【TCP/IP詳解卷一：協議】第十章動態選路協議

時間 2019-12-02

標籤 TCP/IP詳解卷一：協議第十動態選路協議欄目系統網絡简体版

原文原文鏈接

更爲詳細的RIP博客解析：

RIP理論

距離向量算法的簡介：

RIP協議V-D算法的介紹

10.1 引言

靜態選路修改路由表的三種方法html

(1)主機設置時，默認的路由表項

(2)ICMP重定向報文(默認路由錯誤)

(3)route命令

在上述方法都不成功的狀況下，使用動態選路。算法

10.2 動態選路

當相鄰路由器之間進行通訊，以告知對方每一個路由器當前所鏈接的網絡，這時就出現了動態選路。安全

要點

動態選路用選路策略(由路由守護程序執行) 影響路由表的表項。

路由守護程序決定了把哪些路由增添到路由表中或者刪除。

路由器之間通訊的方法：動態選路協議。

動態選路協議運行在路由守護程序。

在路由守護程序上運行的動態選路協議中，最重要的是 IGP協議(Interior Gateway Protocol)，即內部網關協議。網絡

動態選路協議有不少種，好比 IGP 和 EGP。測試

Internet 是以一組自治系統(AS)的方式組織的。每一個自治系統能夠選擇 在該自治系統下(即同一自治系統下) 各個路由器之間的動態選路協議。這種協議(自治系統選擇的，在其內部執行的) 稱爲內部網關協議(IGP) 或者叫作域內選路協議。url

最常使用的 IGP 是 選路信息協議 RIP。 一種新的 IGP 是開放最短路徑優先 OSPF協議，它正在逐步取代 RIP。還有一種比較老的，以及被取代的 IGP：HELLO。

在 不一樣自治系統之間路由器上運行的動態選路協議是外部網關協議(EGP) 或者是域內選路協議中的分隔選路協議。.net

邊界網關協議(BGP) 意在取代 EGP。

10.3 Unix選路守護程序

Unix系統上經常運行名爲 routed 路由守護程序。另外一個程序是 gated，動態路由協議 IGP 和 EGP，都支持它。3d

10.4 RIP：選路信息協議用於路由器之間的通訊

摘：RIP(Routing Information Protocol 路由信息協議)是一種簡單的IGP。RIP是一個國際標準協議，全部的路由器廠商都支持它。RIP是應用層協議工做在 UDP的520端口上，全部的 RIP數據包的源端口和目的端口的端口號都是520。RIP 使用距離矢量算法，當數據包經過一個路由器是一跳。RIP初始化時會從每一個參與工做的接口上發送請求報文，該數據包向全部的RIP路由器請求一份對方完整的路由表，該請求以廣播或點到點的形式發送到直連路由器。unix

10.4.1 RIP報文格式

命令字段：1 爲請求，表示要求其餘系統發送所有或部分路由表。2爲應答，包含發送者所有或部分路由表。3和4捨棄不用。5 爲輪詢，6爲輪詢表項。
版本字段：一般爲1，第二版 RIP爲2。
度量：RIP的度量以跳計算。code

RIP 報文最多能夠通告25條路由。上限25 保證總長度爲 25 × 20 + 4 = 504 < 512 bit。所以，發送整個路由表，須要多個RIP報文。

10.4.3 度量

RIP 所使用的度量是以跳(hop)來計數的。
若是相鄰路由器通告它與其餘網絡路由的跳數爲1，那麼咱們與那個網絡的度量就是2。
全部直接相鏈接口的跳數爲1。
最大的跳數爲15。這意味着 RIP 只能在主機間最大跳數值爲15的AS 內使用。
跳數爲16，表明無窮大，意味着沒有到達的路由。

10.4.2 正常運行

(1)初始化：啓動一個路由守護程序的時候，它先判斷啓動了哪些接口，並在接口上發送一個請求報文，要求其餘路由器發送完整路由表。

若是是點對點鏈路那麼該請求就是發送給其餘終點的。

若是網絡支持廣播的話，那麼這種請求就是以廣播形式發送的。

以前有提到，目的UDP端口號爲520，這是其餘路由器的路由守護程序端口號。

(2)接收到請求：
若是是剛纔提到的特殊請求(要求發送路由表)，那麼路由器就將完整的路由表發送給請求者。
若是不是，處理請求中的每個表項：

若是在本身的路由表中發現某一個表項指明的路由，那麼就將度量指定爲咱們的值。

若是沒有發現，指定爲16。

一般來講，在主機設置的過程當中，就已經計算好各個路由的度量了。

(3)接收到響應：使響應生效，根據響應報文中的度量，可能會更新路由表。

(4)按期路由更新：每過30s，全部或者部分路由器會把它的完整路由表發送給相鄰路由器。能夠是廣播形式的(好比在以太網上面)。或者是發送給點對點鏈路的其餘終點的。

10.4.4 問題

(1)RIP沒法區分非0部分是一個子網號，仍是一個主機地址。
(2)在鏈路或者路由器發送故障的時候，須要很長的一段時間才能穩定下來。
(3)採用跳數做爲度量，最大跳數爲15，限制了可使用RIP的網絡的大小。

包括RIP在內的V－D算法路徑刷新協議，都有一個嚴重的缺陷，即「慢收斂」（slow convergence）問題，又叫「計數到無窮」(count to infinity)。若是出現環路，直到路徑長度達到16，也就是說要通過7番來回（至少30×7秒），路徑迴路才能被解除，這就是所謂的慢收斂問題。

解決方法：

主要的解決方法有水平分割（split horizon）法和帶觸發更新的毒性逆轉 (Posion Reverse with Triggered updates) 法。水平分割法的原理是：當網關從某個網絡接口發送RIP路徑刷新報文時，其中不能包含從該接口得到的路徑信息。毒性逆轉法的原理是：某路徑崩潰後，最先廣播此路徑的網關將原路徑繼續保存在若干刷新報文中，可是指明路徑爲無限長。爲了增強毒性逆轉的效果，最好同時使用觸發更新技術：一旦檢測到路徑崩潰，當即廣播路徑刷新報文，而沒必要等待下一個廣播週期。

路由環路：百度百科

10.5 RIP 版本2

RIP-2 對 RIP 的定義進行了擴充，這些擴充並不改變協議自己，而是利用上面RIP報文格式中的標註爲「必須爲0」的協議來傳遞一些額外的東西。若是RIP協議忽略這些必須爲0的字段，那麼RIP 和 RIP-2 能夠互相操做。

版本號爲2。

選路域：是一個選路守護程序的標識符，它指出了這個數據報的全部者。

選路標記：支持外部網關協議。

每一個表項的子網掩碼應用於相應的IP地址上。

下一站IP地址指明發往目的IP地址的報文應該發往哪裏，該字段爲0 說明發往目的地址的報文應該發送給發送RIP報文的系統。

RIP-2 提供了一種簡單的認證機制。指定一個明文口令。

RIP-2 除了廣播，還支持多播。

關於RIP-2和RIP的區別，RIP的防環機制，RIPv1 RIPv2 的接收及發送機制，能夠參考本篇隨筆開頭給出的《RIP理論》。

10.6 OSPF 開放最短路徑優先

OSPF 是另外的一種內部網關協議(IGP)。克服了RIP的全部限制。
RIP：採用距離向量法，而 OSPF 採用鏈路狀態協議：路由器不與鄰站交換距離信息。每一個路由器主動的測試和鄰站相連鏈路的狀態，並將這些信息發送給它的其餘鄰站，而鄰站將這些信息傳播出去。每一個路由器接收這些信息，創建起完整的路由表。>
鏈路狀態協議相比距離向量協議 收斂的更快。收斂的意思是，在路由發生變化的時候，好比路由器關閉或者鏈路故障的時候，能夠穩定下來。RIP處理路由環路的速度有點慢，也側面說明了這一點。
OSPF 直接使用 IP，並不使用 TCP 或者 UDP。

其餘還有一些優勢，參見教材P103。其實根據 RIP的缺點就可以大體的推出 OSPF 的優勢。

附：RIP的缺點

RIP的缺點：
1.僅以跳數做爲度量值，經常不能計算出最優路徑。
2.度量值以16跳爲上限，不適合於大的網絡。
3.安全性差，接受來自任何設備的路由更新，容易受到惡意的RIP欺騙。(單指RIPv1，RIPv2有密碼驗證機制)
4.不支持VLSM。(RIP採用子網掩碼恢復機制，並不能解決這個問題)
5.收斂慢，RIP採用週期性的更新而不是觸發更新。(如抑制計時器也增長了收斂時間)
6.帶寬消耗大。RIP須要大量的信息交換：一方面，每一個更新報文就每一條路由都包含一個條目，更新報文的大
  小至關於一個路由表(其條目數與網間網絡數成正比)，並且其中的許多條目都是與當前路徑刷新無關的；另外一
  方面，全部網絡都參與按期交換信息，要交換的信息量極大。

10.7 BGP 邊界網關協議

是一種外部網關協議，意在取代老的 EGP。
BGP 與其餘BGP系統之間交換網絡可到達信息(包括數據到達網絡所必須通過的自治系統AS 中的全部路徑)。根據這些信息，構成一幅自治系統鏈接圖。而後根據鏈接圖刪除選路環，制定選路策略。
章節還介紹了一些其餘的內容：本地流量(信宿IP地址或者信源IP地址所指定的主機在該自治系統中) 和經過流量。三種自治系統。
BGP 容許使用基於策略的選路。由自治系統管理員制訂策略，而且經過配置文件將策略指定給 BGP。
BGP 與 RIP 和 OSPF 不一樣的地方在於：選擇 TCP 做爲傳輸層協議。
BGP 是一個距離向量協議。

10.8 CIDR 無類型域間選路

CIDR 是一個防止 Internet 路由表膨脹 的方法，它也稱爲超網。
基本觀點是，採用一種 分配多個IP地址 的方法，使他可以將路由表中的許多表項總和成更少的數目。

選路決策基於 32 bit 的 IP地址和 32 bit 的掩碼操做，無論 IP地址是 A類仍是 B類仍是其餘類。
即 路由表和路由算法必須拓展成爲根據 32bit IP地址和 32 bit 掩碼作出路由選擇。

"IP地址有「類」的概念，/8掩碼是A類，/16掩碼是B類，/24掩碼是C類等等。可是/12，/18，/25呢？這就是無類的概念了，CIDR的做用就是支持IP地址的無類規劃，把IP的網段規劃成更細的方式來表示，這樣能夠有效的節約IP地址的使用和方便管理。"

2016/8/1

這一塊的內容較爲晦澀，大概寫了一個樹形圖在外面，概括一下這幾個協議的關係。

目的：改變路由表項

(1)分紅靜態路由(三種) 和 動態路由

(2)動態路由：路由守護程序 將 選路策略 添加到 路由表項。
* 路由守護程序 運行 動態選路協議(用於路由器之間交流)，動態選路協議 反饋信息(度量)到 路由守護程序。

(3)動態選路協議：內部 IGP，外部 EGP，外部 BGP(取代 EGP)，新 CIDR。

(4)內部IGP：最主要的 RIP，老的被淘汰的 HELLO，新的 OSPF(取代 RIP)。