路由控制的定义

互联网是由路由器连接的网络组合而成。路由器在途中进行正确的转发,这种向“正确的方向”转发数据所进行的处理就是路由控制or路由。

路由器根据路由控制表转发数据包。

静态路由与动态路由

静态路由是指事先设置好路由器和主机中并将路由信息固定的一种方法【管理员手动设置】;动态路由是指让路由协议在运行过程中自动设置路由控制信息的一种方法【管理员设置好路由协议】。

可以组合使用

动态路由,会给相邻路由器发送自己已知的网络连接信息

路由控制范围

两种路由协议

IGP Interior Gateway Protocol 内部网关协议

EGP Exterior Gateway Protocol 外部网关协议

自治系统与路由协议

制定自己的路由策略,并以此为准在一个或多个网络群体中采用的小型单位叫做AS或者路由选择域Routing Domain

《图解TCP/IP》学习笔记(七) 路由协议

AS内部动态路由采用的协议是域内路由协议,IGP;AS之间的路由控制采用的是域间路由协议,EGP。

IGP与EGP

IGP中可以使用RIP,RIP2,OSPF

EGP使用的是BGP

路由算法

典型的两种,

距离向量算法 Distance-Vector

链路状态算法 Link-State

距离向量算法

路由器之间可以互换目标网络的方向及其距离的相关信息,并以这些信息为基础制作路由控制表。

网络结构变得复杂时,在获得稳定的路由信息之前需要消耗一定时间,极易发生路由循环等问题。

链路状态算法

路由器在了解网络整体链接状态的基础上生成路由控制表的。

此方法中,每个路由器必须保持同样的信息才能进行正确的路由选择。

距离向量算法的一个缺点就是不太容易判断每个router上的信息是否正确。链路状态算法付出的代价是如何从网络代理获取路由信息表,管理和处理代理信息需要高速CPU处理能力和大量的内存。

OSPF致力于将网络分隔为不同的区域,减少路由控制信息。

主要路由协议

《图解TCP/IP》学习笔记(七) 路由协议

RIP

Routing Information Protocol距离向量型的一种路由协议,广泛用于LAN。

广播路由控制信息

RIP将路由控制信息定期向全网广播,30s一次,如果没有收到路由控制信息,链接就会断开。RIP规定等待5次,如果等了6次(180s)仍未收到路由信息,才会真正关闭连接。

根据距离向量确定路由

RIP基于距离向量算法决定路径。距离Metrics的单位为跳数。跳数是指经过的路由器的个数。根据距离向量生成距离向量表,再抽出较小的路由生成最终的路由控制表。

使用子网掩码时的RIP处理

RIP不交换子网掩码信息,但可以用于使用子网掩码的网络环境。

采用RIP进行路由控制的范围内必须注意两点:1. 因IP地址的分类而产生不同的网络地址时;2. 构造网络地址长度不同的网络环境时。

RIP中路由变更时的处理

RIP基本行为:

  1. 将自己所知道的路由信息定期进行广播
  2. 一旦认为网络被断开,数据将无法流过此路由器,其他路由器就可以得知网络已经断开。

收到自己发出去的消息——无限计数,解决方法:

  1. 最长距离不超过16,也可以从时间上进行控制
  2. 规定路由器不再把收到的路由消息原路返给发送端——水平分割

RIP2

《图解TCP/IP》学习笔记(七) 路由协议

OSPF

Open Shortest Path First 链路状态型路由协议,即使网络有环路也能进行稳定的路由控制。

OSPF支持子网掩码,RIP中无法实现的可变长度子网构造的网络路由控制成为现实

OSPF引入“区域”概念,减少网络流量

OSPF针对IP首部中的区分服务字段TOS,生成多个路由控制表。

OSPF是链路状态路由协议

路由器之间交换链路状态生成网络拓扑信息,再根据这个拓扑信息生成路由控制表。

OSPF中掌握着完整的网络拓扑结构,可以从中找出最短路径来决定最终的路由选择。

RIP是选择路由器个数最少的路径,OSPF是选择总的代价(网络权重)较小的路径

OSPF基础知识

OSPF中把连接到同一个链路的路由器称作相邻路由器。相邻路由器直接可以交换路由信息,更复杂的网络中,确定一个指定路由器,以他为中心交换路由器。

RIP中包的类型只有一种,利用路由控制信息,以便确认是否连接了网络,一边传送网络信息。但同时,网络个数越多,每次所要交换的路由控制信息越大。网络处于比较稳定时,还是需要定期交换相同的路由控制信息,这一定程度上浪费了网络带宽。

OSPF

  1. 通过发送HELLO包确认是否连接。
  2. 每个路由器为了同步路由控制信息,利用数据库描述Database Description包相互发送路由摘要信息和版本信息。
  3. 版本较老,则首先发出一个链路状态请求包,Link State Request请求路由控制信息
  4. 链路状态更新包接收路由状态信息
  5. 链路状态确认ACK包通知大家本地已经接收到路由控制信息。

OSPF工作原理概述

进行连接确认的协议:HELLO协议

链路状态更新包所要传达的消息大致分为:网络LSA,路由器LSA。Link State Advertisement 链路状态通告。

网络LSA是以网络为中心生成的信息,表示这个网络都与哪些路由器相连接;路由器LSA是以路由器为中心生成的信息,表示与哪些网络相连接。

将区域分层化进行细分管理

区域是指将连接在一起的网络和主机划分成小组,使一个AS内可以拥有多个区域。不过多个AS必须要有一个主干区域,所有其他区域都与这个主干区域相连接。

连接区域与主干区域的路由器称作区域边界路由器,区域内部的路由器叫做内部路由器;只与主干区域连接的路由器叫做主干路由器;与外部相连接的路由器叫做AS边界路由器。

每个区域内的路由器都持有本区域网络拓扑的数据库。关于区域之外的路径信息,只能从区域边界路由器那里获知。区域边界路由器也不会将区域内的链路状态信息全部原样发给其他区域,只会发送主机到达这些路由器的距离信息,内部路由器所持有的网络拓扑数据库就明显变小。

《图解TCP/IP》学习笔记(七) 路由协议

BGP

Border Gateway Protocol 边界网关协议,是连接不同组织机构的协议。属于EGP。主要用于ISP之间相连接的部分。

只有BGP RIP OSPF共同进行路由控制,才能够进行整个互联网的路由控制。

BGP与AS号

RIP和OSPF中利用IP的网络地址部分进行路由控制,BGP需要放眼整个互联网进行路由控制。BGP的最终路由控制表由网络地址和下一站路由器组来表示,不过会根据所要经过的AS个数进行路由控制。

ISP、区域网络等 会将每个网络域编配成一个个自治系统进行管理。为每个AS分配一个16bit的AS编号,BGP根据这个编号进行相应的路由控制。

BGP是路径向量协议

根据BGP交换路由控制信息的路由器叫做BGP扬声器,为了在AS之间交换BGP信息,必须与所有的AS建立对等的BGP连接。

BGP中数据包送达目标网络时, 会生成一个中途经过所有AS的编号列表——AS path list 如果针对一个目标地址出现了多条路径,BGP会从AS中选择一个较短的路由。

做路由选择时使用的度量,RIP中表示为路由器个数,OSPF中表示每隔子网的成本,而BGP使用AS进行度量标准。RIP和OSPF本着提高转发效率为目的,考虑到网络的跳数和带宽,BGP则基于AS之间的合约进行数据包的转发。

AS不是一个距离向量型协议,也不属于链路状态型。像BGP这种根据所要经过的路径信息访问列表进行路由控制的协议数据路径向量型协议。能够检测出环路,避免无限计数;支持策略路由。

MPLS

Multi protocol lable switching多协议标记交换技术。

实现MPLS的路由器叫做标记交换路由器LSR

优势:转发速度快,IP是最长匹配原则,MPLS使用固定长度的标记信息,处理更简单,可以通过高速硬件转发;利用标记生成虚拟的路径,并在他的上面实现IP等数据包的通信

《图解TCP/IP》学习笔记(七) 路由协议

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