【正文】 要有自適應性 。 ? 算法應具有穩(wěn)定性 。 ? 算法應是公平的 。 ? 算法應是最佳的 。 關于“最佳路由” ? 不存在一種絕對的最佳路由算法 。 ? 所謂 “ 最佳 ” 只能是相對于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已 。 ? 實際的路由選擇算法 ， 應盡可能接近于理想的算法 。 ? 路由選擇是個非常復雜的問題 ? 它是網(wǎng)絡中的所有結點共同協(xié)調(diào)工作的結果 。 ? 路由選擇的環(huán)境往往是不斷變化的 ， 而這種變化有時無法事先知道 。 從路由算法的自適應性考慮 ? 靜態(tài) 路由選擇策略 ——即非自適應路由選擇 ，其特點是簡單和開銷較小 ， 但不能及時適應網(wǎng)絡狀態(tài)的變化 。 ? 動態(tài) 路由選擇策略 ——即自適應路由選擇 ，其特點是能較好地適應網(wǎng)絡狀態(tài)的變化 ， 但實現(xiàn)起來較為復雜 ， 開銷也比較大 。 2. 分層次的路由選擇協(xié)議 ? 因特網(wǎng)采用分層次的路由選擇協(xié)議 。 ? 因特網(wǎng)的規(guī)模非常大 。 如果讓所有的路由器知道所有的網(wǎng)絡應怎樣到達 ， 則這種路由表將非常大 ， 處理起來也太花時間 。 而所有這些路由器之間交換路由信息所需的帶寬就會使因特網(wǎng)的通信鏈路飽和 。 ? 許多單位不愿意外界了解自己單位網(wǎng)絡的布局細節(jié)和本部門所采用的路由選擇協(xié)議 （ 這屬于本部門內(nèi)部的事情 ） ， 但同時還希望連接到因特網(wǎng)上 。 自治系統(tǒng) AS (Autonomous System) ? 自治系統(tǒng) AS 的定義：在單一的技術管理下的一組路由器，而這些路由器使用一種 AS 內(nèi)部的路由選擇協(xié)議和共同的度量以確定分組在該 AS 內(nèi)的路由，同時還使用一種 AS 之間的路由選擇協(xié)議用以確定分組在 AS之間的路由。 ? 現(xiàn)在對自治系統(tǒng) AS 的定義是強調(diào)下面的事實：盡管一個 AS 使用了多種內(nèi)部路由選擇協(xié)議和度量，但重要的是一個 AS 對其他 AS 表現(xiàn)出的是一個 單一的 和 一致的路由選擇策略 。 因特網(wǎng)有兩大類路由選擇協(xié)議 ? 內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議 IGP (Interior Gateway Protocol) 即在一個自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)議 。 目前這類路由選擇協(xié)議使用得最多 ， 如 RIP 和 OSPF 協(xié)議 。 ? 外部網(wǎng)關協(xié)議 EGP (External Gateway Protocol) 若源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng)中 ， 當數(shù)據(jù)報傳到一個自治系統(tǒng)的邊界時 ， 就需要使用一種協(xié)議將路由選擇信息傳遞到另一個自治系統(tǒng)中 。這樣的協(xié)議就是外部網(wǎng)關協(xié)議 EGP。 在外部網(wǎng)關協(xié)議中目前使用最多的是 BGP4。 自治系統(tǒng)和 內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議、外部網(wǎng)關協(xié)議 用內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議 （例如， RIP） 自治系統(tǒng) B 自治系統(tǒng) A 用外部網(wǎng)關協(xié)議 （例如， BGP4） R1 R2 用內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議 （例如， OSPF） 自治系統(tǒng)之間的路由選擇也叫做 域間路由選擇 (interdomain routing)， 在自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由選擇叫做 域內(nèi)路由選擇 (intradomain routing) 這里要指出兩點 ? 因特網(wǎng)的早期 RFC 文檔中未使用 “ 路由器 ”而是使用 “ 網(wǎng)關 ” 這一名詞 。 但是在新的 RFC 文檔中又使用了 “ 路由器 ” 這一名詞 。應當把這兩個屬于當作同義詞 。 ? IGP 和 EGP 是協(xié)議類別的名稱 。 但 RFC 在使用 EGP 這個名詞時出現(xiàn)了一點混亂 ，因為最早的一個外部網(wǎng)關協(xié)議的協(xié)議名字正好也是 EGP。 因此在遇到名詞 EGP 時 ， 應弄清它是指舊的協(xié)議 EGP 還是指外部網(wǎng)關協(xié)議 EGP 這個類別 。 因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議 ? 內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議 IGP：具體的協(xié)議有多種，如 RIP 和 OSPF 等。 ? 外部網(wǎng)關協(xié)議 EGP：目前使用的協(xié)議就是 BGP。 內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議 RIP (Routing Information Protocol) 1. 工作原理 ? 路由信息協(xié)議 RIP 是內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議 IGP中最先得到廣泛使用的協(xié)議。 ? RIP 是一種分布式的基于 距離向量 的路由選擇協(xié)議。 ? RIP 協(xié)議要求網(wǎng)絡中的每一個路由器都要維護從它自己到其他每一個目的網(wǎng)絡的距離記錄。 2. 距離向量算法 收到相鄰路由器（其地址為 X）的一個 RIP 報文： (1) 先修改此 RIP 報文中的所有項目：把“下一跳”字段中的地址都改為 X，并把所有的“距離”字段的值加 1。 (2) 對修改后的 RIP 報文中的每一個項目，重復以下步驟： 若項目中的目的網(wǎng)絡不在路由表中，則把該項目加到路由表中。 否則 若下一跳字段給出的路由器地址是同樣的，則把收到的項 目 替換原路由表中的項目。 否則 若收到項目中的距離小于路由表中的距離，則進行更新， 否則，什么也不做。 (3) 若 3 分鐘還沒有收到相鄰路由器的更新路由表，則把此相鄰路由器記為不可達路由器，即將距離置為 16（距離為 16表示不可達）。 (4) 返回。 OSPF 的區(qū)域 (area) ? 為了使 OSPF 能夠用于規(guī)模很大的網(wǎng)絡，OSPF 將一個自治系統(tǒng)再劃分為若干個更小的范圍，叫作 區(qū)域 。 ? 每一個區(qū)域都有一個 32 位的區(qū)域標識符（用點分十進制表示）。 ? 區(qū)域也不能太大，在一個區(qū)域內(nèi)的路由器最好不超過 200 個。 自治系統(tǒng) AS OSPF 劃分為兩種不同的區(qū)域 區(qū)域 區(qū)域 主干區(qū)域 至其他自治系統(tǒng) R9 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 網(wǎng) 8 網(wǎng) 6 網(wǎng) 3 網(wǎng) 2 網(wǎng) 1 網(wǎng) 7 區(qū)域 網(wǎng) 4 網(wǎng) 5 R8 自治系統(tǒng) AS 主干路由器 區(qū)域 區(qū)域 主干區(qū)域 至其他自治系統(tǒng) R9 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 網(wǎng) 8 網(wǎng) 6 網(wǎng) 3 網(wǎng) 2 網(wǎng) 1 網(wǎng) 7 區(qū)域 網(wǎng) 4 網(wǎng) 5 R8 自治系統(tǒng) AS 區(qū)域邊界路由器 區(qū)域 區(qū)域 主干區(qū)域 至其他自治系統(tǒng) R9 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 網(wǎng) 8 網(wǎng) 6 網(wǎng) 3 網(wǎng) 2 網(wǎng) 1 網(wǎng) 7 區(qū)域 網(wǎng) 4 網(wǎng) 5 R8 OSPF的基本操作 問候 問候 數(shù)據(jù)庫描述 數(shù)據(jù)庫描述 數(shù)據(jù)庫描述 數(shù)據(jù)庫描述 鏈路狀態(tài)請求 鏈路狀態(tài)更新 鏈路狀態(tài)確認 確定可達性 達到數(shù)據(jù)庫的同步 新情況下的同步 指定的路由器 (designated router) ? 多點接入的局域網(wǎng)采用了指定的路由器的方法，使廣播的信息量大大減少。 ? 指定的路由器代表該局域網(wǎng)上所有的鏈路向連接到該網(wǎng)絡上的各路由器發(fā)送狀態(tài)信息。 BGP 發(fā)言人 (BGP speaker) ? 每一個自治系統(tǒng)的管理員要選擇至少一個路由器作為該自治系統(tǒng)的“ BGP 發(fā)言人 ” 。 ? 一般說來，兩個 BGP 發(fā)言人都是通過一個共享網(wǎng)絡連接在一起的，而 BGP 發(fā)言人往往就是 BGP 邊界路由器，但也可以不是 BGP 邊界路由器。 BGP 交換路由信息 ? 一個 BGP 發(fā)言人與其他自治系統(tǒng)中的 BGP 發(fā)言人要交換路由信息，就要先建立 TCP 連接，然后在此連接上交換 BGP 報文以建立 BGP 會話 (session)，利用 BGP 會話交換路由信息。 ? 使用 TCP 連接能提供可靠的服務，也簡化了路由選擇協(xié)議。 ? 使用 TCP 連接交換路由信息的兩個 BGP 發(fā)言人，彼此成為對方的鄰站或?qū)Φ日尽? BGP 發(fā)言人和 自治系統(tǒng) AS 的關系 BGP 發(fā)言人 BGP 發(fā)言人 BGP 發(fā)言人 BGP 發(fā)言人 BGP 發(fā)言人 AS1 AS3 AS2 AS5 AS4 AS 的連通圖舉例 ? BGP 所交換的網(wǎng)絡可達性的信息就是要到達某個網(wǎng)絡所要經(jīng)過的一系列 AS。 ? 當 BGP 發(fā)言人互相交換了網(wǎng)絡可達性的信息后，各 BGP 發(fā)言人就根據(jù)所采用的策略從收到的路由信息中找出到達各 AS 的較好路由。 AS1 AS2 AS3 AS4 AS5 BGP 發(fā)言人交換路徑向量 主干網(wǎng) （ AS1） 地區(qū) ISP （ AS2） 地區(qū) ISP （ AS3） 本地 ISP（ AS4） N1， N2 本地 ISP（ AS5） N3， N4 本地 ISP（ AS6） N5 本地 ISP（ AS7） N6， N7 自治系統(tǒng) AS2 的 BGP 發(fā)言人通知主干網(wǎng)的 BGP 發(fā)言人：“要到達網(wǎng)絡 N1, N2, N3 和 N4 可經(jīng)過 AS2?！? BGP 發(fā)言人交換路徑向量 主干網(wǎng) （ AS1） 地區(qū) ISP （ AS2） 地區(qū) ISP （ AS3） 本地 ISP（ AS4） N1， N2 本地 ISP（ AS5） N3， N4 本地 ISP（ AS6） N5 本地 ISP（ AS7） N6， N7 主干網(wǎng)還可發(fā)出通知：“要到達網(wǎng)絡 N5, N6 和 N7 可沿路徑（ AS1, AS3）?！? BGP 協(xié)議的特點 ? BGP 協(xié)議交換路由信息的結點數(shù)量級是自治系統(tǒng)數(shù)的量級 ，這要比這些自治系統(tǒng)中的網(wǎng)絡數(shù)少很多。 ? 每一個自治系統(tǒng)中 BGP 發(fā)言人（或邊界路由器）的數(shù)目是很少的。這樣就使得自治系統(tǒng)之間的路由選擇不致過分復雜。 BGP 協(xié)議的特點 ? BGP 支持 CIDR，因此 BGP 的路由表也就應當包括目的網(wǎng)絡前綴、下一跳路由器，以及到達該目的網(wǎng)絡所要經(jīng)過的各個自治系統(tǒng)序列。 ? 在 BGP 剛剛運行時， BGP 的鄰站是交換整個的 BGP 路由表。但以后只需要在發(fā)生變化時更新有變化的部分 。這樣做對節(jié)省網(wǎng)絡帶寬和減少路由器的處理開銷方面都有好處。 BGP4 共使用四種報文 (1) 打開 (OPEN)報文，用來與相鄰的另一個 BGP發(fā)言人建立關系。 (2) 更新 (UPDATE)報文，用來發(fā)送某一路由的信息，以及列出要撤消的多條路由。 (3) ?；?(KEEPALIVE)報文，用來確認打開報文和周期性地證實鄰站關系。 (4) 通知 (NOTIFICATION)報文，用來發(fā)送檢測到的差錯。 ? 在 RFC 2918 中增加了 ROUTEREFRESH 報文，用來請求對等端重新通告。 路由器在網(wǎng)際互連中的作用 1. 路由器的結構 ? 路由器是一種具有多個輸入端口和多個輸出端口的專用計算機 ， 其任務是轉發(fā)分組 。 也就是說 ， 將路由器某個輸入端口收到的分組 ， 按照分組要去的目的地（ 即目的網(wǎng)絡 ） ， 把該分組從路由器的某個合適的輸出端口轉發(fā)給下一跳路由器 。 ? 下一跳路由器也按照這種方法處理分組 ，直到該分組到達終點為止 。 典型的路由器的結構 路由 選擇 路由選擇處理機 路由選擇協(xié)議 路由表 3 輸入端口 3 交換結構 輸入端口 輸出端口 分組 轉發(fā) 轉發(fā)表 分組處理 輸出端口 … … 1 1 1 3 3 1 2 2 2 2 3——網(wǎng)絡層 2——數(shù)據(jù)鏈路層 1——物理層 共有 90 個主機接收視頻節(jié)目 R1 R3 R4 R2 視頻服務器 M … … … 30 個 30 個 30 個 30 個 30個 30 個 90 個 不使用多播時需要 發(fā)送 90 次單播 IP 多播 IP 多播的基本概念 多播 1 個 1 個 多播 多播 多播可明顯地減少 網(wǎng)絡中資源的消耗 多播組成員 共有 90 個 R1 R3 R4 R2 視頻服務器 M … … … 1 個 1 個 1 個 1 個 1 個 發(fā)送 1 次多播 復制 IP 多播的一些特點 (1) 多播使用組地址 —— IP 使用 D 類地址支持多播。多播地址只能用于目的地址，而不能用于源地址。 (2) 永久組地址 ——由因特網(wǎng)號碼指派