TCP/IP詳解讀書筆記（第10章動(dòng)態(tài)選路協(xié)議）

   在前面各章中，討論了靜態(tài)選路。在配置接口時(shí)，以默認(rèn)方式生成路由表項(xiàng)（對(duì)于直接連接的接口），并通過(guò)route命令增加表項(xiàng)（通常從系統(tǒng)自引導(dǎo)程序文件），或是通過(guò)I MP重定向生成表項(xiàng)（通常是在默認(rèn)方式出錯(cuò)的情況下）。

在網(wǎng)絡(luò)很小，且與其他網(wǎng)絡(luò)只有單個(gè)連接點(diǎn)且沒(méi)有多余路由時(shí)（若主路由失敗，可以使用備用路由），采用這種方法是可行的。如果上述三種情況不能全部滿足，通常使用動(dòng)態(tài)選路。

本章討論動(dòng)態(tài)選路協(xié)議，它用于路由器間的通信。我們主要討論RIP，即選路信息協(xié)議(Routing Information Protocol)，大多數(shù)TCP/IP實(shí)現(xiàn)都提供這個(gè)應(yīng)用廣泛的協(xié)議。然后討論兩種新的選路協(xié)議，OSPF和BGP。

動(dòng)態(tài)選路

當(dāng)相鄰路由器之間進(jìn)行通信，以告知對(duì)方每個(gè)路由器當(dāng)前所連接的網(wǎng)絡(luò)，這時(shí)就出現(xiàn)了動(dòng)態(tài)選路。路由器之間必須采用選路協(xié)議進(jìn)行通信，這樣的選路協(xié)議有很多種。路由器上有一個(gè)進(jìn)程稱為路由守護(hù)程序（routing daemon），它運(yùn)行選路協(xié)議，并與其相鄰的一些路由器進(jìn)行通信。路由守護(hù)程序根據(jù)它從相鄰路由器接收到的信息，更新內(nèi)核中的路由表。

        注：動(dòng)態(tài)選路并不改變我們?cè)谏险轮兴枋龅膬?nèi)核在IP層的選路方式。這種選路方式稱為選路機(jī)制（routing mechanism）。內(nèi)核搜索路由表，查找主機(jī)路由、網(wǎng)絡(luò)路由以及默認(rèn)路由的方式并沒(méi)有改變。僅僅是放置到路由表中的信息改變了—當(dāng)路由隨時(shí)間變化時(shí)，路由是由路由守護(hù)程序動(dòng)態(tài)地增加或刪除，而不是來(lái)自于自引導(dǎo)程序文件中的route命令。

路由守護(hù)程序?qū)⑦x路策略（routing policy）加入到系統(tǒng)中，選擇路由并加入到內(nèi)核的路由表中。如果守護(hù)程序發(fā)現(xiàn)前往同一信宿存在多條路由，那么它（以某種方法）將選擇最佳路由并加入內(nèi)核路由表中。如果路由守護(hù)程序發(fā)現(xiàn)一條鏈路已經(jīng)斷開（可能是路由器崩潰或電話線路不好），它可以刪除受影響的路由或增加另一條路由以繞過(guò)該問(wèn)題。

RIP：選路信息協(xié)議

報(bào)文格式

RIP報(bào)文包含中在UDP數(shù)據(jù)報(bào)中，如圖1所示：

圖1：封裝在UDP數(shù)據(jù)包中的RIP報(bào)文

詳細(xì)的RIP報(bào)文格式如圖2所示：

圖2：RIP報(bào)文格式

命令字段為1表示請(qǐng)求，2表示應(yīng)答。還有兩個(gè)舍棄不用的命令（3和4），兩個(gè)非正式的命令：輪詢（5）和輪詢表項(xiàng)（6）。請(qǐng)求表示要求其他系統(tǒng)發(fā)送其全部或部分路由表。應(yīng)答則包含發(fā)送者全部或部分路由表。

       版本字段通常為1，而第2版RIP將此字段設(shè)置為2。緊跟在后面的20字節(jié)指定地址系列（address family）（對(duì)于IP地址來(lái)說(shuō)，其值是2）、IP地址以及相應(yīng)的度量。RIP的度量是以跳計(jì)數(shù)的。采用這種20字節(jié)格式的RIP報(bào)文可以通告多達(dá)25條路由。上限25是用來(lái)保證RIP報(bào)文的總長(zhǎng)度為20×25 + 4 = 504，小于512字節(jié)。由于每個(gè)報(bào)文最多攜帶25個(gè)路由，因此為了發(fā)送整個(gè)路由表，經(jīng)常需要多個(gè)報(bào)文。

度量

       RIP所使用的度量是以跳( hop )計(jì)算的。所有直接連接接口的跳數(shù)為1。考慮圖3所示的

路由器和網(wǎng)絡(luò)。畫出的4條虛線是廣播RIP報(bào)文。（R-理由器，N-網(wǎng)絡(luò)）

圖3：路由器和網(wǎng)絡(luò)示例

路由器R1通過(guò)發(fā)送廣播到N1通告它與N2之間的跳數(shù)是1（發(fā)送給N1的廣播中通告它與N1之間的路由是無(wú)用的）。同時(shí)也通過(guò)發(fā)送廣播給N2通告它與N1之間的跳數(shù)為1。同樣，R2通告它與N2的度量為1，與N3的度量為1。

如果相鄰路由器通告它與其他網(wǎng)絡(luò)路由的跳數(shù)為1，那么我們與那個(gè)網(wǎng)絡(luò)的度量就是2，這是因?yàn)闉榱税l(fā)送報(bào)文到該網(wǎng)絡(luò)，我們必須經(jīng)過(guò)那個(gè)路由器。在我們的例子中， R2到N1的度量是2，與R1到N3的度量一樣。

跳數(shù)的最大值是15，這意味著RIP只能用在主機(jī)間最大跳數(shù)值為15的AS內(nèi)。度量為16表示到無(wú)路由到達(dá)該I P地址。

OSPF：開放最短路徑優(yōu)先

       O S P F是除R I P外的另一個(gè)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。它克服了R I P的所有限制。

與采用距離向量的R I P協(xié)議不同的是， O S P F是一個(gè)鏈路狀態(tài)協(xié)議。距離向量的意思是，R P發(fā)送的報(bào)文包含一個(gè)距離向量（跳數(shù)）。每個(gè)路由器都根據(jù)它所接收到鄰站的這些距離向量來(lái)更新自己的路由表。

       在一個(gè)鏈路狀態(tài)協(xié)議中，路由器并不與其鄰站交換距離信息。它采用的是每個(gè)路由器主

動(dòng)地測(cè)試與其鄰站相連鏈路的狀態(tài)，將這些信息發(fā)送給它的其他鄰站，而鄰站將這些信息在

自治系統(tǒng)中傳播出去。每個(gè)路由器接收這些鏈路狀態(tài)信息，并建立起完整的路由表。

BGP：邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議

BGP是一種不同自治系統(tǒng)的路由器之間進(jìn)行通信的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。

BGP系統(tǒng)與其他BGP系統(tǒng)之間交換網(wǎng)絡(luò)可到達(dá)信息。這些信息包括數(shù)據(jù)到達(dá)這些網(wǎng)絡(luò)所必須經(jīng)過(guò)的自治系統(tǒng)AS中的所有路徑。這些信息足以構(gòu)造一幅自治系統(tǒng)連接圖。然后，可以根據(jù)連接圖刪除選路環(huán)，制訂選路策略。