第4章 路由原理与协议4.1路由原理 4.2内部网关路由协议 4.3外部网关路由协议 4.4组播路由 4.5小结 习题

Internet的根本目的就是将IP数据报从源站点正确地 传递到目的站点，为此，Internet中需要有大量的 路由器来进行IP数据报的转发，每个路由器都维护 着一张路由表，根据该路由表为要转发的IP数据报 选择一条合适的路径。由于Internet中网络的连接 情况和网络负载随时都可能发生变化，路由表也必 须及时进行调整，以适应网络情况的变化。因此， 路由器之间需要有合适的路由协议来交换信息以更 新和维护各自的路由表。在本章中，先对路由协议 的一般问题和互联网结构作些讨论，然后重点研究 当今流行的一些具体的路由协议。

4.1 路由原理4.1.1 路由表的建立 Internet中的每个路由器都与两个或两个以上的实际 网络相连，负责在这些网络之间转发数据报，它从 一个网络接口中接收数据报，选路之后通过另一个 网络接口转发出去。除了那些目的站就在本机所在 网络上的数据报之外，主机把所有IP报文传递给路 由器，由它按照报文最终目的站的位置将其转发。 数据报传输过程中经过若干个路由器，最后到达与 目的站处于同一网络上的路由器。

在第2章“网际协议IP”已介绍了用于主机和路由器 转发数据报所用的IP路由算法，其算法的核心包括 一个路由表，路由表中的每个表项都指出了一个目 的地址的网络部分，并给出了沿到达该目的网络的 路径上所经过的下一台机器的IP地址。这一章介绍 了数据报转发的基本原理，但没有介绍主机和路由 器如何获得路由表中的信息。这个问题包括两方面 的内容： 表中该有什么样的数据和路由器如何获 得这些数据。问题的答案依赖于互联网结构的复杂 性、规模和管理策略。

建立路由涉及初始化和更新两个方面。每个路由器 在启动时都必须建立初始的一系列路由，还要在路 由改变时更新路由表。初始化的情况与操作系统有 关： 在某些系统中，路由器启动时从辅存储器中 读取初始路由表并将其驻留在主存中；在另一些系 统中，操作系统把路由表初始化为空表，然后使用 显式命令来赋初值；还有的系统在启动时根据本机 直接相连的网络的地址推导出初始的一系列路由， 并和相邻主机联络请求得到其他路由。 路由器还要适应路由的变化情况来更改路由表。在 小型的、变化缓慢的互联网中，管理员可以用手工 方式来建立和更改路由。但在大型的、迅速变化的 环境下，就需要自动更新路由的协议和方法。

4.1.2 Internet的结构 1. 最初的Internet结构与核心路由器 Internet是由早期的ARPANET演变而来的。

其路由 器可以大致分为两类： 有一小类是核心路由器， 由BBN公司控制；另一大类是非核心路由器，由各 个独立的群组控制。核心系统将整个Internet中的 所有网点连接在一起，并提供到所有可能的目的站 的可靠的、一致的、权威的路由。 非核心路由器中只包含本网络的部分路由信息，与 本网络以外的通信都采用默认路由的方式交由核心 路由器去处理，典型结构如图4-1所示。

图4-1 Internet核心路由器结构图

2. 从核心结构到对等结构 随着美国国家科学基金网NSFNET引入Internet并成 为Internet的主要组成部分，原有的核心路由结构 就无法满足要求了，这时，ARPANET与NSFNET 之间建有多个连接，如图4-2示。称这两网络为对 等主干网络或简称为对等网络(peers)。 把Internet的核心结构扩展成对等的拓扑结构后，两 个主干网的管理员必须对各自的核心路由器进行精 心配置和相互协调。随着骨干网的进一步增多和 Internet规模的扩展，核心路由器越来越难以保证 路由信息的一致。为了解决这些问题，Internet引 入了自治系统的概念。

图4-2 对等主干网通过多个路由器互连

3. 自治系统AS 从路由的目的来看，将处于同一个管理机构控制之 下的网络和路由器群组称为一个自治系统，简称为 AS。在一个AS内的路由器可以自由选择一种协议 来发现路由、传播路由以及检测路由的一致性。 在Internet的最上层保留核心路由的结构，各AS通过 核心路由器接入Internet。核心路由器群组本身也 构成一个AS,由专门的机构INOC(Internet Network Operation Center)统一管理，可以保证 极高的可靠性，并且互相交换信息，以保证 Internet路由的一致性。其拓扑结构如图4-3所示。

图4-3 采用自治系统的拓扑结构

为了能通过Internet到达隐藏在各个AS中的网络，每 个AS在内部通过RIP、OSPF等内部网关协议来控 制路由表的变化，并收集路由数据，同时用BGP、 EGP等外部网关协议将收集的网络可达信息传播给 其他AS。为了能区分各个AS,每一个AS都被赋予 一个AS编号。当两个AS中的路由器交换路由信息 时，报文中都携带有该路由器所代表的AS的系统 编号。AS号分为私有AS号和公有AS号。 为了减少对核心系统的依赖关系，使Internet的管理 和控制尽可能分散化进而提高可靠性，在各自治系 统之间可以建立信任关系，信任度高的自治系统之 间可以通过EGP协议直接交换路由信息，而不需要 通过核心系统。

4.2 内部网关路由协议4.2.1 路由信息协议(RIP) 路由信息协议(RIP,Routing Information Protocol) 是内部网关协议IGP中使用得最广泛的一个。RIP 是一个基于距离向量的分布式路由选择协议 …… 此处隐藏：1950字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……