計算機網絡(二十六):因特網中的路由選擇

AS內部路由選擇協議用於確定在一個AS內執行路由選擇的方式。AS內部路由選擇協議又稱爲內部網關協議。歷史上有兩個路由選擇協議曾被廣泛用於因特網上自治系統內的路由選擇:路由選擇信息協議RIP,與開放最短路優先OSPF。

1、因特網中自治系統內部的路由選擇:RIP

RIP是一種距離向量協議,其運行方式很像理想化DV協議。RIP版本使用跳數作爲其費用測度, 每條鏈路的費用被定義在路由器對之間。在RIP中,費用實際上是從源路由器到目的子網RIP使用術語跳,跳是沿着從源路由器到子網(包括目的子網)的最短路徑所經過的子網數量。
一條路徑的最大費用被限制爲15,因此RIP的使用限制在網絡直徑不超過15跳的自治系統內。在RIP中,路由選擇更新信息在鄰居之間通過使用RIP響應報文來交換,大約每30秒相互交換一次。由一臺路由器或主機發出的響應報文包含了一個該AS內的多達25個目的子網的列表,以及發送方到其中每個子網的距離。響應報文又被稱作RIP通告。
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每臺路由器維護一張稱爲路由選擇表的RIP表。一臺路由器的路由選擇表包括該路由器的距離向量和該路由器的轉發表。下圖顯示了路由器D的轉發表。注意到該轉發表有3列,第一列用於目的子網,第二列指示了沿着最短路徑到目的子網的下一個路由器的標識,第3列指出了沿着最短路徑到目的子網的跳數(即需要穿越的子網數,包括目的子網)
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簡單地講,RIP就是DV算法在因特網使用中的具體化。通過將每個子網之間的跳轉次數作爲費用,來計算費用向量,並得到RIP表指導路由選擇

2、困特網中自治系統內部的路由選擇: OSPF

OSPF 通常都設置在上層的ISP中,而RIP卻被設置在下層ISP和企業網中。OSPF的核心就是一個使用洪泛鏈路狀態信息的鏈路狀態協議和一個Dijkslra最低費用路徑算法。
使用OSPF一臺路由器構建了一幅關於整個自治系統的完整拓撲圖(即一個圖)。於是,路由器在本地運行Dijkstra的最短路徑算法,以確定一個以自身爲根結點的到所有子網的最短路徑樹。各條鏈路費用是由網絡管理員配置的。管理員也許會選擇將所有鏈路費用設爲1,因而實現了最少跳數路由選擇,或者可能會選擇將鏈路權值按與鏈路容量成反比來設置,從而不鼓勵流量使用低帶寬鏈路。
使用OSPF時,路由器向自治系統內所有其他路由器廣播路由選擇信息,而不僅僅是向其相鄰路由器廣播。每當一條鏈路的狀態發生變化時(如費用的變化或連接/中斷狀態的變化),路由器就會廣播鏈路狀態信息。即使鏈路狀態未發生變化,它也要週期性地(至少每隔30分鐘一次)廣播鏈路狀態。
簡單地講,OSPF是LS算法在因特網使用中的具體化。通過不斷週期性的廣播得到整張圖的拓撲結構,然後根據dijkstra算法計算得到以路由器自身爲根節點的到所有子網的最短路徑

3、自治系統間的路由選擇: BGP

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ISP使用RIP和OSPF來決定位於相同AS內部的源和目的對之間的優化路徑。使用邊界網關協議BGP來確定跨越多個AS的源和目的對之間的路徑。
BGP使得每個AS知道經過其相鄰AS可達哪些目的地。BGP中,目的地不是主機而是 CDIR 化的前綴,每個前綴表示一個子網或一個子網的集合。

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