动态选路协议教材

1、动态选路协议动态选路协议售前五组售前五组 戴阳戴阳内容目录内容目录u动态选路动态选路uRIP：选路信息协议：选路信息协议uOSPF：开放最短路径优先：开放最短路径优先u BGP：边界网关协议：边界网关协议uCIDR：无类型域间选路：无类型域间选路一、动态选路一、动态选路以下情况下属于静态路由静态路由：(1) 以默认方式生成路由表项(2)通过r o u t e命令增加表项(3)通过I C M P重定向生成表项（通常是在默认方式出错的情况下）。 在网络很小，且与其他网络只有单个连接点且没有多余路由时，采用这种方法是可行的。如果上述三种情况不能全部满足，通常使用动态选路动态选路。动态路由协议动态路由

2、协议包括:l R I P:即选路信息协议选路信息协议，大多数T C P / I P实现都提供这个应用广泛的协议。l OS P F和B G P:开放最短路径优先开放最短路径优先和边界网关协议边界网关协议，是两种新协议。l CIDR: 无分类域间选路新技术无分类域间选路新技术，用来增加B类网络的数量。u 当相邻路由器之间进行通信，以告知对方每个路由器当前所连接的网络，这时就出现了动态选路。u 路由守护程序路由守护程序（routing daemon）运行选路协议，并与其相邻的一些路由器进行通信。路由守护程序根据它从相邻路由器接收到的信息，更新内核中的路由表。l 路由守护程序(Daemon)是一个用户

3、进程。在UNIX中，大部分都是路由程序和网关程序。l Daemon一般在系统引导时启动，在系统运行期间一直存在。u 动态选路有以下特征特征：l 不改变选路机制不改变选路机制（ routing mechanism，仍然是按三个优先级进行(主机,网络,默认)l 改变选路策略改变选路策略：路由由路由守护程序（daemon）动态地增加或删除路由项目,而不是用route来产生 。(route产生的是静态路由)动态选路由路由守护程序路由守护程序来完成。路由守护程序(Daemon)执行以下功能功能：（1）添加选路策略添加选路策略：将选路策略（ routing policy）加入到系统中，选择路由并加入到内核

4、的路由表中。（2）比较多条路由比较多条路由：如果发现前往同一信宿存在多条路由，那么它将选择最佳路由并加入内核路由表中。（3）删除或绕过无效路由删除或绕过无效路由：如果发现一条链路已经断开，则删除受影响的路由或增加另一条路由以绕过该路由。 在像I n t e r n e t系统中，采用了许多不同的选路协议，包括内部网关协议IGP及外部网关协议E G P。IGP：Interior Gateway Protocol，即内部网关协议内部网关协议，自治系统中各个路由器之间的选路协议。IGP包括：选路信息协议（R I P）和开放最短路径优先（O S P F）EGP:Exterior Gateway Pro

5、tocol，外部网关协议外部网关协议，用于不同自治系统之间的路由器。包括EG P和BGP。BGP 是当前在NSFNET骨干网和一些连接到骨干网的区域性网络上使用的协议（Border Gateway Protocol）。B G P意在取代E G P。注:自治系统自治系统(AS，Autonomous System：所有路由器都在单个的管理控制之下的系统。 I n t e r n e t是以一组自治系统的方式组织的，每个自治系统通常由单个实体管理。Unix路由守护程序U n i x系统上有两种守护程序：（1）r o u t e d：只使用R I P进行通信，用于小型到中型网络。（2）g a t e

6、d：I G P和E G P都支持。图1 对r o u t e d和两种不同版本的g a t e d所支持的不同选路协议进行了比较。大多数运行路由守护程序的系统都可以运行r o u t e d，除非它们需要支持g a t e d所支持的其他协议。 routed和gated所支持的选路协议二、二、RIPRIP：选路信息协议：选路信息协议 RIP是最广为使用（也是最受攻击）的选路协议。对于R I P的正式描述文件是RFC 1058 Hedrick 1988a，但是该R F C是在该协议实现数年后才出现的。RIP报文包含在UDP数据报中，如图2所示。图2 封装在UDP数据报中的RIP报文图3 使用IP

7、地址时RIP报文图3给出了使用IP地址时的RIP报文格式。其内容有：（1）命令字段命令字段：l “1”-请求,其中请求表示要求其他系统发送其全部或部分路由表。l “2”-应答。应答则包含发送者全部或部分路由表。l “3”,“4”-两个舍弃不用的命令。l “5”, -轮询(poll)。l “6”-轮询表。(2)版本字段版本字段：通常为1，而第2版RIP中将此字段设置为2。(3)地址系列地址系列（address family）： 对于IP地址而言,为“2”，对于特殊的请求，则地址系列的值为“0”。(4)IPIP地址地址:目的地的IP地址。(5)度量度量：跳数。 RIP常用的UDP端口号是520。以

8、下是routed命令正常运行后的结果：1 1、初始化：、初始化：在启动一个路由守护程序时，它先判断启动了哪些接口，并在每个接口上发送一个请求报文，要求其他路由器发送完整路由表。在点对点链路中，该请求是发送给其他终点的。如果网络支持广播的话，这种请求是以广播形式发送的。目的UDP端口号是520（这是其他路由器的路由守护程序端口号）。这种请求报文的命令字段为1，但地址系列字段设置为0，而度量字段设置为16。这是一种要求另一端完整路由表的特殊请求报文。2 2、接收到请求。、接收到请求。（1）如果这个请求是刚才提到的特殊请求，那么路由器就将完整的路由表发送给请求者。（2）若是其他请求，则处理请求中的每

9、一个表项：如果有连接到指明地址的路由，则将度量设置成我们的值，否则将度量置为1 6（ 即“无穷大”，它意味着没有到达目的的路由），然后发回响应。3 3、接收到响应。、接收到响应。为使响应生效，可能会更新路由表（含增、删、改路由表项）。其中，路由表更新的方法包括定期更新和触发更新两种。l 定期选路更新定期选路更新：每过30秒，所有或部分路由器会将其完整路由表发送给相邻路由器。发送路由表可以是广播形式的（如在以太网上），或是发送给点对点链路的其他终点的。l 触发更新触发更新。每当一条路由的度量发生变化时，就对它进行更新。不需要发送完整路由表，而只需要发送那些发生变化的表项。l 删除路由表删除路由表

10、：删除时间是180+60=240秒。（1）如果运行RIP的系统发现一条路由在180秒内未更新，就将该路由的度量设置成无穷大（ 16），并标注为删除。（2）再过60秒，将从本地路由表中删除该路由，以保证该路由的失效已被传播开。度量：度量：RIP所使用的度量是以跳(hop)计算的。所有直接连接接口的跳数为1。用跳数作为路由度量忽略了其他一些应该考虑的因素。同时，度量最大值为15则限制了可以使用RIP的网络的大小。三、三、OSPFOSPF：开放最短路径优先：开放最短路径优先uOSPFOSPF是除RIP外的另一个内部网关协议。它克服了RIP的所有限制。u与采用距离向量的RIP协议不同的是，OSPF是一

11、个链路状态协议。距离向量的意思是，RIP发送的报文包含一个距离向量（跳数）。每个路由器都根据它所接收到邻站的这些距离向量来更新自己的路由表。u在一个链路状态协议中，路由器并不与其邻站交换距离信息。它采用的是每个路由器主动地测试与其邻站相连链路的状态，将这些信息发送给它的其他邻站，而邻站将这些信息在自治系统中传播出去。每个路由器接收这些链路状态信息，并建立起完整的路由表。 OSPF与RIP（以及其他选路协议）的不同点在于，OSPF直接使用IP。也就是说，它并不使用UDP或TCP。对于IP首部的protocol字段，OSPF有其自己的值。另外，作为一种链路状态协议而不是距离向量协议，OSPF还有着

12、一些优于RIP的特点特点。（1 1）OSPF可以对每个IP服务类型计算各自的路由集。这意味着对于任何目的地，可以有多个路由表表项，每个表项对应着一个IP服务类型。（2 2）给每个接口指派一个无维数的费用。可以通过吞吐率、往返时间、可靠性或其他性能来进行指派。可以给每个IP服务类型指派一个单独的费用。（3 3）当对同一个目的地址存在着多个相同费用的路由时，OSPF在这些路由上平均分配流量。我们称之为流量平衡。（4 4）OSPF支持子网：子网掩码与每个通告路由相连。这样就允许将一个任何类型的IP地址分割成多个不同大小的子网。到一个主机的路由是通过全1子网掩码进行通告的。默认路由是以IP地址为0.0

13、.0.0、网络掩码为全0进行通告的。（5 5）路由器之间的点对点链路不需要每端都有一个IP地址，我们称之为无编号网络。这样可以节省IP地址现在非常紧缺的一种资源。（6 6）采用了一种简单鉴别机制。可以采用类似于RIP-2机制的方法指定一个明文口令。（7 7）OSPF采用多播，而不是广播形式，以减少不参与OSPF的系统负载。随着大部分厂商支持OSPF，在很多网络中OSPF将逐步取代RIP。四、四、 BGP BGP：边界网关协议：边界网关协议 BGP BGP是一种不同自治系统的路由器之间进行通信的外部网关协议。BGP是ARPANET所使用的老EGP的取代品。 BGP系统与其他BGP系统之间交换网络

14、可到达信息。首先，我们将一个自治系统中的IP数据报分成本地流量和通过流量。在自治系统中，本地流量是起始或终止于该自治系统的流量。也就是说，其信源IP地址或信宿IP地址所指定的主机位于该自治系统中。其他的流量则称为通过流量。在Internet中使用BGP的一个目的就是减少通过流量。可以将自治系统（自治系统（ASAS）分为以下几种类型：（1） 残桩自治系统(stub AS)：与其他自治系统只有单个连接。stub AS只有本地流量。（2） 多接口自治系统(multihomed AS)，它与其他自治系统有多个连接，但拒绝传送通过流量。（3） 转送自治系统(transit AS)，它与其他自治系统有多个

15、连接，在一些策略准则之下，它可以传送本地流量和通过流量。 这样，可以将Internet的总拓扑结构看成是由一些残桩自治系统、多接口自治系统以及转送自治系统的任意互连。残桩自治系统和多接口自治系统不需要使用BGP它们通过运行EGP在自治系统之间交换可到达信息。 BGP允许使用基于策略的选路。由自治系统管理员制订策略，并通过配置文件将策略指定给BGP。制订策略并不是协议的一部分，但指定策略允许BGP实现在存在多个可选路径时选择路径，并控制信息的重发送。选路策略与政治、安全或经济因素有关。BGP与RIP和OSPF的不同之处不同之处在于：（1）BGP使用TCP作为其传输层协议。两个运行BGP的系统之间

16、建立一条TCP连接，然后交换整个BGP路由表。从这个时候开始，在路由表发生变化时，再发送更新信号。（注：OSPF通过IP传送，不是通过UDP或TCP）（2）BGP是一个距离向量协议，但是与RIP不同的是，BGP列举了到每个目的地址的路由（自治系统到达目的地址的序列号）。这样就排除了一些距离向量协议的问题。采用16 bit 数字表示自治系统标识。（3）BGP通过定期发送keepalive报文给其邻站来检测TCP连接对端的链路或主机失败。两个报文之间的时间间隔建议值为30秒。应用层的keepalive报文与TCP的keepalive选项是独立的。四、四、CIDRCIDR：无类型域间选路：无类型域间

17、选路 我们指出了B类地址的缺乏，因此现在的多个网络站点只能采用多个C类网络号，而不采用单个B类网络号。尽管分配这些C类地址解决了一个问题（B类地址的缺乏），但它却带来了另一个问题：每个C类网络都需要一个路由表表项。无类型域间选路（CIDR）是一个防止Internet路由表膨胀的方法，它也称为超网（supernetting）。 CIDR的基本观点是采用一种分配多个IP地址的方式，使其能够将路由表中的许多表项总和成更少的数目。例如，如果给单个站点分配16个C类地址，以一种可以用总和的方式来分配这16个地址，这样，所有这1 6个地址可以参照Internet上的单个路由表表项。要使用这种总和，必须满足以下三种特性：（1） 为进行选路要对多个IP地址进行总和时，这些IP地址必须具有相同的高位地址比特。（2） 路由表和选路算法必须扩展成根据32bit IP地址和32 bit掩码做出选路决策。 （3） 必须扩展选路协议使其除了32 bit地址外，还要有32 bit掩码。OSPF和RIP-2