【计算机网络】湖科大微课堂笔记 p50-53 路由选择协议概述、路由信息协议RIP、开放最短路径优先OSPF、边界网关协议BGP的基本工作原理

路由选择协议概述

因特网采用分层次的路由选择协议
域间路由选择使用外部网关协议EGP这个类别的路由选择协议。
域内路由选择使用内部网关协议IGP这个类别的路由选择协议。
EGP和IGP只是路由选择协议的分类名称，而不是具体的路由选择协议。

一个网络中使用的内部网关协议与另一个网络中使用的内部网关协议无关。

常见的路由选择协议

路由器基本结构
路由器：分为路由选择部分和分组转发部分。

路由选择部分：核心构件是路由选择处理机，它的任务是根据所使用的路由选择协议，周期性地与其他路由器进行路由信息的交互，来更新路由表。
分组转发部分：由交换结构，一组输入端口，一组输出端口 这三部分构成。

一些流程：

1. 信号从某输入端口进入路由器
2. 物理层将信号转换成比特流，送交数据链路层
3. 数据链路层从比特流中识别出帧，去掉帧头帧尾后送交网络层
4. 送交网络层的分组有两种可能：普通待转发的数据分组，和路由器之间交换路由信息的路由报文
5. 若送交网络层的分组是普通待转发的数据分组，则根据分组首部中的目的地址进行查表转发，若找不到匹配的转发条目，则丢弃该分组；否则，按照匹配条目所指示的端口进行转发
6. ————接下来到了输出端口————
7. 网络层更新数据分组中某部分的值，如将生存时间-1，送交数据链路层
8. 数据链路层将数据分组封装成帧，送交物理层
9. 物理层将帧看作比特流，将其变成相应的电信号发送
10. 若送交网络层的分组是路由器之间交换路由信息的路由报文，则把这种分组送交路由选择处理机
11. 路由选择处理机根据分组选择的内容来更新自己的路由表

路由器的各端口还有输入缓冲区和输出缓冲区。
输入缓冲区：暂存新进入路由器但还来不及处理的分组。
输出缓冲区：暂存已经处理完毕但还来不及发送的分组。

小结

路由信息协议RIP的基本工作原理

举例说明：RIP的基本工作过程

举例说明：RIP路由条目更新规则
C、D是相邻路由器，C把自己的路由表发送给D：C中所有路由条目的距离都+1，且下一跳改为C，然后D的路由表根据它进行更新。

RIP协议：坏消息传得慢

小结

一些例题

例题1：给出路由器B更新后的路由表。

解：

• 新网络添加
• 相同下一跳——更新
• 不同下一跳——新的要小于等于才更新（小于：优势，等于：等价负载均衡）
  

例题2：

解：
D。

例题3：

解：
B。
R3检测到网络不可达表示R3与网络直连。
采用RIP协议交换路由信息且均收敛表示它们的路由表分别为：
R1的路由表到网络的距离：2
R2的路由表到网络的距离：2
R3的路由表到网络的距离：1

R3向R2通告后：
R1的路由表到网络的距离：2
R2的路由表到网络的距离：16
R3的路由表到网络的距离：16

R2更新后表示：R1向R2发送了路由表，这里R2听信了R1的错误信息，则：
R1的路由表到网络的距离：2
R2的路由表到网络的距离：3
R3的路由表到网络的距离：16

所以选B。

开放最短路径优先OSPF的基本工作原理

对代价的说明：

关于OSPF相邻路由器之间通过交互问候（Hello）分组来维护邻居关系：
每个路由器都有一张邻居表，里面的死亡倒计时为36秒表示：若36秒后没有收到邻居的问候分组，则认为其不可达；否则，则将死亡倒计时重置为40秒。

关于链路状态通告：


关于：基于LSDB进行最短路径优先SPF计算得出各自的路由表
迪杰斯特拉算法可以看：【图论】最短路算法：Dijkstra、bellman-ford、spfa、Floyd 和拓扑排序的第一个。

OSPF五种分组类型：

举例说明：OSPF协议的工作过程
在链路状态数据库同步过程中，当R1发现自己缺少R2的相关链路状态信息，则会向R2发送链路状态请求分组，而后R2就会发送链路状态更新分组给R1，R1收到并更新后，就会给R2发送链路状态确认分组。

OSPF在多点接入网络中路由器邻居关系的建立

区域
每个区域都用32位的区域标识符来标识，也可以用点分十进制表示。

划分区域的好处：把利用洪泛法交换链路状态信息的范围局限于一个区域而不是整个自治系统。

区域内路由器：路由器的所有接口都在区域内（非主干区域）。
区域边界路由器：路由器的一个接口用于连接区域内，另一个用于连接主干区域。
主干路由器：主干区域内的路由器（区域边界路由器也可以看作主干路由器）。
自治系统边界路由器：主干区域内的，与其他自治系统交换信息的路由器。

小结

边界网关协议BGP的基本工作原理

BGP发言人

右图是AS1构建的自治系统连通图。

BGP适用于多级结构的因特网

BGP-4的四种报文

小结

一些例题

例题1：

解：

例题2：

解：