路由表以及路由协议

一、路由表

1、直连路由：直接连接在路由器接口的网段，有路由器（配置完路由器网络接口的ip地址后）自动生成；

当接口的物理层和数据连接层正常时候，直连路由会自动出现在路由表中；当此接口down掉后，此条路由会自动在路由表中消失；

2、非直连路由：不是直接连接在路由器接口上的网段，此记录需要手动添加（静态路由）或者是使用动态路由。

二、动态路由协议：

分类：内部网关协议（IGP：链路状态----OSPF；距离矢量-----RIP；）、外部网关协议（BGP）

三、链路状态：

1、创建路由表：

（1）发现邻居，了解其网络地址；（发送一个特殊的hello，返回一个应答）

（2）设置到每个邻居节点的度量值（延时、带宽、流量）；

（3）构造链接状态包；（每个节点链接的邻居以及到其邻居的度量值）；  类型下图C的；

（4）洪范链路状态包到所有的路由器，并接受其他路由器发过来的包。

节点每发生一个链路状态包，seq加1；并且路由器会记录下他所看到的所有源路由器、序列号对；

其他节点，接收到包后，根据记录进行比对；

如果是新的分组，则会从其他端口发送洪泛；如果是分组重复，则丢弃；如果接受的seq<记录的seq，则拒绝；

可能遇到的问题：

1、路由器突然崩溃，则seq会从0开始，发生数据包。其他节点接受的seq（0）<记录的seq，则会丢弃；

2、如果seq字段（32bit），在传输的时候发生错误（比如4变成了65540），则其他路由器，接到了这个节点发送的数据包seq是5到65540的时候，则会直接丢弃；

可用age进行解决：

每个分组都有age的值，其值每秒减1，age=0时，丢失该分组；

一般每隔一段时间（比如10s）一个分组就会到来。所以只有Down机的时候才可能导致超时；

①假设路由器A发送LSP给路由器B，B记录下收到的A的LSP的信息后A崩溃了，此时路由器B上记录下的A的LSP对应的age已经开始倒计时，当A再次启动通常age已经倒计时到零，A的LSP被B扔掉了所以当重启后的A发送的LSP再次来到B，B上已经没有A的记录，新到达的LSP被重新记录而不会被当做一个旧的分组扔掉；

②当某个LSP的序列号被损坏了，变成了另外一个序列号，由于序列号的连续性，损坏后的序列号并没有后续的序列号跟上，所以损坏后的序列号对应的那个LSP很快就会因为age倒计时到零而被丢弃，正确序列号的LSP将会被重新纪录；

进一步增加其健壮性：

当一个链路状态分组到达一个路由器后，路由器并不直接转发，而是先被放在保留区中等待一段时间。
如果这个数据被转发之前，另一个接收到了来自于同一源路由器的链路状态数据包也到来了。如果seq相同，则重复，丢弃；如果seq不等，则丢弃老的数据包。为了防止线路产生错误导致丢包和错包，所有的链路状态数据包都要被确认。

1、B的直接连接有AFC，假如B收到了源路由器是A的链接状态包，则像CF泛红发送，确认收到A的包。

2、第二行同样，收到F的数据包后，需要像AC发送，并确认收到F的数据包；

3、第三行E的数据包，分别通过EAB和EFB到达，则B接受到后，需要像C发送，并确认收到AF发来的数据包。

4、如果表中第4项被转发出去之前，C的链接状态包从F到达一个副本，则只A进行发送（F不在发送），同时，确认收到从F到来的数据包（100011）；

（5）每个节点跟进接受到的链接状态包，组成拓扑图，求出它到此系统中其他所有节点的最小路径（Dijkstra算法）；

基本思想：每次找到离源点最近的一个顶点，然后以该顶点为中心进行扩展，最终得到源点到其余所有点的最短路径。

1、选定源点，有与源点直接的节点，用度量值表示此节点到源点的路径，不与源点直连的，∞代替；

2、选出那个与源点的度量值直接连接最小的节点（第2点）；并以第2个点为中心点，重新计算源点到其他未选中各个节点的路径值（经过第2点）。如果比原先的值大，则不改变；比原先的值小，则改变；

3、以节点2为中心，选出剩余的未选出的节点中距离节点2最小的路径值的节点（节点3），再依次计算从源点出发，经过节点3直连后到达剩余各个节点的距离值，比较修改；.

4、最终得出最小路径值；

2、维护路由表：

四、距离矢量：

1、创建路由表：

（1）、每个路由器都维护一张表，表中包含当前已知到网络中各个目标的最佳距离，所使用的链路（下一跳）；
（2）、在邻居路由器之间相互交换路由信息（1表）；
（3）、每个路由器根据收到的路由信息，更新自己（维护）的表，最终确定到各个目标的最佳链路；

注意：这里的路由器维护的一张表中，通常只有两个属性（目的网络，距离），也就是说没有下一跳，经过谁，所以会产生环路的情况；

存在问题：

原先：Y到Z是1,Y到X是4；Z到X是5（经过Y）；当Y与X之间的链接费用变坏，增大到60的时候；Y发现他现在到X变成了60（大于了原先的4），而又通过交换路由表得知Z到X是5（Y不知道其实Z到X是通过自己的，它或者想着是Z直接链接的那个链接是5呢？），而Y到Z是1,这样Y想，既然这样，如果我经过Z到X才6，明显比60小。

存在问题：水平分割或者毒性逆转

水平分割原理：在路由信息传送过程中，不再把路由信息发送到接收到此路由信息的接口上。即如果路由器从接口X学习到了新的路由信息R（目的网络R），并进行更新；那么，从该接口（X）发出的新的路由信息，不包括该条路由信息R（目的网络R）。

毒性逆转原理：即如果节点A到节点C中间是经过了节点B（A---B--C）；那么A会告诉经过的节点（B），到目的节点(c)的距离是∞；即：如果路由器从端口X学到路由信息（R）并更新路由表，则新的路由信息从也会端口X发出包含R的信息，只是将该条信息的度量值变成无穷大。

毒性逆转的局限性:

但是，当涉及3个或更多节点（而不仅仅是两个直接相连的邻居节点）的环路将不能被毒性逆转技术检测到，如下例：

当C和D之间的连接断开时，依次发生如下事件： A收到来自C的坏消息，然后将选择从B到达D A向C发送更新报文 C向B发送更新报文 这种问题出现的原因是，A和B无法同时收到来自C的更新报文然后更新自己的距离向量。比如这里，B与A相比得到的更新报文时间要晚，这就给A造成了“错觉”，在A看来，虽然从C到不了D，但是选B也可以。然后它又把这个错误的好消息告诉了C，让C也以为自己又和D团聚了。最后，终于想到忽略了B，又发送了报文给B。这样，A、B、C都以为自己和D联系上了。但实际上D和它们已经隔离了。。。

三、路由分层

1、为什么分层？

设想，如果不分层管理，假设全球有6亿个不同的路由信息，全部都存储在路由表中，需要多大的内存，路由表在查询时候需要多长时间？如果不分层，收敛速度要多慢，能保证路由表快速刷新一致吗？如果不分层，网络中将会充斥着大量的链路状态信息在传送、大量的DV在交换，用户的信息怎么传送？

2、怎么分层？

将若干个路由器聚合成一个区域，也就是一个自制系统；