分组转发算法，路由选择协议——RIP、OSPF、BGP

分组转发算法

1. 从数据报的首部提取目的主机的IP地址D，得出目的网络地址为N；

2. 若N就是与此路由器直接相连的某个网络地址，则进行直接交付，不需要再经过其他的路由器，直接把数据报交付目的主机（这里包括把目的主机地址D转化为具体的硬件地址，把数据报封装为MAC帧，再发送此帧）；否则就是间接交付，执行3；

3. 若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器，否则，执行4；

4. 若路由表中有到达网络N的路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器，否则执行5；

5. 若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器，否则，执行6；

6. 报告转发分组出错；

路由选择协议

路由选择协议划分为两大类：

• 内部网关协议IGP（Interior Gateway Protocol），即在一个自治系统内部使用的路由选择协议，如RIP和OSPF协议；
• 外部网关协议EGP（External Gateway Protocol），若源主机和目的主机在不同的自治系统中（这两个自治系统可能使用不同的内部网关协议），当数据报传送到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中，这样的协议就是外部网关协议EGP。使用最多的外部网关协议是BGP；

自治系统之间的路由选择也叫做域间路由选择，而在自治系统内部的路由选择叫做域内路由选择；

每个自治系统都有一个或多个路由器，除运行本系统的内部路由选择协议外，还要运行自治系统间的路由选择协议；

RIP

RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议；

RIP协议要求网络中的每一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协议将”距离“定义如下：从一个路由器到直接连接的网络的距离定义为1，从一个路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经过的路由器数加1，

RIP协议的距离也称为”跳数“，因为每经过一个路由器，跳数就加1，RIP认为好的路由就是它通过的路由器的数目少，即”距离短“，RIP允许一条路径最多只能包含15个路由器，因此”距离“等于16时即相当于不可达，RIP只适用于小型互联网；

RIP的特点：

• 仅和相邻路由器交换信息，如果两个路由器之间的通信不需要经过另一个路由器，那么这两个路由器就是相邻的，RIP协议规定，不相邻的路由器不交换信息；
• 路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己现在的路由表；
• 按固定的时间间隔交换路由信息；

路由表中最主要的信息就是：到某个网络的距离（即最短距离），以及应该经过的下一跳地址，路由表更新的原则就是找出到每个目的网络的最短距离。

RIP协议的报文格式

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）；

RIP由首部和路由部分组成；

RIP的首部占4个字节，RIP报文中的路由部分由若干个路由信息组成，每个路由信息需要用20字节。

RIP协议的最大优点就是实现简单，开销较小，但RIP协议的缺点也很多，首先，RIP限制了网络的规模，它能使用的最大距离为15，其次，路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表，因而随着网络规模的扩大，开销也就增加，最后，”坏消息传播得慢“，使更新过程得收敛时间过长，因此，对于规模较大得网络就应当使用OSPF协议，在规模较小的网络中，使用RIP协议的仍占大多数；

OSPF

开放最短路径有限OSPF，专门为了克服RIP的缺点而提出的；

OSPF最主要的特征是使用了分布式的链路状态协议；

• 向本自治系统中所有路由器发送消息；
• 发送的消息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态；
• 只有当链路状态发生变化时，路由器才向所有路由器用洪泛法发送此消息，而不像RIP那样，不管网络拓扑有无发生变化，路由器之间都要定期交换路由表的信息；

由于各个路由器之间频繁地交换链路状态信息，因此所有的路由器最终都能建立一个链路状态数据库，这个数据库实际上就是全网的拓扑结构图，这个拓扑结构图在全网范围内是一致的，因此，每一个路由器都知道全网共有多少个路由器，以及哪些路由器是相连的，其代价是多少；

OSPF不用UDP而是直接使用IP数据报传送，OSPF构成的数据报很短，这样做可减少路由信息的通信量；

外部网关协议BGP