网络基础-3

路由开销

一条路由的开销时指到达这条路由的目的地/掩码需要付出的带价值。同一种路由协议发现有多条路由可以到达同一目的地/掩码时，将优选开销最小的路由，即只把开销最小的路由加入进本协议的路由表中。

路由协议

内部网关协议（IGP）：成员有RIP协议、OSPF协议、IS-IS协议等。
外部网关协议（EGP）：目前实际网络中得到应用的协议只有一个BGP协议。

RIP协议（路由信息协议）是一种基于距离矢量算法的IGP协议，协议有限值为100。相较于其余路由协议，RIP是最为易于实现的。

RIP协议只能以“跳数”来定义路由的开销，跳数是指到达目的地需要经过路由的个数。

RIP路由之间是通过交换RIP消息来实现路由信息交换的，RIP消息分为两种，一种是RIP请求消息，一种是RIP响应消息。RIP协议有RIP-1和RIP-2两个版本，相较于RIP-1，RIP-2主要有以下优势：

1. RIP-1只支持有类路由，RIP-2支持无类路由，支持VLSM、CIDR等特性。
2. RIP-1不支持认证功能，RIP-2可以支持认证功能，提高了安全性。
3. RIP-1不能采用组播方式发布消息，RIP-2可以使用组播方式发布消息,因此比RIP-1占用更少的设备处理资源。

RIP-2是可以后向(向后)兼容RIP-1的。

RIP定时器：更新定时器、无效定时器、垃圾收集定时器

更新定时器：也称为周期定时器，每台RIP路由都有一个专属的RIP更新定时器，缺省的情况下周期值是30秒，更新定时器也是倒计时定时器，每当倒计时到0，路由器就会向邻居发送RIP响应消息。当路由器接收到请求消息的时候，就会立即发送响应消息，这并不影响更新定时器的周期性的RIP响应消息发送。

无效定时器：每台RIP路由器都会建立并维护一个无效定时器，无效定时器也是倒计时定时器，缺省的情况下初始值为180秒。一个路由被建立或者更新的情况下，无效定时器都会被恢复到初始值。如果无效定时器的值到达0，则表示该路由器已经变为无效路由器，认为该路由器所指向的目的地不可达，同时路由器会把Cost设置为16。

垃圾收集定时器：当有路由成为无效路由并且Cost为16时，并不会立即被删除，而是会被该无效路由启动垃圾收集定时器；垃圾收集定时器初始值为120秒；在垃圾收集定时器倒计时为0之前，该路由会告诉邻居这是无效路由，以便邻居即使更新路由，倒计时为0时，就会将对应的路由信息删除；如果在倒计时为0之前，无效路由进行更新，则会将无效定时器进行初始化和Cost恢复为小于16，重新开始倒计时。

路由环路有损网络的正常工作。RIP协议提供了三种方法解决：触发更新、水平分割、毒性逆转。

触发更新：指RIP路由表中的某些路由的内容发生改变时，路由器立即对它的所有邻居发布响应消息，而不是等更新定时器发布响应消息。

水平分割：原理是一台路由的RIP路由表中的目的地/掩码为ZY的路由信息通过该路由的interface-x接口学习的，该路由器由interface-x接口发送响应消息时，响应消息中一定不包含关于ZY这个路由的信息。

毒性逆转：原理是一台路由的RIP路由表中的目的地/掩码为ZY的路由信息通过该路由的interface-x接口学习的，该路由器由interface-x接口发送响应消息时，响应消息仍然需要包含ZY这个路由信息，但这个路由项的Cost总设置为16。
水平分割和毒性逆转是互斥的，RIP路由可以具备水平分割和毒性逆转，但是不能同时具备。

OSFP协议也是一种IGP协议。通常把一个OSPF协议作为IGP的自治系统为一个OSFP网络。

OSFP和RIP的比较

RIP	OSFP	优势
基于链路状态的路由协议	基于距离矢量的路由协议
路由之间以“传话”（邻居的响应）的方式传递有关路由的信息	路由之间以“宣告”(链路中的所有路由传递)的方式传递有关路由的信息	OSFP网络的路由收敛时间明显小于RIP的收敛时间
“嘈杂”的路由协议，路由收敛之后仍持续性的存在大量的协议报文的流量	“安静”的路由协议，路由收敛之后协议报文的流量很少	协议报文流量越小，对网络资源的占用就越少
以UDP作为传输层协议，封装在UDP报文中。	没有传输层协议，直接封装在IP报文中。	UDP通信和IP通信都是无连接/不可靠的通信方式；RIP和OSFP其协议报文传输的可靠机制都是由协议本身提供的
1. RIP请求报文2. RIP响应报文	1. Hello报文2. 数据库描述报文3. 链路状态请求报文4. 链路状态更新报文5. 链路状态确认报文
只能以“跳数”来做为路由器开销的定义	理论上可以采用任何参量或者若干参量的组合来作为路由开销的定义
IETF指定的开放性标准协议。分别有RIP-1和RIP-2两个版本	IETF指定的开放性标准协议。和RIP一样有两个版本，OSPFv1在正式发布前就夭折了。OSPFv2是无类路由协议，支持VLSM、CIDR等，支持认证功能。
网络具有区域化结构，路由器没有角色之分。路由器没有路由器身份证号。	网络没有区域化结构，路由器有角色区分，不同角色具有不同功能和作用。每台路由器都有一个独一无二的路由器身份证号。
只适应小型网络	适用于任何规模的网络

OSPF网络中，如果一台路由器所有接口都属于一个区域，则这样的路由器被称为内部路由。

OSPF网络中，如果一台路由器包含有属于Area 0的接口，则这样的路由器被称为骨干路由。

OSPF网络中，如果一台路由器的某些接口属于Area0，其余接口属于别的区域，则这样的路由称为区域边界路由器（ABR）

OSPF网络中，如果一台路由器是于本OSPF网络（本自治系统）之外的网络连接，并且可以将外部网络的路由信息引入进本OSPF网络（本自治系统），则这样的路由被称为自治系统边界路由（ASBR）

OSPF支持的网络类型：

1. 广播网络，也称Broadcast网络。
2. NBMA网络
3. 点到点网络，也称Point-to-Point或者P2P网络
4. 点到多点网络，也称Point-to-Mutipoint或者P2MP网络

注：OSPF路由器的某个接口的类型是与该接口直接相连的二层网络的类型一致。

注：在广播网络和NBMA网络中需要选举出DR和BDR。在点到点和点到多点的网络中则不需要。

路由器的某一接口的状态主要包含了以下信息：

1. IP地址及掩码
2. 所属区域的Area-ID
3. 所属路由器的Router-ID
4. 接口类型
5. 接口开销
6. 所属路由器的Router Priority（路由优先级）
7. 所连接的二层网络中的DR
8. 所连接的二层网络中的BDR
9. 发送Hello报文的间隔时间
10. 路由器失效时间
11. 所有邻居路由器
12. 认证类型
13. 密钥
14. …

LSA是链路状态信息的主要载体，链路状态信息主要包含在LSA 中并通过LSA的通告（泛洪）来实现共享。

DR和BDR的目的：让DR来产生针对这个Broadcast网络或者NBMA网络的Type-2 LSA；减少这个Broadcast网络或者NBMA网络的邻接关系的数量。

BDR的作用是：当DR出现故障时，DBR能够迅速代替DR的角色。

规范化的以太网的信息传输率主要有：10Mbit/s、100Mbit/s、1000Mbit/s（1Gbit/s）、10Gbit/s、100Gbit/s