【因特网中自治系统内部的路由选择,RIP 进程处理 OSPFOSPF(Open Shortest Path First)最短路径优先协议】

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因特网中自治系统内部的路由选择

RIP（Routing Information Protocol）内部网关协议

• Distance vector 算法
  • 距离矢量:每条链路cost=1，# of hops (max = 15 hops) 跳数
  • DV每隔30秒和邻居交换DV，通告
  • 每个通告包括：最多25个目标子网

RIP通告（advertisements）

• DV：在邻居之间每30秒交换通告报文
  • 定期，而且在改变路由的时候发送通告报文
  • 在对方的请求下可以发送通告报文
• 每一个通告: 至多AS内部的25个目标网络的DV
  • 目标网络+跳数

RIP: 链路失效和恢复

如果180秒没有收到通告信息–>邻居或者链路失效

• 发现经过这个邻居的路由已失效
• 新的通告报文会传递给邻居
• 邻居因此发出新的通告 (如果路由变化的话)
• 链路失效快速地在整网中传输
• 使用毒性逆转（poison reverse）阻止ping-pong回路 (不可达的距离：跳数无限 = 16 段)

RIP 进程处理

• RIP 以应用进程的方式实现：route-d (daemon)
• 通告报文通过UDP报文传送，周期性重复
• 网络层的协议使用了传输层的服务，以应用层实体的方式实现

OSPF(Open Shortest Path First)最短路径优先协议

• 使用LS算法
  • LS 分组在网络中（一个AS内部）分发
  • 全局网络拓扑、代价在每一个节点中都保持
  • 路由计算采用Dijkstra算法
• OSPF通告信息中携带：每个邻居路由器一个表项
• 通告信息会传遍AS全部（通过泛洪）
  • 在IP数据报上直接传送OSPF报文 (而不是通过UDP和TCP)

OSPF “高级” 特性(在RIP中的没有的)

• 安全: 所有的OSPF报文都是经过认证的 (防止恶意的攻击)
• 允许有多个代价相同的路径存在 (在RIP协议中只有一个)
• 在大型网络中支持层次性OSPF

层次化的OSPF路由：划分为若干区域，限制泛洪区域/数量

层次性的OSPF路由

• 2个级别的层次性: 本地, 骨干
  • 链路状态通告仅仅在本地区域Area范围内进行(通告只有在本地区域进行)
  • 每一个节点拥有本地区域的拓扑信息（其他区域只知道它的方向）
• 区域边界路由器: “聚集”到自己区域内网络的距离，向其它区域边界路由器通告（汇集并做通告）
• 骨干路由器：仅在骨干区域，运行OSPF路由
• 边界路由器：连接其他的AS

层次路由

• 一个平面的路由
  • 一个网络中的所有路由器的地位一样
  • 通过LS, DV，或者其他路由算法，所有路由器都要知道其他所有路由器（子网）如何走
  • 所有路由器在一个平面
• 平面路由的问题
  • DV距离矢量很大，且不能够收敛
  • LS几百万个节点和LS分组泛洪传输，存储以及最短路径算法
• 管理问题：
  • 不同的网络所有者希望按照自己的方式管理网络
  • 希望对外隐藏网络细节
    层次路由将互联网分成一个个AS（路由器区域）
• 路由器变成了：2个层次路由
  • 自治区域内部
  • 自治区域之间

层次路由的优点

• 解决了规模问题
  • 内部网关协议解决：AS内部数量有限的路由器互相到达
  • AS之间的路由器的规模问题
    • 每个自治区在自治区的路由上表现为1个点，为数非常少的点。
• 解决了管理问题：
  • 各个AS可以运行不同的内部网关协议

互联网AS间路由：BGP

• BGP（Border Gateway Protocol）：自治区域路由协议
  
• BGP 提供给每个AS以以下方法：
  • eBGP: 从相邻的ASes那里获得子网可达信息
  • iBGP: 将获得的子网可达信息传遍到AS内部的所有路由器
  • 根据子网可达信息和策略来决定到达子网的“好”路径

BGP基础

• BGP 会话: 2个BGP路由器(“peers”)在一个半永久的TCP连接上
  交换BGP报文:
  

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