RIP协议——互联网的路由选择协议知识总结

理想的路由算法

目录

理想的路由算法

路由算法分类（自适应）

分层次的路由选择协议

自治系统AS

 内部网关协议 RIP

 RIP距离的定义

 RIP协议三要素

路由表的建立

路由表的更新规则

 距离向量算法

RIP协议的位置

RIP协议的特点

RIP协议的优缺点

 内部网关协议OSPF

        关于OSPF内部网关协议

三个主要特点

OSPF工作过程

 链路状态数据库

OSPF将自治系统划分为两种不同的区域（了解）

划分区域的优缺点        优点：

其他特点

OSPF的五种分组类型 

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理想路由算法：

        稳定

        正确完整

        公平

        最佳 ，相对于某种特定要求得出较为合理选择

        自适应

        计算简单

注意：路由选择属于网络层控制层面的内容

路由算法分类（自适应）

        静态路由选择策略——非自适应路由选择，特点：简单和开销较小，不能及时适应网络状态的变化。

        动态路由选择策略——自适应路由选择 ，特点：能较好地适应网络状态的变化，但实现起来较复杂，开销较大。

分层次的路由选择协议

        分为两个层次：

                自治系统之间的路由选择 或 域间路由选择；

                自治系统内部的路由选择 或 域内路由选择；

自治系统AS

        定义：在单一技术管理下的许多网络、IP地址以及路由器，而这些路由器使用一种自治系统内部的路由选择协议和共同的度量。

大类路由选择协议

        内部网关协议IGP

                · 在一个自治系统内部使用的路由选择协议

                · 目前这类路由协议使用最多，如 RIP 和 OSPF等

        外部网关协议EGP

                · 在自治系统间使用的路由选择协议

                · 在外部网关协议中目前使用最多的是 BGP-4

 内部网关协议 RIP

        RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议；

        互联网的标准协议

        最大优点：简单

        要求网络中的每个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录

 RIP距离的定义

        路由器到直接连接的网络的距离 = 1。

        路由器到非直接连接的网络的距离 = 所经过路由器数 +1。

 好路由 =“距离短”的路由。最佳 = “路径最短”的路由

一条路径最多只能包含15个路由器

“距离”的最大值为16时即相当于不发达

RIP不能在两个网络之间同时使用多条路由，只选择“距离最短”的路由

 RIP协议三要素

        与谁交换：仅和相邻路由器交换信息。

        交换什么：交换的信息是本路由器当前所知道的全部信息，即自己的路由表。

        何时交换：定时交换路由信息，例如，每隔30秒。

路由表的建立

        路由器在刚刚开始工作的时候，路由表是空的。

        然后，得到直接连接的网络的距离（此距离定义为1）。

        之后，每一个路由器也只和数目非常有限的相邻路由器交换并更新路由信息。

        经过若干次更新后，所有的路由器最终都会知道到达本自治系统中任何一个网络的最短距离和下一跳路由器的网络地址。

        RIP协议的收敛过程比较块。“收敛”就是在自治系统中所有的结点都得到正确的路由选择信息的过程。

路由表的更新规则

使用距离向量算法找出到达每个目的网络的最短距离

 距离向量算法

        对每个相邻路由器（假设其地址为X）发送过来的RIP报文，路由器：

（1）修改RIP报文中的所有项目（即路由）：把“下一跳”字段中的地址都修改为X，并把所有”距离“字段的值都加 1。

（2）对修改后的RIP报文中的每一个项目，重复以下步骤：

        若路由表中没有目的网络N，则把改项目添加到路由表中。否则什么也不做

        若路由表中网络N的下一跳路由器为X，则用收到的项目替换原路由表中的项目。否则什么也不做

        若收到项目的距离小于路由表中的距离，则用收到项目更新原路由表中的项目。否则什么也不做

（3）若3分钟还未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的路由器，即将距离置为16（表示不可达）

（4）返回

算法基础：Bellman-Ford算法

RIP协议的位置

        RIP协议使用运输层的用户数据报UDP进行传送（使用UDP的端口520） 因此RIP协议的位置应当在应用层。但转发IP数据报的过程是在网络层完成的

        形式上，RIP协议的位置应当在应用层。

        逻辑上，是IP协议的配套，在网络层。

RIP协议的特点

好消息传的块，坏消息传播慢

问题：

        坏消息传播得慢（慢收敛）

   当网络出现故障时，要经过比较长的时间才能将此信息（坏消息）传送到所有的路由器

RIP协议的优缺点

  优点： 

         实现简单，开销较小

  缺点：

        1.网络规模有限。最大距离为15（16不可达）

        2.交换的路由信息为完整的路由表，开销较大

        3.坏消息传播得慢，收敛时间过长

 内部网关协议OSPF

        关于OSPF内部网关协议

                公开发表，不受某一家厂商得控制

                使用最短路径算法SPF

             OSPF是基于链路状态得，于RIP不一样

             采用SPF算法，不会产生路由环路

             不受网络规模限制，更新效率高，收敛速度块

            链路状态是指：本路由器都和那些路由器相邻，以及相应链路得‘代价’

三个主要特点

        与谁交换：采用洪泛法，向本自治系统中所有路由器发送信息。

        交换什么：发送的信息是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，但这只是路由器所知道的部分信息。
        ◆链路状态:说明本路由器都和哪些路由器相邻，以及该链路的度量。

        什么时间交换：当链路状态发送变化或每隔一段时间（如30分钟），路由器才有洪泛法向所有路由器发送此信息。

OSPF工作过程

        1.确定邻居关系，生成各自的邻居表

        2.可靠洪泛LSA：所有路由器向其他路由器广播自己的LSA

        3.链路状态数据库同步：相邻节点相互核对数据库信息

        4.运行迪杰斯特拉算法：求出路由表 

 链路状态数据库

        每个路由器最终都能建立

        全网的拓扑结构图

        在全网范围内是一致的（链路状态数据库的同步）

        每个路由器使用链路状态数据库中的数据构造自己的路由表

        链路状态数据库能较快地进行更新，使各个路由器能及时更新路由表。

重要优点：OSPF更新过程收敛速度快

OSPF将自治系统划分为两种不同的区域（了解）

         

划分区域的优缺点
        优点：

                减少了整个网络上的通信量。

                减少了需要维护的状态数量。

        缺点：

                交换信息的种类增多了。

                使OSPF协议更加复杂了。

其他特点

        对于不同类型的业务可计算出不同的路由。

        可实现多路径间的负载均衡。

        所有在OSPF路由器之间交换的分组都具有鉴别的功能

        支持可变长度的子网划分和无分类编址CLDR

        32位序列号，序号越大状态越新 

OSPF的五种分组类型 

OSPF的五种分组类型

        类型1，问候分组

        用来发现和维护邻居路由器的可达性

        类型2，数据库描述分组

        向邻居路由器给出自己的链路状态数据库中的所有链路状态项目的摘要信息

        类型3，链路状态请求分组

         向邻居路由器请求发送某些链路状态项目的详细信息。

        类型4，链路状态更新分组

        路由器使用这种分组将其链路状态进行洪泛发送，即用洪泛法对全网更新链路状态。

        类型5，链路状态确定分组

        这是对链路状态更新分组的确认分组。

OSPF是以IP数据报传送