第7章路由協(xié)議讀書筆記

2019-11-14 18:21:11

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供稿：網(wǎng)友

第7章路由協(xié)議讀書筆記

再復雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，也需要通過合理的路由將數(shù)據(jù)發(fā)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(lián)網(wǎng)是由路由器連接的網(wǎng)絡(luò)組合成的。為了能讓數(shù)據(jù)包正確的到達目的地，路由器必須在途中進行正確的轉(zhuǎn)發(fā)。這種向正確的方向轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)進行的處理就是路由控制或路由。

7.1.2 靜態(tài)路由與動態(tài)路由

路由控制分為靜態(tài)和動態(tài) static routing and dynamic routing?

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

7.1.3 動態(tài)路由的基礎(chǔ)

動態(tài)路由

動態(tài)路由會給相鄰路由器發(fā)送自己已知的網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)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(jù)路由控制范圍使用IGP interior gateway PRotocol 和EGP exterior gateway protocol 兩種路由協(xié)議。

7.2.1 接入互聯(lián)網(wǎng)的各種組織機構(gòu)

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(guān)系。

7.2.2 自治系統(tǒng)與路由協(xié)議

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

7.2.3 IGP與EGP

路由協(xié)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(gòu)之間的通訊。沒有IGP機構(gòu)內(nèi)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(yōu)先等眾多協(xié)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(tài)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(wǎng)絡(luò)或目標主機位置的一種方法。

7.3.2 鏈路狀態(tài)算法

7.3.3 主要路由協(xié)議

7.4 RIP

7.4.1 廣播路由控制信息

RIP將路由控制信息定期向全網(wǎng)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(guī)定等待5此。如果第六次還沒有收到路由信息，才會真正關(guān)閉連接。

7.4.2 根據(jù)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(shù)。跳數(shù)是指經(jīng)過路由器的個數(shù)。

根據(jù)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。

7.4.3 使用子網(wǎng)掩碼時的RIP處理

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(jù)OSI的IS-IS intermediate system to intermediate system 提出的一種鏈路狀態(tài)型路由協(xié)議。

7.5.1 OSPF是鏈路狀態(tài)型路由協(xié)議

路由器之間交換鏈路狀態(tài)生成網(wǎng)絡(luò)拓撲信息，然后再根據(jù)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(jīng)過的路由器個數(shù)越少越好。與之相比，OSPF 可以給每條鏈路賦予一個權(quán)重，并始終選擇一個權(quán)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。

7.5.2 OSPF基礎(chǔ)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。

在OSPF 中，根據(jù)作用的不同分為5種類型的包。

通過發(fā)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(shù)據(jù)庫描述 database description 包相互發(fā)送路由摘要信息和版本信息。如果版本比較老，則首先發(fā)出一個鏈路狀態(tài)請求link state request??包請求路由控制信息，然后由鏈路狀態(tài)更新 link state update 包接收路由狀態(tài)信息，最后通過鏈路狀態(tài)確認 link? state ack packet 包通知大家本地已經(jīng)收到。路由控制信息。

7.5.3 OSPF工作原理概述

OSPF 進行連接確認的協(xié)議叫做HELLO 協(xié)議。

LAN 中每10秒鐘發(fā)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(tài)發(fā)生變化，路由器會發(fā)送一個鏈路狀態(tài)更新包link state update packet 通知其他網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化。

鏈路狀態(tài)更新包所要傳達的消息大致分為兩類：一是網(wǎng)絡(luò) LSA ,另一個是路由器LSA。

網(wǎng)絡(luò)LSA 是以網(wǎng)絡(luò)為中心生成的信息，表示這個網(wǎng)絡(luò)都與哪些路由器相連接。

7.5.4 將區(qū)域分層化進行細分管理

鏈路狀態(tài)型路由協(xié)議的潛在問題在于，當網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越來越大時，表示鏈路狀態(tài)的拓撲數(shù)據(jù)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(qū)域的概念。

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

連接區(qū)域與主干區(qū)域的路由器稱為區(qū)域邊界路由器。而區(qū)域內(nèi)部的路由器叫做內(nèi)部路由器。只與主干區(qū)域內(nèi)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(nèi)部路由器只了解區(qū)域內(nèi)部的鏈路狀態(tài)信息，并在該信息的基礎(chǔ)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。

7.6 BGP?

border gateway protocol 邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議。因此它屬于外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP? .

7.6.1 BGP與AS號

BGP 的最終路由控制表由網(wǎng)絡(luò)地址和下一站的路由器組來表示，不過它會根據(jù)所經(jīng)過的AS個數(shù)進行路由控制。

7.6.2 BFP是路徑向量協(xié)議

7.7 MPLS

現(xiàn)如今，在轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包的過程中除了使用路由技術(shù)外，還在使用標記交換技術(shù)。路由技術(shù)基于IP地址中最長匹配原則進行轉(zhuǎn)發(fā)，而標記交換則對每個IP包都設(shè)定一個標記值，然后根據(jù)這個標記再進行轉(zhuǎn)發(fā)。標記交換技術(shù)最具代表性的當屬多協(xié)議標記交換技術(shù) MPLS? multi protocol? label switching?

由于標記的轉(zhuǎn)發(fā)通常無法在路由器上使用，也就無法在整個互聯(lián)網(wǎng)采用。

7.7.1 MPLS的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)動作

MPLS網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)連接的那部分LSR叫做標記邊緣路由器? LER? label? edge? router 。?

數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)離開MPLS 時，墊片頭被移除。在此我們稱附加標記轉(zhuǎn)發(fā)的動作為PUSH ,替換標記轉(zhuǎn)發(fā)的動作為swap ,去掉標記轉(zhuǎn)發(fā)的動作為POP。