路由协议(RIP-OSPF和BGP).doc

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《TCP/IP协议族》（英文版）第13章

路由协议（RIP，OSPF和BGP）
所谓“互联网络”（internet）是指由路由器连接而成的多个网络的组合体。当数据报从一个源端传送到一个目标端时，可能需要通过很多个路由器才到达与目标网络连接的路由器。
路由器的作用是从一个网络中接收数据包（packet，分组），然后将它传送给另一个网络。一个路由器通常与几个网络连接，这样，当它收到一个数据包时，应该将数据包转发给哪个网络呢？路由器是按最佳化原则进行判定：哪个可用的路径是最佳路径？
人们用metric来表示通过某个网络时所指定的“成本”（cost，代价）。一个特定路由的总metric，等于包含了该路由的多个网络的metric之和。路由器根据最短（最小）的metric来选择路由。
分配给每个网络的metric取决于协议的类型。某些简单的协议，如“路由信息协议”（RIP），将每个网络同等处理，即通过每个网络的cost是一样的，或者说都是一个“跳数”（onehopcount）。所以如果一个数据包通过10个网络才到达目标端，其总cost就是10个“跳数”。
其他协议，如“开放最短路径优先协议”（OSPF），则允许管理员根据所需的服务类型，为通过一个网络指定cost。通过某个网络的路由可以具有不同的cost（metric）。例如，如果所需的服务类型是“最大吞吐量”（throughput），一条卫星链路就比一条光纤链路具有更低的metric。另一方面，如果所需的服务类型是“最小延迟”，一条光纤链路就比一条卫星链路具有更低的metric。OSPF允许每个路由器根据所需的服务类型拥有几个路由表。
其他协议定义metric的方法则完全不同。在“边缘网关协议”（BGP）中，评定的标准是可以由管理员设置的所谓“策略”（policy）。“策略”定义了应该选择的是哪个路径。
不管metric是如何确定的，路由器在准备转发数据包时，都必须使用路由表。路由表应为数据包规定最佳路径。不过，路由表可以是静态的，也可以是动态的。“静态路由表”是那种不经常变化的路由表。而“动态路由表”是那种当互联网络中的某处出现变化时能自动更新的路由表。今天，互联网络需要的是动态路由表。这种路由表要求互联网络出现变化时即被尽快更新。例如，当某个路由关闭（down）时，需要进行更新；而当一个更好的路由建立后，也需要进行更新。
各种路由协议都是为了动态路由表的需要而制定的。一个路由协议是一组规则和程序的组合，用于使互联网络中的路由器们相互告知有关的变化情况。它使路由器们共享它们所掌握的互联网络或相邻路由器的情况。这种信息的共享使得旧金山市的某个路由器可以知道德克萨斯州的网络出现故障了。路由协议还包含了将从其他路由器接收的信息综合起来的处理程序。

13.1内部和外部路由

今天，一个互联网络可能很大，以致一个路由协议无法完成为所有路由器更新路由表的任务。为此，需要将一个互联网络分为若干“自治系统”（autonomoussystems，AS）。一个“自治系统”是指由同一个管理员管理的一组网络和路由器。自治系统内部的路由称为“内部路由”，自治系统之间的路由称为“外部路由”。每个自治系统都可以选择一个内部路由协议来处理该自治系统内部的路由。但是，自治系统之间的路由通常只能使用一个外部路由协议来处理。
现在使用的内部和外部路由协议很多。本章只介绍最常用的几种。下面讨论两个内部路由协议（RIP和OSPF）和一个外部路由协议（BGP）。
RIP和OSPF可用于自治系统内部路由表的更新。BGP可用于为连接自治系统的各个路由器进行路由表更新。
图13.2中，路由器R1，R2，R3和R4使用一个内部路由协议和一个外部路由协议。其他路由器只使用内部路由协议。细实线表示使用内部路由协议的各路由器间的通信连接。虚线则表示使用外部路由协议的各路由器间的通信连接。

13.2RIP（路由信息协议）

路由信息协议是一个用于自治系统内部的所谓“内部路由协议”。它是一种非常简单的协议，
基于所谓“距离向量路由”（使用Bellman-Ford算法来计算路由表）技术。在本节中，我们首先研究RIP所应用的“距离向量路由”的原理，然后讨论RIP协议本身。

距离向量路由
在“距离向量路由”中，每个路由器都定期地和其相邻的路由器们共享它们对整个互联网络掌握的情况。理解这一算法的工作原理有三个关键，如下：
共享整个自治系统的情况每个路由器都和其相邻的路由器们共享它们对整个互联网络掌握的情况。开始时，一个路由器掌握的情况可能是很少的，便是它知道多少并不重要；它发送它所知道的所有情况。
只和相邻的路由器共享每个路由器只向相邻的路由器发送自己掌握的情况。它通过自己的所有端口发送