TCP/IP基本原理第五章路由原理与协议本章学习要求：掌握：路由器的原理掌握：路由表的建立掌握：Internet结构，及其基本概念掌握：RIP、BGP协议了解：OSPF协议了解：组播路由5.1概述路由转发协议(routedprotocol)和路由选择协议(routingprotocol)是相互配合又相互独立的概念，前者使用后者维护的路由表，同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。我们说的路由协议，除非特别说明，都是指路由选择协议。路由协议分类：根据路由表的更新方式，分为：静态路由：即在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映，一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。动态路由：根据网络中路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的过程。它能实时地适应网络结构的变化。如果路由更新信息表明发生了网络变化，路由选择软件就会重新计算路由，并发出新的路由更新信息。这些信息通过各个网络，引起各路由器重新启动其路由算法，并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然，各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。根据是否在一个自治域(指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络)内部使用，动态路由协议分为：内部网关协议(IGP)：自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议，常用的有RIP、OSPF；外部网关协议(EGP)：主要用于多个自治域之间的路由选择，常用的是BGP和BGP-4。此外，还可以分为单路和多路、平等和分级、源路由和透明路由、链路状态和距离向量。路由表项的优先级在一个路由器中，可同时配置静态路由和一种或多种动态路由。它们各自维护的路由表都提供给转发程序，但这些路由表的表项间可能会发生冲突。这种冲突可通过配置各路由表的优先级来解决。通常静态路由具有默认的最高优先级，当其它路由表表项与它矛盾时，均按静态路由转发。交换路由信息的最终目的在于通过路由表找到一条数据交换的“最佳”路径。每一种路由算法都有其衡量“最佳”的一套原则。大多数算法使用一个量化的参数来衡量路径的优劣，一般说来，参数值越小，路径越好。该参数可以通过路径的某一特性进行计算，也可以在综合多个特性的基础上进行计算，几个比较常用的特征是：路径所包含的路由器结点数（hopcount）网络传输费用（cost）带宽（bandwidth）延迟（delay）负载（load）可靠性（reliability）最大传输单元MTU（maximumtransmissionunit）路由协议通过度量值来决定到达目的地的最佳路径。小度量值代表优选的路径；如果两条或更多路径都有一个相同的小度量值，那么所有这些路径将被平等地分享。通过多条路径分流数据流量被称为到目的地的负载均衡。执行路由操作所需要的信息被包含在路由器的路由表中，它们由一个或多个路由选择协议进程生成。路由表由多个路由条目组成，每个条目指明了以下内容：学习该路由所用的机制（动态或手动）逻辑目的地管理距离度量值（它是度量一条路径的总"总开销"的一个尺度）去往目的地下一跳的中继设备(路由器)的地址；路由信息的新旧程度与要去往目的地网络相关联的接口5.1.2路由算法的设计目标5.2路由原理5.2.1路由表的建立5.2.2Internet的结构从核心结构到对等结构随着美国国家科学基金网NSFNET(NationalScienceFoundationNetwork)引人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之间建立有多个连接，如右图所示。称这两个网络为对等主干网络(peerbackbonenetwork)或简称为对等网络(peers)。对等网的IP路由变得非常复杂。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。曾经有一些尝试，将骨干网分割成几大块并在核心路由器中引入默认路由，但是这将导致出现潜在的环路。为了解决这些问题，Internet引人了自治系统的概念。自治系统从路由的目的来看，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(autonomoussystem)，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