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文檔簡(jiǎn)介
1、TCP/IP協(xié)議族(英文版)第13章路由協(xié)議(RIP,OSPFf口BGP所謂“互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)”(internet)是指由路由器連接而成的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組合體。當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)從一個(gè)源端傳送到一個(gè)目標(biāo)端時(shí),可能需要通過(guò)很多個(gè)路由器才到達(dá)與目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)連接的路由器。路由器的作用是從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中接收數(shù)據(jù)包(packet,分組),然后將它傳送給另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)路由器通常與幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接,這樣,當(dāng)它收到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí),應(yīng)該將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)呢?路由器是按最佳化原則進(jìn)行判定:哪個(gè)可用的路徑是最佳路徑?人們用metric來(lái)表示通過(guò)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)所指定的“成本”(cost,代價(jià))。一個(gè)特定路由的總metric,等于包含了該路由的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)
2、的metric之和。路由器根據(jù)最短(最?。┑膍etric來(lái)選擇路由。分配給每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的metric取決于協(xié)議的類(lèi)型。某些簡(jiǎn)單的協(xié)議,如“路由信息協(xié)議”(RIP),將每個(gè)網(wǎng)絡(luò)同等處理,即通過(guò)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的cost是一樣的,或者說(shuō)都是一個(gè)“跳數(shù)”(onehopcount)。所以如果一個(gè)數(shù)據(jù)包通過(guò)10個(gè)網(wǎng)絡(luò)才到達(dá)目標(biāo)端,其總cost就是10個(gè)“跳數(shù)”。其他協(xié)議,如“開(kāi)放最短路徑優(yōu)先協(xié)議”(OSPF),則允許管理員根據(jù)所需的服務(wù)類(lèi)型,為通過(guò)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)指定cost。通過(guò)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由可以具有不同的cost(metric)。例如,如果所需的服務(wù)類(lèi)型是“最大吞吐量”(throughput),一條衛(wèi)星鏈路就比一條光纖
3、鏈路具有更低的metric。另一方面,如果所需的服務(wù)類(lèi)型是“最小延遲”,一條光纖鏈路就比一條衛(wèi)星鏈路具有更低的metric。OSPF允許每個(gè)路由器根據(jù)所需的服務(wù)類(lèi)型擁有幾個(gè)路由表。其他協(xié)議定義metric的方法則完全不同。在“邊緣網(wǎng)關(guān)協(xié)議”(BGP)中,評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)是可以由管理員設(shè)置的所謂“策略”(policy)?!安呗浴倍x了應(yīng)該選擇的是哪個(gè)路徑。不管metric是如何確定的,路由器在準(zhǔn)備轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時(shí),都必須使用路由表。路由表應(yīng)為數(shù)據(jù)包規(guī)定最佳路徑。不過(guò),路由表可以是靜態(tài)的,也可以是動(dòng)態(tài)的?!办o態(tài)路由表”是那種不經(jīng)常變化的路由表。而“動(dòng)態(tài)路由表”是那種當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的某處出現(xiàn)變化時(shí)能自動(dòng)更新的路
4、由表。今天,互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)需要的是動(dòng)態(tài)路由表。這種路由表要求互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)變化時(shí)即被盡快更新。例如,當(dāng)某個(gè)路由關(guān)閉(down)時(shí),需要進(jìn)行更新;而當(dāng)一個(gè)更好的路由建立后,也需要進(jìn)行更新。各種路由協(xié)議都是為了動(dòng)態(tài)路由表的需要而制定的。一個(gè)路由協(xié)議是一組規(guī)則和程序的組合,用于使互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的路由器們相互告知有關(guān)的變化情況。它使路由器們共享它們所掌握的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)或相鄰路由器的情況。這種信息的共享使得舊金山市的某個(gè)路由器可以知道德克薩斯州的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障了。路由協(xié)議還包含了將從其他路由器接收的信息綜合起來(lái)的處理程序。13.1內(nèi)部和外部路由今天,一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可能很大,以致一個(gè)路由協(xié)議無(wú)法完成為所有路由器更新路由表的任
5、務(wù)。為此,需要將一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分為若干“自治系統(tǒng)”(autonomoussystems,AS)。一個(gè)“自治系統(tǒng)”是指由同一個(gè)管理員管理的一組網(wǎng)絡(luò)和路由器。自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由稱(chēng)為“內(nèi)部路由”,自治系統(tǒng)之間的路由稱(chēng)為“外部路由”。每個(gè)自治系統(tǒng)都可以選擇一個(gè)內(nèi)部路由協(xié)議來(lái)處理該自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由。但是,自治系統(tǒng)之間的路由通常只能使用一個(gè)外部路由協(xié)議來(lái)處理。現(xiàn)在使用的內(nèi)部和外部路由協(xié)議很多。本章只介紹最常用的幾種。下面討論兩個(gè)內(nèi)部路由協(xié)議(RIP和OSPF)和一個(gè)外部路由協(xié)議(BGP)。RIP和OSPF可用于自治系統(tǒng)內(nèi)部路由表的更新。BGP可用于為連接自治系統(tǒng)的各個(gè)路由器進(jìn)行路由表更新。圖13.2中,路
6、由器R1,R2,R3和R4使用一個(gè)內(nèi)部路由協(xié)議和一個(gè)外部路由協(xié)議。其他路由器只使用內(nèi)部路由協(xié)議。細(xì)實(shí)線表示使用內(nèi)部路由協(xié)議的各路由器間的通信連接。虛線則表示使用外部路由協(xié)議的各路由器間的通信連接。13.2RIP(路由信息協(xié)議)路由信息協(xié)議是一個(gè)用于自治系統(tǒng)內(nèi)部的所謂“內(nèi)部路由協(xié)議”。它是一種非常簡(jiǎn)單的協(xié)議,基于所謂“距離向量路由”(使用Bellman-Ford算法來(lái)計(jì)算路由表)技術(shù)。在本節(jié)中,我們首先研究RIP所應(yīng)用的“距離向量路由”的原理,然后討論RIP協(xié)議本身。距離向量路由在“距離向量路由”中,每個(gè)路由器都定期地和其相鄰的路由器們共享它們對(duì)整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)掌握的情況。理解這一算法的工作原理有三
7、個(gè)關(guān)鍵,如下:1、 共享整個(gè)自治系統(tǒng)的情況每個(gè)路由器都和其相鄰的路由器們共享它們對(duì)整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)掌握的情況。開(kāi)始時(shí),一個(gè)路由器掌握的情況可能是很少的,便是它知道多少并不重要;它發(fā)送它所知道的所有情況。2、 只和相鄰的路由器共享每個(gè)路由器只向相鄰的路由器發(fā)送自己掌握的情況。它通過(guò)自己的所有端口發(fā)送自己知道的所有情況。3、 定期地共享每個(gè)路由器都定期地(如每隔30秒)向相鄰的路由器發(fā)送自己掌握的情況。術(shù)語(yǔ)“距離向量”起源于定期信息發(fā)送,一個(gè)報(bào)文包含有成對(duì)的列表(V,D),這里的V表示目的地(叫做向量),D是到達(dá)那個(gè)目的地的距離。注意距離向量是以第一人稱(chēng)報(bào)告路由的,即我們把一個(gè)路由器送來(lái)的通告看成它在
8、說(shuō):“我可以到達(dá)距離為D的目的地V”。(計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)習(xí)題與解析P183)路由表每個(gè)路由器都保持一張路由表,表中為路由器知道的每一個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置一條記錄。該記錄由目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的IP地址、到達(dá)目標(biāo)的最短距離(用“跳數(shù)”表示)和下一跳(為了到達(dá)最后目標(biāo)應(yīng)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送給它的下一個(gè)路由器)三個(gè)部分組成。跳數(shù)是指數(shù)據(jù)包到達(dá)最后目標(biāo)所進(jìn)入的網(wǎng)絡(luò)數(shù)目。路由表中還含有諸如該記錄最后更新時(shí)間等其他信息。示例如下:表13.1距離向量路由表距離跳數(shù)下一跳其他信息163.5.0.07172.6.23.4197.5.13.05176.3.6.17189.45.0.04200.5.1.6115.0.0.06131.4.7.19R
9、IP更新算法路由表根據(jù)收到的RIP響應(yīng)報(bào)文(message進(jìn)行更新。以下是RIP所使用的更新算法:接收:一個(gè)RIP響應(yīng)報(bào)文1 .為每個(gè)advertised(被發(fā)布)的目標(biāo)增加一個(gè)跳數(shù)值;2 .對(duì)每個(gè)advertised的目標(biāo)重復(fù)以下步驟:1 .如果(目標(biāo)不在路由表中)1 .將advertised的信息添加到路由表中。2 .否則1 .如果(下一跳字段相同)1 .用advertised的記錄替換表中的記錄2 .否則1.如果(advertised跳數(shù)小于表中的跳數(shù))1 .把它加到路由表中2 .否則2.什么都不做3.返回在圖13.3中,一個(gè)路由器從路由器C處收到一個(gè)RIP報(bào)文。該報(bào)文列出了目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)及其
10、相應(yīng)的跳數(shù)。要求更新算法,第一步是將跳數(shù)加1,然后將這個(gè)更新了的RIP數(shù)據(jù)包與原Net1,因?yàn)閬?lái)的路由表比較。結(jié)果是產(chǎn)生了一個(gè)使用到達(dá)每個(gè)目標(biāo)最新跳數(shù)的路由表。對(duì)沒(méi)有新信息,所以Net1的記錄保持不變。對(duì)Net2,表中的信息和報(bào)文中的信息確定是同一個(gè)“下一跳”(路由器C)。雖然路由表中的跳數(shù)(2)小于報(bào)文中的跳數(shù)(5),按算法還是選擇了從報(bào)文中接收來(lái)的跳數(shù),因?yàn)樵嫉闹祦?lái)自路由器C。這個(gè)值現(xiàn)在無(wú)效了,因?yàn)槁酚善鰿正在宣告一個(gè)新值。Net3是一個(gè)新增的目標(biāo)。對(duì)Net6,RIP數(shù)據(jù)包含有一個(gè)較低的跳數(shù),于是該值出現(xiàn)在新路由表中。Net8和Net9保留原來(lái)的值,因?yàn)閳?bào)文中對(duì)應(yīng)的跳數(shù)并無(wú)任何改進(jìn)。路由
11、表的初始化將一臺(tái)路由器剛加入到網(wǎng)絡(luò)中時(shí),它使用自己的配置文件來(lái)初始化自己的路由表。此路由表只含有直接連接的網(wǎng)絡(luò)和跳數(shù)(初始值均為1)?!跋乱惶弊侄蝿t為空白。圖13.4表示了一個(gè)小自治系統(tǒng)中各初始的路由表。更新路由表每個(gè)路由表都使用上述的RIP更新算法,根據(jù)所接收的RIP報(bào)文進(jìn)行更新。圖示了上面那個(gè)自治系統(tǒng)的最新路由表。13. 5 表重復(fù)命令版本保留協(xié)議族全為0網(wǎng)絡(luò)地址全為0全為0距離規(guī)定報(bào)文類(lèi)型:請(qǐng)求(1)響應(yīng)(2)RIP報(bào)文格式RIP報(bào)文的格式如下: 命令( 版本( 協(xié)議族 地址( 距離(8位)8位)(16 位)14字節(jié))32位)規(guī)定RIP版本,此處為版本1(還有版本2)規(guī)定所用協(xié)議族。T
12、CP/IP為2。0。規(guī)定目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的地址。IP只用四個(gè)字節(jié),其余均填上規(guī)定了從advertising路由器到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)。O我們將它稱(chēng)為“一條記錄”注意:每個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)均重復(fù)報(bào)文的一部分(陰影部分)請(qǐng)求和響應(yīng)RIP使用兩種報(bào)文:請(qǐng)求和響應(yīng)請(qǐng)求請(qǐng)求報(bào)文是由剛啟動(dòng)的路由器發(fā)出,或者由某些記錄已超時(shí)的路由器發(fā)出。請(qǐng)求可以是針對(duì)部分記錄,也可以是針對(duì)全部記錄。命令:1版本保留協(xié)議族全為0網(wǎng)絡(luò)地址全為0全為0全為0a.針對(duì)部分記錄的請(qǐng)求(陰影部分重復(fù))命令:1版本保留協(xié)議族全為0全為0全為0全為0全為0b.針對(duì)全部記錄的請(qǐng)求響應(yīng)響應(yīng)可以是solicited或unsolicited的。所謂"sol
13、icited響應(yīng)”只能答復(fù)一個(gè)請(qǐng)求。它含有相應(yīng)請(qǐng)求中規(guī)定的目標(biāo)的信息。而所謂“unsolicited響應(yīng)“則是每隔30秒定時(shí)發(fā)送,含有整個(gè)路由表的信息。下圖是由一個(gè)RIP響應(yīng)報(bào)文發(fā)布的有關(guān)三個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信息。RIP中的定時(shí)器(TimersinRIP)更新計(jì)時(shí)器路由限時(shí)器RIP使用三個(gè)定時(shí)器來(lái)支持它的操作: 定期(periodic)定時(shí)器2535秒 過(guò)期(expiration)定時(shí)器180秒 垃圾搜集(garbagecollection)定時(shí)器120秒路由清除計(jì)時(shí)器“定期”定時(shí)器“定期”定時(shí)器控制“定期更新報(bào)文”的發(fā)布。雖然協(xié)議規(guī)定這個(gè)定時(shí)器必須設(shè)置為30秒,這個(gè)工作模型實(shí)際使用的是一個(gè)2535秒之
14、間的隨機(jī)數(shù),以防止由于路由器同時(shí)更新而在互聯(lián)網(wǎng)上形成同步從而導(dǎo)致過(guò)載。每個(gè)路由器都有一個(gè)定期定時(shí)器,它被隨機(jī)地設(shè)置為2535之間的某個(gè)數(shù),采用倒計(jì)數(shù)制。當(dāng)計(jì)數(shù)值為零時(shí),更新報(bào)文就被發(fā)出,然后定時(shí)器又被隨機(jī)地設(shè)置一次。如果RIP使用其他附加的定時(shí)方法來(lái)發(fā)送更新信息(如“觸發(fā)更新”,見(jiàn)下),定期定時(shí)器的工作并不受影響。定期更新報(bào)文按原定時(shí)間間隔發(fā)出,與其他定時(shí)系統(tǒng)的更新報(bào)文互不相干?!斑^(guò)期”定時(shí)器過(guò)期定時(shí)器決定了路由的有效性。如果一個(gè)路由器接收到某個(gè)路由更新信息,過(guò)期定時(shí)器將被設(shè)置為180秒(專(zhuān)為此特定路由)。每次收到該路由的最新的更新信息,定時(shí)器就被復(fù)位。在通常情況下,更新信息是30秒出現(xiàn)一次。
15、但是,如果互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)問(wèn)題,在所規(guī)定的180秒時(shí)間內(nèi)沒(méi)收到更新信息,該路由的跳數(shù)就被設(shè)置為16(表示目標(biāo)是不可到達(dá)的)。每一個(gè)路由都有它自己的過(guò)期定時(shí)器?!袄鸭倍〞r(shí)器當(dāng)與某個(gè)路由有關(guān)的信息變成無(wú)效時(shí),路由器并不立即從其路由表中清除該路由,而是以metric值16繼續(xù)發(fā)布該路由。同時(shí),一個(gè)稱(chēng)為“垃圾搜集定時(shí)器”的定時(shí)器被設(shè)置為120秒(專(zhuān)為此路由)。當(dāng)計(jì)數(shù)值變成0時(shí),該路由才從路由表中被清除。這個(gè)定時(shí)器使相鄰的路由器們可以在某個(gè)路由被清除前便知道該路由已經(jīng)失效了。慢收斂(SlowConvergence)使用RIP時(shí)遇到的一個(gè)問(wèn)題是“慢收斂”問(wèn)題,這意味著在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中某處的改變非常緩慢地傳
16、遞到該互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的其他部分。例如,假設(shè)圖3.10中的網(wǎng)絡(luò)1中發(fā)生了某種改變,路由器R1立即自我更新。但是,因?yàn)槊總€(gè)路由器每隔30秒才發(fā)送其定期更新報(bào)文,這意味平均需要15秒(在030秒范圍內(nèi)平均)的時(shí)間才能到達(dá)R2。到達(dá)R3,則需要另外15秒,以此類(lèi)推。當(dāng)更新信息最后到達(dá)路由器Rn時(shí),需要經(jīng)過(guò)15Xn秒時(shí)間。如果n是20,則需要300秒。而在300秒時(shí)間內(nèi),一個(gè)ATM網(wǎng)絡(luò)可以發(fā)送十幾億個(gè)二進(jìn)制位的信息。如果這種改變對(duì)這些信息有影響,那就意味有十億個(gè)位的信息丟失了??朔IP問(wèn)題的一個(gè)方法是將跳數(shù)限制在15以?xún)?nèi)。這樣做可以防止數(shù)據(jù)包在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中長(zhǎng)久游蕩,引進(jìn)網(wǎng)絡(luò)阻塞。一個(gè)使用RIP的自治系統(tǒng)被限制
17、在跳數(shù)為15的范圍內(nèi);所以跳數(shù)為16時(shí),表示無(wú)限大,用來(lái)表示一個(gè)不可到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)(見(jiàn)圖13.11)。不穩(wěn)定性(Instability)使用RIP時(shí)一個(gè)更嚴(yán)重的問(wèn)題是不穩(wěn)定性,即一個(gè)運(yùn)行RIP的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)可能變得不穩(wěn)定了。如果出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題,數(shù)據(jù)包可能在路由器間循環(huán)傳送。將跳數(shù)限制在15將改善穩(wěn)定性,但不能完全解決問(wèn)題。為了理解這個(gè)問(wèn)題,假定圖13.12中與Net1的連接失效了。路由器A的路由表中到Net1的cost是1。路由器B只能通過(guò)路由器A訪問(wèn)Net1,所以到Net1的cost是2。路由器A訪問(wèn)Net1失敗時(shí),立即作出響應(yīng),并將到Net1的cost改為16(無(wú)限遠(yuǎn))。但是,它需要多達(dá)30秒時(shí)間才
18、能將它的更新信息發(fā)送出去。在此期間,可能發(fā)生這樣的事:路由器B向路由器A發(fā)送自己的更新報(bào)文。于是路由器A便有了兩個(gè)與Net1有關(guān)的記錄:本身路由表中的跳數(shù)值是16,而路由器B報(bào)告的信息卻是2。路由器A因此而受騙,認(rèn)為還可以通過(guò)路由器B從“后門(mén)”訪問(wèn)Net1,于是就將到Net1的跳數(shù)值改為3(2+1),并將此更新信息發(fā)送給路由器B。這樣路由器B就有兩個(gè)到達(dá)Net1的跳數(shù)值3(來(lái)自A)和2(自身路由表)。路由器B知道只能通過(guò)路由器A才能訪問(wèn)Net1,所以就忽略了自身路由表中較低的跳數(shù)值,將該跳數(shù)值改為4(3+1)。這種來(lái)回更新持續(xù)發(fā)生,一直到兩個(gè)路由器都達(dá)到跳數(shù)值16。到了此時(shí),路由器們才明白到N
19、et1原來(lái)是“無(wú)路可通”!改進(jìn)不穩(wěn)定性的一些補(bǔ)救技術(shù)已經(jīng)提出了一些補(bǔ)救技術(shù)來(lái)改進(jìn)穩(wěn)定性,但是沒(méi)有一種是百分之百有效的。觸發(fā)更新法(TriggeredUpdate)如果網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有什么變化,更新信息按正常的30秒間隔發(fā)送。但是,如果出現(xiàn)變化,路由器便立即動(dòng)作發(fā)送自己的新路由表,這個(gè)過(guò)程叫做“觸發(fā)更新”。觸發(fā)更新可以改善穩(wěn)定性。每個(gè)收到表明網(wǎng)絡(luò)發(fā)生改變更新信息的路由器都立即發(fā)出新的信息,其時(shí)間大大小于15秒的平均值。如在圖13.12中,當(dāng)路由器A認(rèn)識(shí)到Net1是不可訪問(wèn)時(shí),便將自身路由表中的跳數(shù)值改為16,然后立即發(fā)送給路由器B。然后是路由器B修改路由表,這樣兩個(gè)路由表中到Net1的跳數(shù)值都是16了
20、。發(fā)送含有遞增跳數(shù)值的更新報(bào)文可以避免上述循環(huán)問(wèn)題。雖然觸發(fā)更新可以極大地改進(jìn)路由問(wèn)題,但它不能解決所有的路由問(wèn)題。例如,用這樣方法無(wú)法處理路由器的故障問(wèn)題。水平分割法(SplitHorizons)水平分割法是第二種用于改善穩(wěn)定性的方法,它利用的是路由報(bào)文發(fā)送的選擇性;一個(gè)路由器必須識(shí)別不同的端口。如果一個(gè)路由器已經(jīng)從某個(gè)端口處接收到了路由更新信息,那么這同一個(gè)更新信息就不能通過(guò)此端口再發(fā)送回去。如果一個(gè)端口已經(jīng)發(fā)送信息以幫助某個(gè)路由器進(jìn)行更新,這種更新的信息不得回送;它是已知的,所以是不需要的。圖13.13是這個(gè)概念的示意圖。圖中,路由器B通過(guò)其左端口已經(jīng)接收到關(guān)于Net1和Net2的信息;
21、這個(gè)信息被更新,并通過(guò)右端口(而非左端口)傳送出去。同樣,路由器B接收到的關(guān)于Net3的信息被更新,并且只能通過(guò)路由器B的左端口傳送出去。水平分割法肯定可以改善穩(wěn)定性。假定圖13.12中Net1對(duì)路由器A是不可訪問(wèn)的。路由器B從路由器A收到關(guān)于Net1的信息;它并不將關(guān)于Net1的信息發(fā)送給路由器A。所以路由器A不僅有一條關(guān)于Net1的記錄(跳數(shù)值16),而且不會(huì)再受騙認(rèn)為要到達(dá)Net1可以通過(guò)什么“后門(mén)”。路由器A將自身的路由表發(fā)送給B,最后兩者對(duì)Net1的跳數(shù)都成為16了。反向抑制法(PoisonReverse)此法是水平分割法的一個(gè)變種。在本辦法中,路由器收到的信息被用于更新路由表,然后
22、轉(zhuǎn)發(fā)到所有端口。但是,從某個(gè)端口傳來(lái)的路由表記錄如果通過(guò)同一個(gè)端口出去,它的跳數(shù)值被設(shè)為16。圖13.14是這個(gè)概念的示意圖:路由器B已通過(guò)其左端口接收到關(guān)于Net1和Net2的信息;所以它以跳數(shù)16發(fā)送關(guān)于這些網(wǎng)絡(luò)的信息。同樣,關(guān)于Net3的信息從右端口進(jìn)來(lái),在右向的更新報(bào)文中Net3的cost被設(shè)為16。使用本法后穩(wěn)定性被改善了。假定圖13.12中Net1對(duì)路由器A是不可訪問(wèn)的。路由器B從A收到關(guān)于Net1的信息。它對(duì)A沒(méi)有影響,如果Net1是可以訪問(wèn)的,因?yàn)槁酚善鰽并不選擇B的Net1記錄。但是如果Net1失效了,二者的跳數(shù)值都是16,從而避免了不穩(wěn)定性。RIP第2版RIP第2版被設(shè)計(jì)用
23、來(lái)克服第1版存在的某些問(wèn)題。第2版的設(shè)計(jì)者們并不增加每條記錄報(bào)文的長(zhǎng)度,只是用新的字段替代了第1版中供TCP/IP協(xié)議由0填充的各個(gè)字段。報(bào)文格式圖13.15為RIP第2版的報(bào)文格式。這個(gè)報(bào)文的新字段如下:命令版本保留協(xié)議族路由標(biāo)簽(route tag)網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳地址距離圖13.15 RIP第2版格式 路由標(biāo)簽本字段帶有諸如自治系統(tǒng)編號(hào)等信息。它可以用來(lái)使RIP能接收來(lái)自某個(gè)外部路由協(xié)議的信息。 子網(wǎng)掩碼四字節(jié)字段,存放子網(wǎng)掩碼。 下一跳地址本字段規(guī)定了下一跳的地址。例如,這個(gè)字段在兩個(gè)自治系統(tǒng)共享一個(gè)網(wǎng)絡(luò)(主干,backbone)特別有用。此外報(bào)文可以規(guī)定在同一個(gè)自治系統(tǒng)或其他自
24、治系統(tǒng)中,數(shù)據(jù)包下一步應(yīng)發(fā)送給哪個(gè)路由器。認(rèn)證(authentication)為了阻止未經(jīng)許可的路由發(fā)布,數(shù)據(jù)包中加入認(rèn)證功能,但并沒(méi)有增加新的字段,只是將報(bào)文的第一條記錄留出來(lái)存放認(rèn)證信息。為了表示該記錄是認(rèn)證信息而不是路由信息,其協(xié)議字段值取FFFF16(下圖)。第二個(gè)字段是認(rèn)證類(lèi)型,它規(guī)定了認(rèn)證所用的方法,第三個(gè)字段則為具體的認(rèn)證數(shù)據(jù)。圖13.16認(rèn)證命令版本保留FFFF認(rèn)證類(lèi)型認(rèn)證數(shù)據(jù)多播第1版RIP采用廣播形式向每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)鄰居發(fā)布RIP報(bào)文,這種情況下,不僅網(wǎng)絡(luò)上所有的路由器接收到數(shù)據(jù)包,而且所有主機(jī)也接收到數(shù)據(jù)包。而第2版RIP使用多播地址224.0.0.9將RIP報(bào)文僅向網(wǎng)絡(luò)中的
25、路由器發(fā)布。封裝RIP報(bào)文被封裝在UDP用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)中。RIP報(bào)文中沒(méi)有指示報(bào)文長(zhǎng)度的字段,長(zhǎng)度由UDP數(shù)據(jù)包中相應(yīng)字段規(guī)定。分配給UDP中RIP使用的公認(rèn)端口號(hào)是520。RIP通過(guò)公認(rèn)端口號(hào)520使用UDFfl艮務(wù)。13.3OSPF協(xié)議“開(kāi)放最短路徑優(yōu)先"(OSPFOpenShortestPathFirst)是另一種現(xiàn)在正在流行的內(nèi)部路由協(xié)議。它同樣適合在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部使用。某些稱(chēng)為“自治系統(tǒng)邊界路由器”的特殊路由器用來(lái)阻止(dissipating)其他自治系統(tǒng)的信息進(jìn)入當(dāng)前系統(tǒng)。為了提高路由傳送效率,并采用定時(shí)方式,OSPFW一個(gè)自治系統(tǒng)分成若干個(gè)區(qū)域(area)。區(qū)域所謂“區(qū)域
26、”是指某個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部若干網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)和路由器的一種組合。一個(gè)自治系統(tǒng)可以分成許多個(gè)不同的區(qū)域。一個(gè)區(qū)域內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)必須相連。一個(gè)區(qū)域內(nèi)的路由器向整個(gè)區(qū)域廣播(flood)路由信息。在區(qū)域邊界處,若干稱(chēng)為“區(qū)域邊界路由器”的特殊路由器將整個(gè)區(qū)域的信息加以匯總,然后轉(zhuǎn)發(fā)給其他區(qū)域。在自治系統(tǒng)內(nèi)區(qū)域之間有一個(gè)特殊的區(qū)域叫做"backbone”(主干區(qū)),一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)的所有區(qū)域都必須與這個(gè)主干區(qū)相連。換言之,主干區(qū)起主區(qū)域的作用,其他區(qū)域則為從區(qū)域的作用。不過(guò)這并不表示各區(qū)域內(nèi)的路由器不能彼此相連。主干區(qū)內(nèi)的路由器稱(chēng)為“主干區(qū)路由器”(backbonerouters)。注意,一個(gè)主干區(qū)路由
27、器也可以同時(shí)是一個(gè)區(qū)域邊界路由器。如果由于某些問(wèn)題,主干區(qū)和區(qū)域間的連接中斷了,管理員必須在路由器間建立一條“虛擬鏈路”(virtuallink)以確保主干區(qū)作為主區(qū)域的功能得以保持。每個(gè)區(qū)域都有一個(gè)區(qū)域標(biāo)識(shí)號(hào)。主干區(qū)的標(biāo)識(shí)號(hào)是0。圖13.17為某個(gè)自治系統(tǒng)及其各個(gè)區(qū)域。度量值(Metric)OSP劭議允許管理員為每一個(gè)路由分配一個(gè)被稱(chēng)為“度量值”的cost(開(kāi)銷(xiāo)數(shù))。這種度量值可以按服務(wù)類(lèi)型(最小延遲、最大吞吐量等)。事實(shí)上,一個(gè)路由器可能有幾份路由表,每份基于不同的服務(wù)類(lèi)型。鏈路狀態(tài)路由OSP準(zhǔn)用“鏈路狀態(tài)路由”算法來(lái)更新區(qū)域內(nèi)的各路由表。在具體討論OSPF協(xié)議之前,讓我們先討論一下“鏈路
28、狀態(tài)路由”算法,它用來(lái)使一個(gè)區(qū)域內(nèi)的每個(gè)路由器與其他路由器共享情況。共享它們對(duì)相鄰路由器的掌握情況。理解這一算法的工作原理有三個(gè)關(guān)鍵,如下:1、共享關(guān)于相鄰路由器的情況每個(gè)路由器都向區(qū)域內(nèi)的所有其他的路由器發(fā)送其“鄰居的狀態(tài)”。2、和每個(gè)路由器共享每個(gè)路由器都向區(qū)域內(nèi)的所有其他的路由器發(fā)送其“鄰居的狀態(tài)”,方法是進(jìn)行“廣播”(flooding),即將信息發(fā)給它的所有相鄰路由器(通過(guò)它的所有輸出端口)。每個(gè)相鄰的路由器也向它的所有“鄰居”發(fā)送數(shù)據(jù)包,以此類(lèi)推。每一個(gè)接收到該數(shù)據(jù)包的路由器又將該數(shù)據(jù)報(bào)復(fù)制后發(fā)給它的“鄰居”。最后,每個(gè)路由器(無(wú)一例處地)都收到了同樣的信息。3、 狀態(tài)改變信息共享每
29、個(gè)路由器僅在路由狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)才共享相鄰路由器的狀態(tài)。這個(gè)規(guī)則與距離向量算法正好相反,后者是不管路由狀態(tài)是否改變,總是定時(shí)發(fā)送路由信息。所以鏈路狀態(tài)路由算法的這個(gè)特性使得互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的流量低于使用距離向量算法時(shí)的流量。鏈路狀態(tài)路由的思想是:每一個(gè)路由器都應(yīng)該對(duì)每一時(shí)刻整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淝闆r有一個(gè)精確的了解。換言之,每個(gè)路由器都應(yīng)該有一張整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的“拓?fù)鋱D”。根據(jù)這個(gè)拓?fù)?,路由器可以?jì)算出它本身和每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間最短的路徑。這里的拓?fù)鋱D實(shí)際上是由結(jié)點(diǎn)和edges(線段)組成的圖。不過(guò),要用圖來(lái)表示一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),我們還需要更多的定義。鏈路類(lèi)型在OSP沐語(yǔ)中,一個(gè)網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為一個(gè)“鏈路”(link)?,F(xiàn)在
30、已經(jīng)定義的鏈路狀態(tài)有四種:點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(point-to-point),transient,stud和virtual。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的鏈路連接兩個(gè)路由器,中間沒(méi)有任何其他主機(jī)或路由器。換言之,此鏈路(網(wǎng)絡(luò))的作用就是用來(lái)連接兩個(gè)路由器。這種鏈路的一個(gè)例子就是通過(guò)電話(huà)線或T線路連接兩個(gè)路由器。對(duì)這種鏈路類(lèi)型無(wú)需分配網(wǎng)絡(luò)地址。用圖形表示,路由器是各個(gè)結(jié)點(diǎn),鏈路則為連接結(jié)點(diǎn)的一條雙向線段。在線段兩端,標(biāo)出其度量值(通常兩端是一樣的)換言之,每個(gè)路由器在鏈路的另一端只有一個(gè)鄰居(見(jiàn)下圖)。44點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò) Transient (瞬態(tài))鏈路一個(gè)transient鏈路是一個(gè)連接了幾個(gè)路由器的網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)可以通過(guò)任何一
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