目录:
因特网路由选择协议概述
路由信息协议RIP
开放路径优先OSPF协议
因特网路由选择协议概述
一.路由选择分类
静态路由选择和动态路由选择
静态路由选择:
- 采用人工配置的方式给路由器添加网络路由、默认路由和特定主机路由等路由条目。
- 静态路由选择简单、开销小，但不能及时适应网络状态(流量、拓扑等)的变化。
- 静态路由选择一般只在小规模网络中采用。
动态路由选择:
- 路由器通过路由选择协议自动获取路由信息。
- 动态路由选择比较复杂、开销比较大，但能较好地适应网络状态的变化。
- 动态路由选择适用于大规模网络。
二.因特网采用分层次的路由选择协议
自适应:
- 因特网采用动态路由选择，能较好地适应网络状态的变化。
分布式:
- 因特网中的各路由器通过相互间的信息交互，共同完成路由信息的获取和更新。
分层次:
- 将整个因特网划分为许多较小的自治系统(Autonomous System，AS)。在自治系统内部和外部采用不同类别的路由选择协议，分别进行路由选择
三.域内路由和域间路由
自治系统内部的路由选择成为域间路由选择,自治系统之间的路由选择称为域间路由选择.
内部网关协议(IGP):
一个自治系统内部使用的路由选择协议,如RIP和OSPF
外部网关协议(EGP):
不同的自治系统之间使用的路由选择协议.
注意:
| 外部网关协议EGP和内部网关协议IGP只是路由选择协议的分类名称，而不是具体的路由选择协议。 |
路由信息协议RIP
一.路由信息协议RIP的相关基本概念
-
RIP要求自治系统AS内的每一个路由器，都要维护从它自己到AS内其他每一个网络的距离记录。这是一组距离，称为
距离向量 -
RIP使用跳数(Hop Count)作为度量(Metric）来衡量到达目的网络的距离。
- RIP将路由器
到直连网络的距离定义为1。 - RIP将路由器
到非直连网络的距离定义为所经过的路由器数加1。 - RIP允许一条路径最多只能包含15个路由器，
距离等于16时相当于不可达。因此RIP只适用于小型互联网。
- RIP将路由器
-
RIP认为
好的路由就是“距离短”的路由，也就是所通过路由器数量最少的路由。 -
当到达同一目的网络有多条RIP距离相等的路由时，可以进行
等价负载均衡，也就是将通信量均衡地分布到多条等价的路径上。
二.RIP具有的三个重要特点
和谁交换信息?
| 仅和相邻路由器交换信息。 |
交换什么信息?
| 路由器自己的路由表。 即本路由器到所在自治系统AS中各网络的最短RIP距离，以及到各网络应经过的下一跳路由器。 |
何时交换信息?
| 周期性交换（例如，每隔约30秒)。 为了加快RIP的收敛速度，当网络拓扑发生变化时，路由器要及时向相邻路由器通告拓扑变化后的路由信息，这称为触发更新。 |
三.RIP距离向量算法
C给D发送路由表更新信息
 图1 最开始发送时的路由表状态
|
 图2 更新结束D的状态
|
- 除了上述RIP路由条目更新规则，在RIP的距离向量算法中还包含以下一些
时间参数:- 路由器每隔大约30秒向其所有相邻路由器发送路由更新报文。
- 若180秒(默认）没有收到某条路由条目的更新报文，则把该路由条目标记为无效(即把RIP距离设置为16，表示不可达)，若再过一段时间(如120秒)，还没有收到该路由条目的更新报文，则将该路由条目从路由表中删除。
四.RIP存在的问题
坏消息传播的慢
图解:
| 当N1与R1之间发生故障时,R1路由表更新为到N1=16,表示不可达,当他刚要给R2更新的时候,R2先发送了更新报文,把R1中的N1改成了 2,R1,此时R1再给R2发送的就是3,R2,如此循环下去,直到=16为止,这个过程会浪费很多时间 |
五.RIP的优缺点
优点:
- 实现简单，路由器开销小。
- 如果一个路由器发现了RIP距离更短的路由，那么这种更新信息就传播得很快，即“好消息传播得快”。
缺点:
- RIP限制了最大RIP距离为15，这就限制了使用RIP的自治系统AS的规模。
- 相邻路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表，因而随着网络规模的扩大，开销也随之增大。
- “坏消息传播得慢”，使更新过程的收敛时间过长。因此，对于规模较大的自治系统AS，应当使用OSPF协议。
开放路径优先OSPF协议
引入:开放最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）协议是为了克服路由信息协议RIP的缺点从而开发出来的。
一.OSPF的相关基本概念
- OSPF是基于链路状态的，而不像RIP是基于距离向量的。
- OSPF基于链路状态并采用最短路径算法计算路由，从算法上保证了不会产生路由环路。
链路状态:
- 思科路由器中OSPF协议计算代价的方法是:100Mbls除以链路带宽计算结果小于1的值仍记为1，大于1且有小数的，舍去小数。
OSPF路由器邻居关系的建立和维护:
- OSPF相邻路由器之间通过交互问候(Hello)分组来建立和维护邻居关系。
- 问候(Hello）分组封装在IP数据报中，发往组播地址224.0.0.5。IP数据报首部中的协议号字段的取值为89，表明IP数据报的数据载荷为OSPF分组。
- 问候(Hello)分组的
发送周期为10秒。 - 若
40秒未收到来自邻居路由器的问候(Hellc
则认为邻居路由器不可达。 - 每个路由器都会建立一张
邻居表。
链路状态通告:
- 使用OSPF的每个路由器都会产生链路状态通告(Link State Advertisement，LSA)。
- LSA中包含以下两类链路状态信息:
直连网络的链路状态信息邻居路由器的链路状态信息
链路状态更新分组:
- 链路状态通告LSA被封装在链路状态更新(Link State Update，LSU)分组中，采用可靠的洪泛法(Flooding)进行发送。
- 洪泛法的要点是路由器
向自己所有的邻居路由器发送链路状态更新分组，收到该分组的各路由器又
将该分组转发给自己所有的邻居路由器（但其上游路由器除外)，以此类推。 - 可靠是指收到链路状态更新分组后要发送确认，
收到重复的更新分组无需再次转发，但要发送一次确认。
- 洪泛法的要点是路由器
链路状态数据库:
- 使用OSPF的每一个路由器都有一个
链路状态数据库(Link State Database，LSDB)，用于存储链路状态通告LSA。 通过各路由器洪泛发送封装有各自链路状态通告LSA的链路状态更新分组LSU，各路由器的链路状态数据库LSDB最终将达到一致。
为了确保链路状态数据库与全网的状态保持一致,OSPF还规定每隔一段时间(如30分钟)就刷新一次数据库中的链路状态.由于一个路由器链路状态只涉及与相邻路由器的连通状态,因而与整个互联网的规模并无直接关系.因此,当互联网规模很大时,OSPF要比RIP好得多,而且OSPF协议没有坏消息传播的慢的问题.
二.OSPF的五种分组类型
三.OSPF的基本工作过程
