《TCP/IP详解》学习笔记-第9/10章 IP选路&动态选路

1、IP选路

IP层进行的选路实际上是一种选路机制，它搜索路由表并决定向哪个网络接口发送分组。

1、简单路由表

对于一个给定的路由器，可以打印出五种不同的标志（flag）：

U  该路由可以使用。
G  该路由是到一个网关(路由器),如果没有设置该标志,说明目的地直接相连。
H  该路由是到一个主机，即目的地址是一个完整的主机地址。如果没有设置该
标志，说明该路由是到一个网络，而目的地址是一个网络地址：一个网络号，或者
网络号与子网号的组合。
D  该路由是由重定向报文创建的 。
M  该路由已被重定向报文修改。

2、IP选路的方式总结：

1、用IP地址来匹配那些带H标志的DestinationIP地址。
2、如果1失败就匹配那些网络地址。
3、如果2失败就发送到Default网关

3、ICMP的IP重定向报文和路由发现报文

当IP包在某一个地方转向时，会给发送IP报的源主机一个ICMP重定向报文，源主机可以利用这个信息来更新路由表。随着网络通信的逐渐增多，路由表越来越完备，数据转发的速度也越来越快。注意：

（1）重定向报文只能由路由器发出。
（2）重定向报文为主机所用，而不是为路由器所用。

主机引导的时候，会在网内广播一个路由请求的ICMP报文，而多个路由器则会回应一个路由通告报文。路由器本身不定期的在网络内发布路由通告报文。根据这些报文，每一个主机都有机会建立自己的路由表而实现网络通信。路由器在一份通告报文中可以通告多个地址，并且给出每一个地址的优先级，这个优先级是该IP作为默认路由的等级。

2、动态选路协议

以上为静态选路。总结来说就是：在配置接口时，以默认方式生成路由表项（对于直接连接的接口） ，并通过route命令增加表项（通常从系统自引导程序文件） ，或是通过ICMP重定向生成表项（通常是在默认方式出错的情况下） 。

若三种方法都不能满足，那么就使用动态选路。

动态选路协议是用于动态选路的重要组成部分，但是他只是用于路由器之间的互相通信。

系统（路由选择程序）选择比较合适的路由放到核心路由表中，然后系统就可以根据这个核心路由表找到最合适的网路。也就是说，动态选路是在系统核心网络外部进行的，它只是用一些选路的策略影响路由表，而不会影响到最后通过路由表选择路由的那一部分。

1、路由选择协议的分类

有两种基本的选路协议，即用于同一自治系统各路由器之间的内部网关协议（ I G P）和用于不同自治系统内路由器通信的外部网关协议（ E G P） 。

（1）内部网关协议IGP
即在一个自治系统内部使用的路由选择协议。目前这类路由选择协议使用的最多，如RIP和OSPF协议。

（2）外部网关协议EGP
若源站和目的站处在不相同的自治系统中，当数据报传到一个自治系统的边界时，就需要使用外部网关协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。目前外部网关协议使用最多的是BGP-4.

2、RIP：选路信息协议

RIP报文包含中在UDP数据报中，如图：

RIP协议报文格式：
（1）RIP协议使用运输层的用户数据报UDP进行传送。
（2）命令字段：1表示请求路由信息，2表示请求路由信息的响应或未被请求而发出的路由更新协议。
（3）必为0字段：用来四字节对齐
（4）地址族标识符：该字段用来标识所使用的地址协议
（5）路由标记：填入自治系统的编号，这是因为考虑到有可能收到本自治系统以外的路由选择信息。

这个协议看起来会工作的很好，但是，这里面其实有很多隐藏的忧患，比如说RIP没有子网的概念，比如说环路的危险。而且hop数的上限也限制了网络的大小。

3、OSPF：开放最短路径优先

OSPF是除RIP外的另一个内部网关协议。它克服了RIP的所有限制。用于在单一自治系统（autonomous system,AS）内决策路由。是对链路状态路由协议的一种实现。OSPF使用了Dijkstra提出的最短路径算法。

OSPF与RIP（以及其他选路协议）的不同点在于，OSPF直接使用IP。也就是说，它并不使用UDP或TCP。对于IP首部的protocol字段，OSPF有其自己的值。

另外，作为一种链路状态协议而不是距离向量协议，OSPF还有着一些优于R I P的特点。
1) OSPF 可以对每个 I P 服务类型计算各自的路由集。这意味着对于任何目的，可以有多个路由表表项，每个表项对应着一个 I P服务类型。
2) 给每个接口指派一个无维数的费用。可以通过吞吐率、往返时间、可靠性或其他性能来进行指派。可以给每个 I P服务类型指派一个单独的费用。
3) 当对同一个目的地址存在着多个相同费用的路由时，O S P F在这些路由上平均分配流量。我们称之为流量平衡。
4) OSPF 支持子网：子网掩码与每个通告路由相连。这样就允许将一个任何类型的 I P 地址分割成多个不同大小的子网到一个主机的路由是通过全 1子网掩码进行通告的。默认路由是以 I P地址为 0 . 0 . 0 . 0、网络掩码
为全0进行通告的。
5) 路由器之间的点对点链路不需要每端都有一个 I P地址，我们称之为无编号网络。这样可以节省I P 地址—现在非常紧缺的一种资源。
6) 采用了一种简单鉴别机制。可以采用类似于 R I P - 2机制（1 0 . 5节）的方法指定一个明文口令。
7) OSPF 采用多播（第1 2章） ，而不是广播形式，以减少不参与 O S P F的系统负载。随着大部分厂商支持 O S P F，在很多网络中O S P F将逐步取代 R I P。