学校园定义为一个自治系统。 NSFNET的Internet骨干网形成一个自治系统，这是因为 骨干网中的所有路由器都在单个的管理控制之下。每个自治系统可以选择该自治系统中各个路由器之间的选路协议。这种协议我们称之为 内部网关协议 IGP（Interior Gateway Protocol）或域内选路协议（intradomain routing protocol）。最常用的 IGP是选路信息协议 RIP。一种新的 IGP是开放最短路径优先 OSPF（Open Shortest Path First）协议。它意在取代 RIP。外部网关协议 EGP（Exterier Gateway Protocol）或域内选路协议的分隔选路协议用于不 同自治系统之间的路由器。在历史上，（令人容易混淆）改进的 EGP有着一个与它名称相同的 协议： EGP。

Unix系统上常常运行名为 routed路由守护程序。几乎在所有的 TCP/IP实现中都提供该程序。该程序只使用 RIP进行通信。

OSPF是除 RIP外的另一个内部网关协议。它克服了RIP的所有限制。RFC 1247 [Moy 1991]中对第2版OSPF进行了描述。与采用距离向量的 RIP协议不同的是，OSPF是一个链路状态协议。距离向量的意思是，RIP发送的报文包含一个距离向量（跳数）。每个路由器都根据它所接收到邻站的这些距离向量来更新自己的路由表。 在一个链路状态协议中，路由器并不与其邻站交换距离信息。它采用的是每个路由器主动地测试与其邻站相连链路的状态，将这些信息发送给它的其他邻站，而邻站将这些信息在自治系统中传播出去。每个路由器接收这些链路状态信息，并建立起完整的路由表。

从实际角度来看，二者的不同点是链路状态协议总是比距离向量协议收敛更快。收敛的 意思是在路由发生变化后，例如在路由器关闭或链路出故障后，可以稳定下来。OSPF与RIP（以及其他选路协议）的不同点在于， OSPF直接使用 IP。也就是说，它并不使用UDP或TCP。

另外，作为一种链路状态协议而不是距离向量协议， OSPF还有着一些优于 RIP的特点。

•    1) OSPF 可以对每个 IP服务类型（图 3-2）计算各自的路由集。这意味着对于任何目的， 可以有多个路由表表项，每个表项对应着一个 IP服务类型。

•    2) 给每个接口指派一个无维数的费用。可以通过吞吐率、往返时间、可靠性或其他性能 来进行指派。可以给每个 IP服务类型指派一个单独的费用。

•    3) 当对同一个目的地址存在着多个相同费用的路由时，OSPF在这些路由上平均分配流量。 我们称之为流量平衡。

•    4) OSPF支持子网：子网掩码与每个通告路由相连。这样就允许将一个任何类型的 IP地址 分割成多个不同大小的子网（我们在 3.7节中给出了这样的一个例子，称之为变长度子网）。 到一个主机的路由是通过全 1子网掩码进行通告的。默认路由是以 IP地址为 0.0.0.0、网络掩码 为全0进行通告的。

•    5) 路由器之间的点对点链路不需要每端都有一个 IP地址，我们称之为无编号网络。这样 可以节省   IP地址—现在非常紧缺的一种资源。

•    6) 采用了一种简单鉴别机制。可以采用类似于 RIP-2机制（ 10.5节）的方法指定一个明文 口令。

•    7) OSPF采用多播（第 12章），而不是广播形式，以减少不参与 OSPF的系统负载。

BGP是一种不同自治系统的路由器之间进行通信的外部网关协议。 BGP是ARPANET所使 用的老EGP的取代品。

BGP系统与其他 BGP系统之间交换网络可到达信息。这些信息包括数据到达这些网络所 必须经过的自治系统 AS中的所有路径。这些信息足以构造一幅自治系统连接图。然后，可以 根据连接图删除选路环，制订选路策略。

首先，我们将一个自治系统中的IP数据报分成本地流量和通过流量。在自治系统中，本地流量是起始或终止于该自治系统的流量。也就是说，其信源IP地址或信宿IP地址所指定的主机位于该自治系统中。其他的流量则称为通过流量。在 Internet中使用 BGP的一个目的减少通过流量。 可以将自治系统分为以下几种类型：

•    1) 残桩自治系统 (stub AS)，它与其他自治系统只有单个连接。 stub AS只有本地流量。

•    2) 多接口自治系统 (multihomed AS)，它与其他自治系统有多个连接，但拒绝传送通过流 量。

•    3) 转送自治系统 (transit AS) ，它与其他自治系统有多个连接，在一些策略准则之下，它 可以传送本地流量和通过流量。

这样，可以将 Internet的总拓扑结构看成是由一些残桩自治系统、多接口自治系统以及转 送自治系统的任意互连。残桩自治系统和多接口自治系统不需要使用 BGP——它们通过运行 EGP在自治系统之间交换可到达信息。

BGP允许使用基于策略的选路。由自治系统管理员制订策略，并通过配置文件将策略指 定给 BGP。制订策略并不是协议的一部分，但指定策略允许 BGP实现在存在多个可选路径时 选择路径，并控制信息的重发送。选路策略与政治、安全或经济因素有关。

BGP与RIP和OSPF的不同之处在于 BGP使用TCP作为其传输层协议。两个运行 BGP的系统 之间建立一条 TCP连接，然后交换整个 BGP路由表。从这个时候开始，在路由表发生变化时， 再发送更新信号。

BGP是一个距离向量协议，但是与（通告到目的地址跳数的） RIP不同的是， BGP列举了到每个目的地址的路由（自治系统到达目的地址的序列号）。这样就排除了一些距离向量协议 的问题。采用 16 bit 数字表示自治系统标识。

BGP通过定期发送 keepalive报文给其邻站来检测 TCP连接对端的链路或主机失败。两个报 文之间的时间间隔建议值为 30秒。应用层的 keepalive报文与 TCP的keepalive选项（第 23章） 是独立的。

CIDR的基本观点是采用一种分配多个 IP地址的方式，使其能够将路由表中的许多表项总 和(summarization)成更少的数目。例如，如果给单个站点分配 16个C类地址，以一种可以用总 和的方式来分配这 16个地址，这样，所有这 16个地址可以参照 Internet上的单个路由表表项。 同时，如果有 8个不同的站点是通过同一个 Internet服务提供商的同一个连接点接入 Internet的， 且这8个站点分配的 8个不同IP地址可以进行总和，那么，对于这 8个站点，在 Internet上，只需 要单个路由表表项。

要使用这种总和，必须满足以下三种特性：

•    1) 为进行选路要对多个 IP地址进行总和时，这些 IP地址必须具有相同的高位地址比特。

10.9  小结