计算机网络原理 内部网关协议RIP
计算机网络原理内部网关协议RIP
路由选择信息协议RIP（Routing Information Protocol）是内部网关的协议的一种，它用于小型自治系统中。RIP基于Xerox XNS路由协议。在RIP的早期，人们比较容易接受RIP，因为代码嵌入了基于BSD（Berkeley Software Distribution）的UNIX的操作系统中。RIP是用于本地网的距离矢量路由选择的实现。它将参与通信的组成部分分成主动的和被动的两类。只有路由器工作在主动模式，主机必须使用被动模式。工作在主动模式的路由器进行监听，并根据收到通知更新其路由。
RIP协议规定了两种报文类型。任何运行RIP协议的设备都可以发送这些报文。
●请求报文。一个请求报文查询相邻RIP设备，以获得它们的距离矢量表。这个请求
表明，相邻设备要么返回表的一个特定子集，要么返回整个表的内容。
●响应报文。响应报文由一个设备发出，以公告在它的本地距离矢量表中维护的信息。
这个表在如下几种情况下被发送：
每隔30秒自动发送一次。
表作为对另一个RIP结点产生的请求报文的响应被发送出去。
如果支持触发式更新，则在本地距离向量表发生变化时表被发送出去。
当一个设备接收到一个响应报文时，将更新信息与本地距离向量表相比照。如果更新信息中包含一条到目的网络的代价更低的路由，则对表进行更新以反映包含了新路径。
RIP用一种特定的报格式来共享到已知目的网络的距离信息。RIP报文用UDP数据报进行传输，RIP使用端口520来发送和接收数据报。
RIP数据报的最大小为512个字节，大于这个值的更新必须用多个数据报进行公告。在LAN环境中，RIP数据报使用MAC全站点广播地址和一个IP网络广播地址进行发送。在点到点或者非广播环境中，数据报经过专门编址以发送到目的设备。
RIP报文格式如图6-6所示。
图6-6 RIP报文格式
一个512字节大小的报文最多允许在一个单独的RIP通知中包含25个路由表项。
RIP有两种操作模式，具体如下：
●主动模式。以主动模式运行的设备公告它们的距离向量表，同时接收相邻RIP主机
的路由更新。路由设备通常被配置成在主动模式运行。
●被动模式。也称为静止模式，以这种模式运行的设备仅仅接收相邻RIP设备的路由
更新。它们不公告它们自己的距离矢量表。端站点通常被配置成在被动模式运行。
但在RIP模式中，我们可以看到几种局限性：
计算机网络原理 内部网关协议RIP
计算机网络原理内部网关协议RIP 路由选择信息协议RIP（Routing Information Protocol）是内部网关的协议的一种，它用于小型自治系统中。RIP基于Xerox XNS路由协议。在RIP的早期，人们比较容易接受RIP，因为代码嵌入了基于BSD（Berkeley Software Distribution）的UNIX的操作系统中。RIP是用于本地网的距离矢量路由选择的实现。它将参与通信的组成部分分成主动的和被动的两类。只有路由器工作在主动模式，主机必须使用被动模式。工作在主动模式的路由器进行监听，并根据收到通知更新其路由。 RIP协议规定了两种报文类型。任何运行RIP协议的设备都可以发送这些报文。 ●请求报文。一个请求报文查询相邻RIP设备，以获得它们的距离矢量表。这个请求 表明，相邻设备要么返回表的一个特定子集，要么返回整个表的内容。 ●响应报文。响应报文由一个设备发出，以公告在它的本地距离矢量表中维护的信息。 这个表在如下几种情况下被发送： 每隔30秒自动发送一次。 表作为对另一个RIP结点产生的请求报文的响应被发送出去。 如果支持触发式更新，则在本地距离向量表发生变化时表被发送出去。 当一个设备接收到一个响应报文时，将更新信息与本地距离向量表相比照。如果更新信息中包含一条到目的网络的代价更低的路由，则对表进行更新以反映包含了新路径。 RIP用一种特定的报格式来共享到已知目的网络的距离信息。RIP报文用UDP数据报进行传输，RIP使用端口520来发送和接收数据报。 RIP数据报的最大小为512个字节，大于这个值的更新必须用多个数据报进行公告。在LAN环境中，RIP数据报使用MAC全站点广播地址和一个IP网络广播地址进行发送。在点到点或者非广播环境中，数据报经过专门编址以发送到目的设备。 RIP报文格式如图6-6所示。 图6-6 RIP报文格式 一个512字节大小的报文最多允许在一个单独的RIP通知中包含25个路由表项。 RIP有两种操作模式，具体如下： ●主动模式。以主动模式运行的设备公告它们的距离向量表，同时接收相邻RIP主机 的路由更新。路由设备通常被配置成在主动模式运行。 ●被动模式。也称为静止模式，以这种模式运行的设备仅仅接收相邻RIP设备的路由 更新。它们不公告它们自己的距离矢量表。端站点通常被配置成在被动模式运行。 但在RIP模式中，我们可以看到几种局限性：
内部网关协议RIP
内部网关协议RIP---续
距离向量算法 路由器收到相邻路由器（其地址为 X）的一个 RIP 报文： (1) 先修改此 RIP 报文中的所有项目：把“下一跳”字段中的地址都改为 X，并把所有的“距离”字段的值加 1。 (2) 对修改后的 RIP 报文中的每一个项目，重复以下步骤： 若项目中的目的网络不在路由表中，则把该项目加到路由表中。 否则 若下一跳字段给出的路由器地址是同样的，则把收到的项目替换原路由表中的项目。 否则 若收到项目中的距离小于路由表中的距离，则进行更新， 否则，什么也不做。 (3) 若 3 分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则把此相邻路由器记为不可达路由器，即将距离置为 16（表示不可达）。 (4) 返回。
距离向量算法 距离向量算法的基础就是 Bellman-Ford 算法，算法的要点是：（1）设X是结点 A 到 B 的最短路径上的一个结点。 （2）若把路径 A→B 拆成两段路径 A→X 和 X→B，则每一段路径A→X 和 X→B 也都分别是结点 A 到 X 和结点 X 到 B 的最短路径。
路由器之间交换信息与路由表更新 RIP 协议让互联网中的所有路由器都和自己的相邻路由器不断交换路由信息，并不断更新其路由表，使得从每一个路由器到每一个目的网络的路由都是最短的（即跳数最少）。 虽然所有的路由器最终都拥有了整个自治系统的全局路由信息，但由于每一个路由器的位置不同，它们的路由表当然也应当是不同的。
【例4-5】已知路由器 R 6 有表4-9(a)所示的路由表。现在收到相邻路由器 R 4 发来的路由更新信息，如表4-9(b)所示。试更新路由器 R 6 的路由表。 目的网络 距离 下一跳路由器 Net2 3 R 4 Net3 4 R 5 … … … 目的网络 距离 下一跳路由器 Net1 3 R 1 Net2 4 R 2 Net3 1 直接交付 目的网络 距离 下一跳路由器 Net1 4 R 4 Net2 5 R 4 Net3 2 R 4 目的网络 距离 下一跳路由器 Net1 4 R 4 Net2 5 R 4 Net3 2 R 4 … … … 表4-9(a) 路由器R 的路由表 表4-9(b) R 发来的路由更新信息 表4-9(d) 路由器R 6更新后的路由表 表4-9(c) 修改后的表4-9(b) 距离加1 计算更新
内部网关协议和外部网关协议
核心网关为了正确和高效地路由报文需要知道Internet其他部分发生的情况，包括路由信息和子网特性。当一个网关处理重负载而使速度特别慢，并且这个网关是访问子网的惟一途径时，通常使用这种类型的信息，网络中的其他网关能剪裁交通流量以减轻网关的负载。 GGP主要用于交换路由信息，不要混淆路由信息(包括地址、拓扑和路由延迟细节)和作出路由决定的算法。路由算法在网关内通常是固定的且不被GGP改变。核心网关之间通过发送GGP信息，并等待应答来通信，之后如果收到含特定信息的应答就更新路由表。 注意GGP的最新改进SPREAD已经用于Internet，但它还不如GGP普及。GGP被称为向量-距离协议。要想有效工作，网关必须含有互联网络上有关所有网关的完整信息。否则，计算到一个目的地的有效路由将是不可能的。因为这个原因，所有的核心网关维护一张Internet上所有核心网关的列表。这是一个相当小的表，网关能容易地对其进行处理。 外部网关协议(EGP) 外部网关协议用于在非核心的相邻网关之间传输信息。非核心网关包含互联网络上所有与其直接相邻的网关的路由信息及其所连机器信息，但是它们不包含Internet上其他网关的信息。对绝大多数EGP而言，只限制维护其服务的局域网或广域网信息。这样可以防止过多的路由信息在局域网或广域网之间传输。EGP强制在非核心网关之间交流路由信息。 由于核心网关使用GGP，非核心网关使用EGP，而二者都应用在Internet上，所以必须有某些方法使二者彼此之间能够通信。Internet使任何自治(非核心)网关给其他系统发送“可达”信息，这些信息至少要送到一个核心网关。如果有一个更大的自治网络，常常认为有一个网关来处理这些可达信息。 和GGP一样，EGP使用一个查询过程来让网关清楚它的相邻网关并不断地与其相邻者交换路由和状态信息。EGP是状态驱动的协议，意思是说它依赖于一个反映网关情况的状态表和一组当状态表项变化时必须执行的一组操作。
路由基本原理及路由协议详情详情
路由基本原理及路由协议 一．OSI/RM参考模型中分组交换网络的（网络层）路由选择1．路由选择 路由选择也较路径选择。 路由选择是指选择和建立一条合适的物理或逻辑的通路，以供进网数据从网络的源节点到达宿节点的控制过程。 2．路由问题概述 分组交换网结构可以抽象成以下网络拓扑图 数据分组从源节点A到达宿节点D的路径（通路）有： l1,l3（A-B-D） l2,l6（A-C-D） l2,l4,l7（A-C-E-D） 问题： 哪条通路是最佳的？ 最佳－即最短路径问题。 假如上图中每条边都有权值，A到D的最短路径应该是所有路径中，构成路径的边的权值之和最小的哪条路径。 权值：在网络中主要是数据传输时延和距离。 3．对路由选择算法的要求 a.能正确、迅速、合理地传输数据分组 b.能适应由于节点或链路故障引起的拓扑变化 c.能适应网络通信量的变化，使网络内的通信负载达到均衡 d.算法应尽量简单 4．路由选择算法的两大策略 a．静态路由选择算法——基于网络拓扑（距离）和时延的要求，以固定的准则来选择路由。因此这类算法也叫做确定型（非自适应）路由算法。这类算法简单，速度快，但不能适应因种种原因而引起的网络拓扑变化和网络内部通信量的变化。这类算法使用于那些网络拓扑结构不经常变化的小型网络。 b.动态路由选择算法——基于网络状态参数的变化，来选择某段时间内有效的路由。这类算法能够适应网络拓扑状态和其它状态参数的变化而调整路由。因此这类算法也叫做自适应路由算法 5．实现路由选择算法的一般方法 a.标头指示法 b.路由表法 在每个交换节点（路由器）中建立路由表。 二、互联网中的路由算法——IP路由技术
内部网关路由协议详情详情IGRP
内部网关路由协议(IGRP) 一、背景 二、IGRP协议特性 一、背景 IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)是八十年代中期由Cisco 公司开发的路由协议，Cisco创建IGRP的主要目的是为AS内的路由提供一种健壮的协议。 八十年代中期，最流行的AS内的路由协议是RIP。虽然RIP对于在小到中型的同类网中非常有用，但随着网络的发展，其限制越来越显著，特别是RIP很小的跳数限制(16)制约了网络的规模，且其单一的metric（跳数）在复杂的环境中很不灵活。Cisco路由器的普及和IGRP的健壮性使许多拥有大型网络的组织用IGRP代替RIP。 Cisco最初的IGRP实现工作在IP网络上，但是IGRP是设计以运行于任何网络环境中的，Cisco很快就把它移植以运行于OSI的CLNP(Connectionless Network Protocol)网络。在九十年代初Cisco开发了增强型IGRP（EIGRP）以提高IGRP的工作效率，本文讨论IGRP的基本设计和实现。 二、IGRP协议特性 IGRP是一种距离向量型的内部网关协议（IGP）。距离向量路由协议要求每个路由器以规则的时间间隔向其相邻的路由器发送其路由表的全部或部分。随着路由信息在网络上扩散，路由器就可以计算到所有节点的距离。 IGRP使用一组metric的组合（向量），网络延迟、带宽、可*性和负载都被用于路由选择，网
管可以为每种metric设置权值，IGRP可以用管理员设置的或缺省的权值来自动计算最佳路由。 IGRP为其metric提供了较宽的值域。例如，可*性和负载可在1和255之间取值；带宽值域为1200bps到10吉（千兆）bps；延迟可取值1到24。宽的值域可以提供满意的metric 设置，更重要的是，metric各组件以用户定义的算法结合，因此，网管可以以直观的方式影响路由选择。 为了提供更多的灵活性，IGRP允许多路径路由。两条等带宽线路可以以循环（round-robin）方式支持一条通信流，当一条线路断掉时自动切换到第二条线路。此外，即使各条路的metric 不同也可以使用多路径路由。例如，如果一条路径比另一条好三倍，它将以三倍使用率运行。只有具有一定范围内的最佳路径metric值的路由才用作多路径路由。 1、稳定性 IGRP提供许多特性以增强其稳定性，包括hold-down、split horizon和poison-reverse。Hold-down用于阻止定期更新信息不适当地发布一条可能失效的路由信息。当一个路由器失效时，相邻的路由器通过未收到定期的更新消息检测到该情况，这些路由器就计算新的路由并发送路由更新信息把路由改变通知给它们相邻的路由器。这一举动激发一系列触发的更新，这些触发的更新并不能立刻到达每一个网络设备，所以可能发生这样的情况：一个还未收到网络失效信息的设备给一个刚被通知网络失效的设备发送定期更新信息，说那条已断掉的路由还是好的，这样，后者就会含有（还可能发布）错误的路由信息。Hold-down告诉路由器把可能影响路由的改变保持一段时间。Hold-down时期通常只比整个网络更新某一路由改变所需时间多一点。 Split horizon来源于下列承诺：把路由信息发回到其来源是无意义的。下图示意为split-horizon 规则。路由器1（R1）首先发布到网络A的路由，路由器2（R2）没有必要在给R1的更新信
计算机网络原理 内部网关协议OSPF
计算机网络原理 内部网关协议OSPF 开放式最短路径优先OSPF （Open Shortest Path First ）协议是另一种内部网关协议。它是为了解决RIP 的局限性而开发的非专用路由方案。最初的研发工作开始于1988年，结束于1991年。随后不断地发布对该协议的更新。 OSPF 提供了许多距离矢量协议中没有的特征。对这些特征的支持已经使OSPF 成为大型网络环境中广泛采用的路由协议。它具有以下几个特征： ● 相同代价时的负载平衡。同时使用多条路径可以更加有效地利用网络资源。 ● 网络的逻辑划分。这样做减少了不利条件下各种信息的传播。它还提供了聚集路由 声明的能力，限制了不必要的子网信息公告。 ● 支持认证。OSPF 支持对任何传输路由公告的结点进行认证。这就防止了欺骗性信 息源破坏路由表。 ● 更小的收敛时间。OSPF 提供了路由更改的即时传播功能。这样就加快了更新网络 拓扑结构所需的收敛速度。 ● 支持CIDR 和VLSM 。这个特征允许网络管理员有效分配IP 地址资源。 OSPF 是一个链路状态协议。与其他链路状态协议一样，每个OSPF 路由器执行SPF 算法，以处理保存在链路状态数据库中的信息。这个算法产生了一支最短路径树，详细描述了达到每个目的的网络的优选路径。 OSPF 报文用IP 数据报来传输。它们不是被封装到TCP 或UDP 报文中。OSPF 报文的报头格式如图6-7所示。报文长度为24个8位组的报头。版本字段指出了协议的版本号，类型字段指示报文的类型如图6-8所示。 8 16 2431 图6-7 OSPF 报文报头格式 图6-8 OSPF 报文类型 源路由器IP 地址字段给出了发送地址，域标识符字段给出了32位的域标识号，鉴别类型字段说明了所使用的鉴别机制。 Hello 报文有两个功能： ● 检测链路是否可以使用。 ● 在广播型与非广播型网络上选择指定路由器及后备。OSPF Hello 的报文格式如图6-9 所示。 当两个路由器已经在一条点到点链路上建立了双向连接之后，路由器通过交换OSPF 数据库描述来初始化它的网络拓扑数据库，使它们的数据库同步。OSPF 数据库描述报文格式如图6-10所示。
路由协议的常见分类
可编辑 路由协议的常见分类 网关-网关协议（GGP） 核心网关为了正确和高效地路由报文需要知道Internet其他部分发生的情况，包括路由信息和子网特性。 当一个网关处理重负载而使速度特别慢，并且这个网关是访问子网的惟一途径时，通常使用这种类型的信息，网络中的其他网关能剪裁交通流量以减轻网关的负载。 GGP主要用于交换路由信息，不要混淆路由信息（包括地址、拓扑和路由延迟细节）和作出路由决定的算法。路由算法在网关内通常是固定的且不被GGP改变。核心网关之间通过发送GGP信息，并等待应答来通信，之后如果收到含特定信息的应答就更新路由表。 注意GGP的最新改进SPREAD已经用于Internet,但它还不如GGP普及。GGP被称为向量-距离协议。要想有效工作，网关必须含有互联网络上有关所有网关的完整信息。否则，计算到一个目的地的有效路由将是不可能的。因为这个原因，所有的核心网关维护一张Internet上所有核心网关的列表。这是一个相当小的表，网关能容易地对其进行处理。 外部网关协议（EGP） 外部网关协议用于在非核心的相邻网关之间传输信息。非核心网关包含互联网络上所有与其直接相邻的网关的路由信息及其所连机器信息，但是它们不包含Internet上其他网关的信息。对绝大多数EGP而言，只限制维护其服务的局域网或广域网信息。这样可以防止过多的路由信息在局域网或广域网之间传输。EGP强制在非核心网关之间交流路由信息。 由于核心网关使用GGP,非核心网关使用EGP,而二者都应用在Internet上，所以必须有某些方法使二者彼此之间能够通信。Internet使任何自治（非核心）网关给其他系统发送"可达"信息，这些信息至少要送到一个核心网关。如果有一个更大的自治网络，常常认为有一个网关来处理这些可达信息。 和GGP一样，EGP使用一个查询过程来让网关清楚它的相邻网关并不断地与其相邻者交换路由和状态信息。EGP是状态驱动的协议，意思是说它依赖于一个反映网关情况的状态表和一组当状态表项变化时必须执行的一组操作。 内部网关协议（IGP） 有几种内部网关协议可用，最流行的是RIP和HELLO,另一个协议称为开放式最短路径优先协议（OSPF），这些协议没有一个是占主导地位的，但是RIP可能是最常见的IGP协议。选择特定的IGP以网络体系结构为基础。 RIP和HELLO协议都是计算到目的地的距离，它们的消息包括机器标识和到机器的距离。一般来讲，由于它们的路由表包含很多项，因此消息比较长。RIP和HELLO一直维护相邻网关之间的连接性以确保机器是活跃的。 路由信息协议使用广播技术。意思是说网关每隔一定时间要把路由表广播给其他网关。这也是RIP的一个问题，因为这会增加网络流量，降低网络性能。 HELLO协议与RIP的不同之处在于HELLO使用时间而不是距离作为路由因素。这要求网关对每条路由有合理的准确时间信息。由于这个原因，所以HELLO协议依赖于时钟同步消息。 开放式最短路径优先协议是由Internet工程任务组开发的协议，希望它能成为居于主导地位的IGP.用"最短路径"来描述协议的路由过程不准确。更好一些的名字是"最优路径",这其中要考虑许多因素来决定到达目的地的最佳路由。 . . ----------------------------------------------------------