《图解TCP/IP》读书笔记七：路由协议（部分章节需要重读）

7.1 路由控制的定义

7.1.1 IP地址与路由控制

    互联网是由路由器连接的网络组合而成的。为了能让数据包正确地到达目标主机，路由器必须在途中进行正确地转发。这种向“正确的方法”转发数据所进行的处理就叫做路由控制或路由。

    路由器根据路由控制表(Routing Table)转发数据包。它根据所收到的数据包中目标主机的IP地址与路由控制表的比较得出下一个应该接收的路由器。因此，这个过程中路由控制表的记录一定要正确无误。但凡出现错误，数据包就有可能无法到达目标。

7.1.3 动态路由的基础

    动态路由如下图，会给相邻路由器发送自己已知的网络连接信息，而这些信息又像接力一样依次传递给洽谈路由器，直至整个网络都了解时，路由控制表也就制作完成了。而此时也就可以正确转发IP数据包了。

7.3 路由算法

    最有代表性的两种路由算法是：距离向量（Distance-Vector）算法和链路状态（Link-State）算法。

7.3.1 距离向量算法

    距离向量算法（DV）是指根据距离（代价，相当于所要经过的路由器的个数）和方向决定目标网络或目标主机位置的一种方法。

    路由器之间可以互换目标网络的方向及其距离的相关信息，并以这些信息为基础制作路由控制表。这种方法在处理上比较简单，不过由于只有距离和方向的信息，所以当网络构造变得分外复杂时，在获得稳定的路由信息之前需要消耗一定时间（路由收敛），也极易发生路由循环等问题。

7.3.2 链路状态算法

    链路状态算法是路由器在了解网络整体连接状态的基础上生成路由控制表的一种方法。该方法中，每个路由器必须保持同样的信息才能进行正确的路由选择。

    距离向量算法中每个路由器掌握的信息都不相同。通往每个网络所耗的距离（代价）也根据路由器的不同而不同。因此，该算法的一个缺点不太容易判断每个路由器上的信息是否正确。

    而链路状态算法中所有路由器持有相同的信息。对于任何一台路由器，网络拓扑都完全一样。因此，只要某一台路由器与其他路由器保持同样的路由控制信息，就意味着该路由器上的路由信息是正确的。只要每个路由器尽快地与其他路由器同步路由信息，就可以使路由信息达到一个稳定的状态。因此，即使网络结构变得复杂，每个路由器也能够保持正确的路由信息、进行稳定的路由选择。

    链路状态算法付出的代价就是如何从网络代理获取路由信息表。这个国曾相当复杂，特别是在一个规模巨大又复杂的网络结构中，管理和处理代理信息需要高速CPU处理能力和大量的内存（为此，OSPF正致力于将网络分割为不同的区域，以减少路由控制信息）。

7.4 RIP

    RIP（Routing Information Protocol）是距离向量的一种路由协议，广泛应用LAN。被BSD UNIX作为标准而提供的routed（UNIX系统上的一个守护进程）采用了RIP，因此RIP得到了普及。

7.5 OSPF

    OSPF（Open Shortest Path First）是根据OSI IS-IS协议而提出的一种链路状态路由协议。由于采用链路状态类型，所以即使网络中有环路，也能够进行稳定路由控制。

    OSPF支持子网掩码。由此，曾经在RIP中无法实现可变长度子网构造的网络路由控制称为实现。

    为了减少网络流量，OSPF还引入了“区域”这一概念。区域是将一个自治网络划分为若干个更小的范围，可以减少路由协议之间不必要的交换。

    OSPF可以针对IP首部中的区分服务（TOS）字段，生成多个路由控制表。

7.6 BGP

    BGP（Border Gateway Protocol），边界网关协议是连接不同组织机构（或者说连接不同自治系统）的一种协议。因此，它属于外部网关协议（EGP）。具体划分，它主要用于ISP之间相互连接的部分。只有BGP、RIP和OSPF共同进行路由控制，才能够进行整个互联网的路由控制。

7.7 MPLS

多协议标签交换（Multi-Protocol Label Switching，MPLS）

7.4-7.7均未细读，有时间需要重读

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