动态路由选择协议

动态路由选择协议：
能够实现自动发现信息和信息共享的系统。动态路由选择协议的最大优点是能够缓解拓扑变化带来的影响。
动态路由选择协议的基础：
所有的路由选择协议都是围绕一种算法构建的，而算法就是逐步解决问题的过程。对路由选择算法来说，至少要指明一下4点：
1.向其他路由器传送网络可达性信息的过程。
2.从其他路由器接收可达性信息的过程。
3.基于现有可达性信息决策最优路由的过程及将这些信息记录在路由表的过程。
4.响应、修正、通告网络种拓扑变化的过程。
对于所有的路由协议来说，需要解决的几个共同问题是：路径策略、度量、收敛、负载均衡。

路径决策：
网络内的所有子网都必须连接到一台路由器上，无论什么情况下，只要路由器有接口连接到一个网络上，那么该接口就必须有一个属于该网路的地址，这个地址就是可达性信息的起始点。
每台路由器之所以会知道自己的直连网络，就是因为路由器接口连接到这些网络上，并且接口配置了相应的IP地址和掩码，由于每个接口都实现了数据链路层和物理层的协议。所以路由也知道网络的状态（up或down）。
信息共享的过程（以假设路由器A为例）：
步骤1：通过检查各接口的IP地址及掩码，确定自己所连接的网络。
步骤2：将自己连接的网路和某种标记一起输入到路由表中，该标记指明连接网络为直连网络。
步骤3：路由器将自己的直连网络封装到数据中。
步骤4：向网络中的其他路由器发送这些路由信息的拷贝，或叫路由更新。

度量（metric）
当到达相同目标网络有多条路径时，路由器需要一种机制来计算最优路径。度量就是指派给路由器用于决策最优路径的一个变量。作为一种手段，度量可以按照最先选择到最后选择或按最好到最坏的顺序对路由做等级划分。这样，对于具有相同目标的多条路径时，就可以依照度量的优先选择路径。
路由协议常用的度量：
1.跳数（Hop count）
跳数度量可以简单的记录路由器的跳数，优先选择跳数小的路径。但是不能考虑到链路的优劣状况。
2.带宽（bandwidth）
带宽度量将会选择高带宽路径，而非低带宽路径。但带宽本身就不是一个好的度量，因为这里反映的带宽只是链路本身的容量。当所有的流量都去高带宽链路时，造成拥塞，数据传输一样很慢。
3.负载（load）
负载度量反映了流量占用沿途带宽的数量。最优路径应该是负载最低的路径。不像跳数和带宽是固定值，路径上的负载会发生变化，因而度量也变。但如果度量变化的过于频繁，就会产生路由波动。路由波动会对路由器的CPU、数据链路的带宽和全网的稳定性产生负面影响。
4.时延（delay）
时延反映了一个数据包经过一条路径所花费的时间。使用时延作为度量的路由选择协议将会选择最低时延的路径作为最优路径。时延不仅要考虑链路时延还要考虑路由器处理时延和队列时延等因素。另一方面，路由的时延无法测量，所以时延可能是沿路径的接口的静态时延之和。
5.可靠性（reliability）
可靠性度量使用来测量链路在某种情况下发生故障的可能性。可靠性可以是变化的也可以是固定的。可变可靠性度量的参考是链路发生故障的次数或特定时间间隔内收到错误的次数。固定可靠性度量是基于管理员确定的一条链路的已知量。可靠性最高的链路优先被选择。
6.代价（cost）
由管理员设置的代价度量反映更优或更差的路由。通过任何路由选择协议都可以对代价进行定义。同时代价也可以反映出网络管理员对路径的随意判断。因而代价只是一个描述无量纲的术语。
谈及路由选择时，我们最常用的两个术语——代价、最短。
最小代价（最大代价）、最短路径（最长路径）仅仅指的是路由选择协议基于自己特定的度量对路径的一种看法。

收敛
动态路由选择协议必须包含一系列的过程，这些过程用于路由器向其他路由器通告本地的直连网络。接收并处理来自其他路由器的同类信息，以及传递从其他路由器接收到的信息。此外，路由选择协议还需要定义已确定的最优路径的度量。
对路由选择协议来说，另一个标准是网路上所有路由器的路由表中的可达性信息一致。使所有路由表状态达到一致的过程叫收敛。全网实现路由共享以及所有路由器计算最优路径所花费的时间总和就是收敛时间。
对于已收敛的网络，若网络拓扑发生变化，如两台路由器之间的链路发生故障。这两台直接相连的路由器从数据链路协议获知链路故障。转而通知它们的邻居路由器链路不再可用。这些邻居路由器立即更新路由表并通知它们的邻居。这个过程一直持续到网络中所有路由器都知道这个变化。
拓扑发生变化后重新收敛需要一定的时间，当网络处于未收敛状态时，路由器易受到错误信息的影响。因此，任何路由选择协议里，收敛时间是一个重要的因素。一个网路重收敛的时间越快越好。

负载均衡
为了有效的使用带宽，负载均衡作为一种手段，将流量分配到相同目标的多条路径上。负载均衡可分为等价负载均衡和非等价负载均衡，或基于目标网络的负载均衡和基于数据包的负载均衡。