第7章 路由協議 讀書筆記，第7章路由協議

第7章 路由協議 讀書筆記，第7章路由協議

第7章 路由協議 讀書筆記

再複雜的網路結構中，也需要通過合理的路由將資料發送到目標主機。而決定這個路由的，正是路由控制模組。

7.1 路由控制的定義

7.1.1 IP地址與路由控制

互連網是由路由器串連的網路混合成的。 為了能讓資料包正確的到達目的地，路由器必須在途中進行正確的轉寄。這種向正確的方向轉寄資料進行的處理就是路由控制或路由。

 

7.1.2 靜態路由與動態路由

路由控制分為靜態和動態 static routing and dynamic routing 

靜態路由是事先設定好路由器和主機並將路由資訊固定的一種方法。而動態路由是指讓路由協議在運行過程中自動化佈建路由控制資訊的一種方法。

 

 

7.1.3 動態路由的基礎

動態路由

動態路由會給相鄰路由器發送自己已知的網路資訊，而這些資訊又像接力一樣一次傳遞給其他路由器，甚至整個網路都瞭解時，路由控製表也就製作完成了。

7.2 路由控制範圍

人們根據路由控制範圍使用IGP interior gateway protocol 和EGP exterior gateway protocol 兩種路由協議。

7.2.1 接入互連網的各種組織機構

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係。

7.2.2 自治系統與路由協議

指定自己的路由策略，並以此為準在一個或多個網路群體中採用的小型單位叫做自治系統 AS  autonomous system 或路由選擇域 routing domain 

7.2.3 IGP與EGP

路由協議分為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之間的通訊。沒有IGP機構內部也就不可能進行通訊。

IGP 還有RIP routing information protocol ,RIP2 OSPF Open shortest path first 開放式最短路徑優先 等眾多協議。

7.3 路由演算法

路由控制有各種各樣的演算法，其中最具代表性的有兩種，是距離向量 演算法和鏈路狀態演算法。 distance -vector link state 演算法。

7.3.1 距離向量演算法

距離向量演算法DV 是指距離 和方向 決定目標網路或目標主機位置的一種方法。

 

7.3.2 鏈路狀態演算法

7.3.3 主要路由協議

 

7.4 RIP

 

7.4.1 廣播路由控制資訊

RIP將路由控制資訊定期 向全網廣播。如果沒有收到路由控制資訊，串連就會被斷開。不過這有可能是丟包導致的，因此RIP規定等待5此。如果第六次還沒有收到路由資訊，才會真正關閉串連。

 

7.4.2 根據距離向量確定路由

RIP基於距離向量演算法決定路徑。距離 metrics 的單位是跳數。跳數是指經過路由器的個數。

根據距離向量產生距離向量表，再抽出較小的路由產生最終的路由控製表。

 

7.4.3 使用子網路遮罩時的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OSI的IS-IS intermediate system to intermediate system 提出的一種鏈路狀態型路由協議。

 

7.5.1 OSPF是鏈路狀態型路由協議

路由器之間交換鏈結路狀態產生網路拓撲資訊，然後再根據這個拓撲資訊產生路由控製表。

RIP的路由選擇，要求圖中所經過的路由器個數越少越好。與之相比，OSPF 可以給每條鏈路賦予一個權重，並始終選擇一個權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基礎知識

在OSPF中，把串連到同一個鏈路的路由器稱作相鄰路由器。

 

在OSPF 中，根據作用的不同分為5種類型的包。

通過發送問候 hello 包確認是否串連。每個路由器為了同步路由控制資訊，利用資料庫描述 database description 包相互發送路由摘要資訊和版本資訊。如果版本比較老，則首先發出一個鏈路狀態請求link state request  包請求路由控制資訊，然後由鏈路狀態更新 link state update 包接收路由狀態資訊，最後 通過鏈路狀態確認 link  state ack packet 包通知大家本地已經收到。路由控制資訊。

 

7.5.3 OSPF工作原理概述

 

OSPF 進行串連確認的協議叫做HELLO 協議。

 

LAN 中每10秒鐘發送一個HELLO 包。如果沒有HELLO 包到達，則進行串連是否斷開的判斷。

鏈路狀態發生變化，路由器會發送一個鏈路狀態更新包link state update packet 通知其他網路狀態的變化。

鏈路狀態更新包所要傳達的訊息大致分為兩類 ：一是網路 LSA ,另一個是路由器LSA。

網路LSA 是以網路為中心產生的資訊，表示這個網路都與哪些路由器相串連。

 

7.5.4 將地區分層化進行細分管理

鏈路狀態型路由協議的潛在問題在於，當網路規模越來越大時，表示鏈路狀態的拓撲資料庫就變得越來越大，路由控制資訊的計算你也就越困難。OSPF 為了減少計算負荷，引入了地區的概念。

地區是指串連在一起的網路和主機劃分成小組，使一個自治系統AS 內可以擁有多個地區。不過具有多個地區的自治系提供必須要有一個主幹地區backbone area ,並且所有其他地區必須都語這個主幹地區想串連。

串連地區與主幹地區的路由器稱為區域界限路由器。而地區內部的路由器叫做內部路由。只與主幹地區內串連的路由器叫做骨幹路由器，與外部相串連的路由器就是AS邊界路由器。

換句話說，就是指內部路由只瞭解地區內部的鏈路狀態資訊，並在該資訊的基礎上計算出路由控製表。這種機制不僅可以有效減少路由控制資訊，還能減輕處理的負擔。

 

7.6 BGP 

border gateway protocol 邊界網關協議 。因此它屬於外部網關協議EGP  .

7.6.1 BGP與AS號

BGP 的最終路由控製表 由網路地址和下一站的路由器組來表示，不過它會根據所經過的AS個數進行路由控制。

 

7.6.2 BFP是路徑向量協議

 

7.7 MPLS

現如今，在轉寄IP資料包的過程中除了使用路由技術外，還在使用標記交換技術。路由技術基於IP地址中最長相符原則進行轉寄，而標記交換則對每個IP包都設定一個標記值，然後根據這個標記再進行轉寄。標記交換技術最具代表性的當屬多協議標記交換技術 MPLS  multi protocol  label switching 

由於標記的轉寄通常無法在路由器上使用，也就無法在整個互連網採用。

 

7.7.1 MPLS的網路基礎動作

MPLS網路中實現mPLS功能的路由器叫做標記交換路由器LSR label  switching router 。特別是與外部網路連接的那部分LSR叫做標記邊緣路由器  LER  label  edge  router 。 

 

資料包在進入MPLS時，在其IP 首部的前面被追加了32 位元的墊標題(其中包含20位元的標記值)。當資料離開MPLS 時，墊標題被移除。在此我們稱附加標記轉寄的動作為PUSH ,替換標記轉寄的動作為swap ,去掉標記轉寄的動作為POP。

 

7.7.2 MPLS的優點

 

第一是轉寄速度快。

第二是利用標記產生虛擬路徑，並在它的上面實現IP等資料包的通訊。