互联网时代的IP技术

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IP技术是整个互联网中心的核心技术

它能够如此盛行的两个原因

简单

整个IP技术只是用一串数字编码,不需要了解具体流程就可以将两台主机联系在一起,这种简单性,使得全球大规模组网成为可能

分布式控制架构

这种全分布式的路由计算,并且拓扑变化后全分布式的重新进行路由的计算过程,称为分布式控制过程
IP技术可分为三个平面:管理面,数据面,控制面
管理面 指设备管理(温度,硬件使用情况等),业务管理(指定的一些策略)
数据面 指路由器根据路由表转发数据包
控制面 指IGP,BGP协议运行的地方
- IP技术作用于各个路由器上,最初由人为的去配置路由表,实现路由,但是这样很容易出问题,一旦其中一个环节坏了,那整个网络都不通了
- 动态路由协议的出现,解决了这个问题,他们可以根据网络环境,按照特定算法,计算出适合的路由,生成对应的路由表

动态路由协议

-域内协议(IGP)
-域间协议 (BGP)

由于避免一个网络区域过大,路由算法计算过于缓慢,以及需要缓存和传输的路由数据过大,所以将网络划分为一个个的子网,成为自治系统,在其内部运行域内协议,类似OSPF,RIP等,在域间则是BGP协议,BGP是一个协议,而不是分类

RIP
邻居算法,基于距离矢量算法,局部算法
它的工作方法是
例如一个网络中三个节点,A、B、C
连接方式 A->B->C
这样A的初始路由表只知道A->B的时延
B的初始路由表是A->B和B->C的时延
所以当B将自己的路由表传给A后,A就会计算出A经由B到C这条路径,并得知路径的时延大小
· RIP规定当询问到第15跳,目标节点仍不可达时,便认为目标节点不可达
所以这也决定了RIP协议只适用于中小网络
· RIP是路由表周期更新,浪费网络资源
· RIP收敛很慢,由坏消息传播很慢的特性,例如当一个节点A坏掉了,它的一个邻居节点B将这个点标为不可达,置为16,然后询问这个节点其他的邻居节点C时,发现C到A是可达的,于是将消息传过去,当C去传递消息给A时,发现不可达,这时才将A标为不可达,然后依次类推A的其余邻居节点,逐渐更新A不可达的消息
· 它是根据跳数,来确定路由,所以最终路由不一定是最佳路由
· RIP有可能形成环路 举个栗子:
加个前提:路由器B中更新的通向网络C的路由信息是指经由A到网络C

路由器A会将针对目标网络C的路由表项的metric值置为16,即标记为目标网络不可达,并准备在每30秒进行一次的路由表更新中发送出去,如果在这条信息还未发出的时候,A路由器收到了来自B的路由更新报文,而路由器B中包含着关于网络C的metric为2的路由信息,根据前面提到的路由更新方法,路由器A会错误的认为有一条通过路由器B的路径可以到达目标网络C,从而更新其路由表,将对于目标网络C的路由表项的metric值由16改为3,而对于的端口变为与路由器B相连接的端口。很明显,路由器A会将该条信息发给路由器B,路由器B将无条件更新其路由表,将metric改为4;该条信息又从路由器 B发向路由器A,路由器A将metric改为 5……最后双发的路由表关于目标网络C的metric值都变为16,此时,才真正得到了正确的路由信息。这种现象称为”计数到无穷大”现象,虽然最终完成了收敛,但是收敛速度很慢,而且浪费了网络资源来发送这些循环的分组。借鉴自https://zhidao.baidu.com/question/576223381.html

OSPF
开放最短路优先协议,基于链路状态算法,全局算法
它的工作方法是
初始状态向整个区域网下的节点,计算整个网络的路由信息,生成最小生成树,然后同步到每个节点,然后当整个网络环境发生变化,才会重新计算路由信息,采用组播更新,增量更新
· 以时延作为变量,选取最短路径,在技术上避免了生成环路的可能
· 收敛速度快,一旦网络环境有变化,立即全网络更新

路由表一般是以时延作为变量值

IP技术的局限性

  • 缺乏动态的流量控制 动态路由协议选取最短路,作为路由,可是当每个消息都往最短路上走,就会造成堵车,还不如绕远路,走空闲的路,这样的状况造成网络利用率不高(网络业务吞吐 / 网络总链路带宽)与网络带宽利用率不同
  • 越来越复杂 最初的IP技术是十分简单,但是发展之今,IP的相关协议已经数不胜数,各大厂商在标准之下又进行自己的拓展,这造成了IP环境越来越复杂
  • 新业务升级速度太慢

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