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  • 层次路由作用是
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    2020-08-26 14:09:05





    一、路由算法



    路由算法 : 选择数传输的 “最佳路由” , 该 “最佳” 是相对于某特定要求得出的合理选择 ;


    路由表 : 又称为 转发表 , 有如下条目 :

    • 目的网络 IP 地址
    • 子网掩码
    • 下一跳 IP 地址
    • 接口




    二、路由算法 分类



    路由算法 分类 :

    • 静态路由算法

    • 动态路由算法





    三、静态路由算法



    静态路由算法 :

    ① 特点 :非自适应 路由算法 ;

    ② 路由配置 : 管理员 手工配置 路由信息 ;

    ③ 优点 : 简单 , 可靠 ; 负载稳定 , 拓扑变化小 的网络中 运行 ;

    ④ 缺点 : 路由更新慢 , 不适合 大型网络 ;

    ⑤ 适用场景 : 用于 安全性较高的军事网络小型商业网络 ;





    四、动态路由算法



    动态路由算法 :

    ① 特点 :自适应 路由算法 ;

    ② 路由配置 : 路由器之间 彼此交换 路由信息 ; 按照路由算法优化出路由表项 ;

    ③ 优点 : 路由信息更新快 ; 适用于大型网络 , 及时响应链路费用 和 网络拓扑变化 ;

    ④ 缺点 : 算法复杂 , 网络负担较高 ;

    ⑤ 适用场景 : 用于 大型商业网络 ;





    五、动态路由算法 分类



    动态路由算法 分类 :

    ① 全局性 动态路由算法 : 链路状态路由算法 OSPF , 所有的路由器掌握着 完整的网络拓扑 和 链路费用信息 ;

    ② 分散性 动态路由算法 : 距离向量路由算法 RIP , 路由器只掌握 物理连接的 相邻路由器 和 链路费用 ;





    六、分层次的路由选择协议



    分层次的路由选择协议 由来 :

    • 规模大 : 因特网规模很大 , 单个路由器不可能掌握所有的路由信息 ;
    • 保密性 : 很多组织对自己 网络的路由选择协议保密 , 不让外部知道具体细节 , 但还有接入因特网的需求 ;


    自治系统 ( Autonomous System ) :

    ① 自治系统 路由器 : 单一 技术管理下 的一组 路由器 ;

    ② 自治系统内部路由 : 这些 自治系统内部 路由器 使用 自治系统 内部的路由选择协议 , 和 共同的度量 , 确定分组在 自治系统 内部的路由 ;

    ③ 自治系统之间路由 : 自治系统 之间 采用相应的 自治系统之间的路由协议 ;

    ④ 管辖 : 自治系统 内部所有的网络 , 都是同一个行政单位管辖 ;

    ⑤ 连通性 : 自治系统 所有路由器必须在本自治系统 内部连通 ;



    自治系统 相关协议 :

    ① 自治系统 内部协议 : 内部网关协议 , RIP , OSPF ;

    ② 自治系统 之间协议 : 外部网关协议 , BGP-4 ;

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  • 计算机网络-网络层(5)层次路由

    千次阅读 2019-10-07 13:12:17
    ①同一AS内的路由器运行相同的路由协议自治系统内部路由协议(“intra-AS” routingprotocol) ②不同AS内的路由器可以运行不同的AS内部路由协议 路由器的转发表由AS内部路由算法与AS间路由算法共同配置: ①AS内部...
    将路由器聚合成一个自治系统AS(autonomous systems)
    ①同一AS内的路由器运行相同的路由协议自治系统内部路由协议(“intra-AS” routing protocol)
    ②不同AS内的路由器可以运行不同的AS内部路由协议
    路由器的转发表由AS内部路由算法与AS间路由算法共同配置:
    ①AS内部路由算法设置AS内部目的网络路由入口(entries)
    ②AS内部路由算法与AS间路由算法共同设置AS外部目的网络路由入口
    网关路由器(gateway router)位于AS边缘,通过链路连接其他AS的网关路由器
     
    假设AS1内某路由器收到一个目的地址在AS1之外的数据报,为确定路由器应该将该数据报转发给哪个网关路由器:
    (1)AS1必须学习到哪些目的网络可以通过AS2到达,哪些可以通过AS3到达。
    (2)AS间路由算法将这些网络可达性信息传播给AS1内部路由器。
    (3)路由器利用AS内部路由信息,确定其到达网关路由器的最小费用路径接口,在转发表中增加入口
    (4)如果通过AS3和AS2均可到达,为了配置转发表,路由器必须确定应该将去往子网的数据报转发给哪个网关,这个任务也是由AS间路由协议完成的。在实践中经常使用的一种方法是热土豆路由选择(hotpotatorouting),将分组发送给最近的网关路由器。
     
    Internet采用层次路由:
    Internet的AS内部路由协议也称为内部网络协议IGP(interior gateway protocols):
    • 路由信息协议:RIP(Routing Information Protocol)
    早于1982年随BSD-UNIX操作系统发布。
    是一种距离向量协议, 费用实际上是从源路由器到目的子网的跳步数(max = 15 hops),跳是沿着从源路由器到目的子网(包括目的子网)的最短路径所经过的子网数量
    每隔30秒,邻居之间交换一次DV,成为RIP通告(RIP advertisement)-RIP响应报文,其中包含了一个该AS内的最多25个目的子网的列表(IP地址形式),以及发送方到其中每个子网的距离。
    路由器也可通过使用RIP请求报文,请求其邻居到指定目的地的费用。
    每台路由器维护一张称为路由选择表的RIP表,包括该路由器的距离向量和该路由器的转发表。
    如果180秒没有收到通告→邻居/链路失效,经过该邻居/链路的路由不可用,重新计算路由并向邻居发送新的通告,邻居再依次向外发送通告(如果转发表改变)
    链路失效信息要快速传播到全网,可能发生无穷计数问题,因此使用了毒性逆转技术,且定义16 hpps = 无穷距离
    RIP路由表是利用一个称作routed (daemon)的应用层进程进行管理, 维护路由选择信息并与相邻路由器中的routed进程交换报文,通告报文周期性地通过UDP数据报发送。路由器在UDP上使用端口520相互发送RIP请求与响应报文。封装在标准IP数据报中的UDP报文段在路由器之间传输。
    • 开放式最短路径优先协议OSPF(Open Shortest Path First)
    开放指路由选择协议规范是公众可用的。
    OSPF的核心就是一个使用洪泛(向整个AS内广播,而不仅仅是邻居)链路状态信息的链路状态协议和一个Dijksua最低费用路径算法。使用OSPF,一台路由器构建了一幅关于整个自治系统的完整拓扑图(网络AS拓扑图)。
    各条链路费用是由网络管理员配置的。
    路由器在本地运行Dijkstra的最短路径算法,以确定一个以自身为根结点的到所有子网的最短路径树。
    每当一条链路的状态发生变化时(如费用的变化或连接/中断状态的变化),路由器就会广播链路状态信息。
    即使链路状态未发生变化,它也要周期性地(至少每隔30分钟一次)广播链路状态。
    OSPF通告包含在OSPF报文中,该OSPF报文直接封装到IP数据报中。因此OSPF协议必须自已实现诸如可靠报文传输、链路状态广播等功能。OSPF协议还要检查链路正在运行(通过向相连的邻居发送HELLO报文),并允许OSPF路由器获得相邻路由器的网络范围链路状态的数据库。
    OSPF的优点:
    1. 安全(security):所有OSPF报文可以被认证(预防恶意入侵)
    2. 允许使用多条相同费用的路径 (RIP只能选一条),数据多的时候可以负载到多条路径
    3. 对于每条链路,可以针对不同的TOS设置多个不同的费用度量。例如,卫星链路可以针对“尽力”(best effort) ToS设置低费用、针对实时ToS设置“高”费用
    4. 对单播与多播路由选择的综合支持:多播OSPF(MOSPF)提供对OSPF 的简单扩展,以便提供多播路由选择。它使用现有的OSPF链路数据库,并为现有的OSPF 链路状态广播机制增加了一种新型的链路状态通告。
    5. 支持对大规模AS分层
    OSPF的分层:
    一个OSPF自治系统可以配置成多个区域。每个区域都运行自己的OSPF链路状态路由选择算法,链路状态通告只限于区域内部。
    每个路由器掌握所在区的详细拓扑,只知道去往其他区网络的“方向” (最短路径)
    如图:局部分层为骨干区域、局部区域。
    一个AS内只有一个OSPF 区域配置成主干(backbone) 区域。主干区域的主要作用是为AS 内其他区域之间的流量提供路由选择。该主干总是包含了AS内的所有区域边界路由器,并且可能还包含了一些非边界路由器。
    每个局部区域内,都有一台或多台区域边界路由器,既是区域内部路由器,又是主干路由器。负责为流向该区域以外的分组提供路由选择;汇总到达所在区网格的距离,通告给其它区域的区域边界路由器。
    在AS内的区域间的路由选择要求分组首先通告区域内路由选择路由到一个区域边界路由器,再通过主干路由到位于目的区域的区域边界路由器,然后再路由到最终目的地。
    主干区还有一个AS边界路由器。
     
    Internet AS间路由协议: BGP4,它是将Internet粘合成一个整体的关键
    • 边界网关协议BGP (Border Gateway Protocol)
    BGP为每个AS提供了一种手段:
    (1)eBGP: 从邻居AS获取子网可达性信息.
    (2)iBGP: 向所有AS内部路由器传播子网可达性信息.
    (3)基于可达性信息与策略,确定到达其他网络的“好”路径.
    (4)容许子网向Internet其余部分通告它的存在
    BGP会话(session):两个BGP对等方 (BGP Peers)交换BGP报文,通告去往不同目的前缀(prefix)的路径 (“路径向量(path vector)”协议),报文交换基于半永久的TCP连接
        跨越两个AS的BGP会话称为外部BGP (eBGP) 会话(external BGP session)
        在同一个AS中的两台路由器之间的BGP会话称为内部BGP (iBGP) 会话(internal BGP session) 。
    BGP报文:
    ①OPEN: 与peer建立TCP连接,并认证发送方
    ②UPDATE: 通告新路径 (或撤销原路径)
    ③KEEPALIVE: 在无UPDATE时,保活连接;也用于对OPEN请求的确认
    ④NOTIFICATION: 报告先前报文的差错;也被用于关闭连接
     
    当AS3利用eBGP会话通告一个CDIR化的前缀给AS1时:AS3承诺可以将数据报转发给该子网、AS3在通告中会聚合网络前缀
    AS1的AS边界路由器1c可以利用iBGP向AS1内的所有路由器分发新的前缀可达性信息
    1c可以(也可能不)进一步通过1b-到-2a的eGP会话,向AS2通告新的可达性信息
    当路由器获得新的前缀可达性时,即在其转发表中增加关于该前缀的入口(路由项)
     
    当一台路由器通过BGP会话通告一个前缀时,它在前缀中包括一些BGP 属性,前缀+属性= “路由”
    两个重要属性:
    AS-PATH(AS路径)包含前缀通告所经过的AS序列
    NEXT-HOP(下一跳)开始一个AS-PATH的路由器接口,指向下一跳AS。可能从当前AS到下一跳AS存在多条链路,NEXT-HOP指明了走哪一条。
    当一台网关路由器接收到一台路由器通告时,它使用其输入策略来决定是否接收/过滤该路由。
    输人策略可能过滤掉一条路由,因为该AS可能不希望通过在该路由的AS-PATH中的某个AS发送流量。
    网关路由器也可能过滤一条路由,因为它已经知道了一条到相同前缀的偏好路由。
     
    路由器可能获知到达某目的AS的多条路由,基于以下准则选择:
    1. 本地偏好(preference)值属性: 策略决策(policy
    decision)
    2. 最短AS-PATH
    3. 最近NEXT-HOP路由器: 热土豆路由(hot potato routing)
    4. 附加准则
    以某一个例子来说明BGP路由选择策略:
    A,B,C是提供商网络/AS(provider network/AS)
    X,W,Y是客户网络(customer network/AS)
    W,Y是桩网络(stub network/AS): 只与一个其他AS相连
    X是双宿网络(dual-homed network/AS): 连接两个其他AS
    X不期望经过他路由B到C的流量,因此,X不会向B通告任何一条到达C的路由
    A向B通告一条路径:AW
    B向X通告路径:BAW
    B不会向C通告路径BAW:因为W和C均不是B的客户,B路由CBAW的流量没有任何“收益”,B期望强制C通过A向W路由流量、自己只路由去往/来自其客户的流量!
     
    综上,采用不同的AS内与AS间路由协议的原因:
    • 策略(policy):
    inter-AS: 期望能够管理控制流量如何被路由,谁路由经过其网络等
    intra-AS: 单一管理,无需策略决策
    • 规模(scale):
    层次路由节省路由表大小,减少路由更新流量
    适应大规模互联网
    • 性能(performance):
    intra-AS: 侧重性能
    inter-AS: 策略主导

    转载于:https://www.cnblogs.com/yangyuliufeng/p/9289774.html

    展开全文
  • 向量网中综合层次路由结果的选路方法,李杨,梁满贵,向量网是一种新型的网络,它以向量地址和向量交换为基础,其多径寻由机制也使它能更加灵活地处理各种故障和连接请求。在本文中,
  • 层次路由

    千次阅读 2018-05-29 16:51:35
    点击打开链接1 层次路由将任意规模网络抽象为一个图计算路由-过于理想化标识所有路由器”扁平”网络在实际网络(尤其是大规模网络)中, 不可行!网络规模: 考虑6亿目的结点的网络 路由表几乎无法存储!路由计算...

    点击打开链接

    1 层次路由

    将任意规模网络抽象为一个图计算路由-过于理想化

    • 标识所有路由器
    • ”扁平”网络

    在实际网络(尤其是大规模网络)中, 不可行!

    • 网络规模: 考虑6亿目的结点的网络 
      • 路由表几乎无法存储!
      • 路由计算过程的信息(e.g. 链路状态分组、DV)交换量巨大,会淹没链路!
    • 管理自治: 
      • 每个网络的管理可能都期望自主控制其网内的路由
      • 互联网(internet) = 网络之网络(network of networks)

    层次化路由的提出

    • 聚合路由器为一个区域:自治系统AS(autonomous systems)
    • 同一AS内的路由器运行相同的路由协议(算法) 
      • 自治系统内部路由协议(“intra-AS” routing protocol)
    • 不同自治系统内的路由器可以运行不同的AS内部路由协议
    • 网关路由器(gateway router): 
      • 位于AS“边缘”
      • 通过链路连接其他AS的网关路由器

    2 互连的AS

    这里写图片描述

    • 转发表由AS内部路由算法与AS间路由算法共同配置 
      • AS内部路由算法设置AS内部目的网络路由入口(entries)
      • AS内部路由算法与AS间路由算法共同设置AS外部目的网络路由入口

    3 自治系统间(Inter-AS)路由任务

    • 假设AS1内某路由器收到一个目的地址在AS1之外的数据报: 路由器应该将该数据报转发给哪个网关路由器呢?

    • AS1必须(自治系统间路由任务!):

      • 学习到哪些目的网络可以通过AS2到达,哪些可以通过AS3到达
      • 将这些网络可达性信息传播给AS1内部路由器

    这里写图片描述

    例:路由器1d的转发表设置

    • 假设AS1学习到(通过AS间路由协议):子网x可以通过AS3 (网关 1c)到达,但不能通过AS2到达 
      • AS间路由协议向所有内部路由器传播该可达性信息
    • 路由器1d:利用AS内部路由信息,确定其到达1c的最小费用路径接口I 
      • 在转发表中增加入口: (x, I)

    这里写图片描述

    例: 在多AS间选择

    • 假设AS1通过AS间路由协议学习到: 子网x通过AS3和AS2均可到达
    • 为了配置转发表,路由器1d必须确定应该将去往子网x的数据报转发给哪个网关? 
      • 这个任务也是由AS间路由协议完成!

    这里写图片描述

    热土豆路由: 将分组发送给最近的网关路由器。

    这里写图片描述


    展开全文
  • 层次路由与路由选择协议

    千次阅读 2021-11-10 20:34:45
    文章目录前言一、层次路由二、RIP协议(Routing Information Protocol)三、OSPF协议(Open Shortest Path First)四、BGP协议(Border Gateway总结 前言 提示:以下是本篇文章正文内容 一、层次路由 将任意规模网络...

    提示:文章写完后,目录可以自动生成,如何生成可参考右边的帮助文档


    前言

    在这里插入图片描述


    提示:以下是本篇文章正文内容

    一、层次路由

    将任意规模网络抽象为一个图计算路由-过于理想化,标识所有路由器和“扁平”网络——在实际网络(尤其是大规模网络)中, 不可行

    网络规模较大,路由表几乎无法存储,路由计算过程的信息(链路状态分组、DV)交换量巨大

    解决办法:管理自治,每个网络的管理可能都期望自主控制其网内的路由

    自治系统AS(autonomous systems):聚合路由器为一个区域

    同一AS内的路由器运行相同的路由协议(算法)自治系统内部路由协议(“intra-AS” routing protocol)

    不同自治系统内的路由器可以运行不同的AS内部路由协议

    网关路由器(gateway router): 位于AS“边缘”,通过链路连接其他AS的
    网关路由器

    在这里插入图片描述

    转发表由AS内部路由算法与AS间路由算法共同配置:AS内部路由算法设置AS内部目的网络路由入口(entries),AS内部路由算法与AS间路由算法共同设置AS外部目的网络路由入口

    自治系统间(Inter-AS)路由任务
    假设AS1内某路由器收到一个目的地址在AS1之外的数据报:
    AS1必须:
    1.知道到哪些目的网络可以通过AS2到达,哪些可以通过AS3到达

    2.将这些网络可达性信息传播给AS1内部路由器

    热土豆路由: 将分组发送给最近的网关路由器

    二、RIP协议(Routing Information Protocol)

    AS内部路由协议也称为内部网络协议IGP(interior gateway protocols)

    AS内部路由协议:

    1.路由信息协议: RIP(Routing Information Protocol)
    2.开放最短路径优先: OSPF(Open Shortest Path First)
    3.内部网关路由协议: IGRP(Interior Gateway Routing 如Cisco私有协议

    RIP:采用距离向量路由算法

    (1)距离度量:跳步数 (max = 15 hops), 每条链路1个跳步
    (2)每隔30秒,邻居之间交换一次DV,成为通告(advertisement)
    (3)每次通告:最多25个目的子网(IP地址形式)

    示例
    在这里插入图片描述
    每隔30秒交换一次DV(通告)
    在这里插入图片描述

    RIP链路失效的恢复
    如果180秒没有收到通告,则邻居/链路失效,经过该邻居的路由不可用
    ,重新计算路由。然后向邻居发送新的通告,邻居再依次向外发送通告

    链路失效信息能否快速传播到全网? 不能,可能发生无穷计数问题

    RIP采用了毒性逆转技术和定义最大度量(无穷大距离 = 16 hops)

    RIP路由表是利用一个称作route-d (daemon)的应用层进程进行管理,应用进程实现, 通告报文周期性地通过UDP数据报发送
    在这里插入图片描述

    三、OSPF协议(Open Shortest Path First)

    OSPF协议采用链路状态路由算法

    1.LS分组扩散(通告)
    2.每个路由器构造完整的网络(AS)拓扑图
    3.利用Dijkstra算法计算路由

    在OSPF通告中每个入口对应一个邻居,OSPF通告在整个AS范围泛,OSPF报文直接封装到IP数据报

    与OSPF极其相似的一个路由协议:IS-IS路由协议

    OSPF优点(RIP不具备)

    1.安全(security): 所有OSPF报文可以被认证(预防恶意入侵)
    2.允许使用多条相同费用的路径 (RIP只能选一条)
    3.对于每条链路,可以针对不同的TOS设置多个不同的费用度量
    eg:卫星链路可以针对“尽力”(best effort) ToS设置“低”费用;针对实时ToS
    设置“高”费用
    4.集成单播路由与多播路由:多播OSPF协议(MOSPF) 与OSPF利用相同的
    网络拓扑数据
    5.OSPF支持对大规模AS分层(hierarchical)

    OSPF的分层:OSPF采用两级分层,分为局部区(Area)和主干区(Backbone)
    在这里插入图片描述

    链路状态通告只限于区内,每个路由器掌握所在区的详细拓扑,只知道去往其他区网络的“方向” (最短路径)

    主干路由器(BackboneRouters): 在主干区内运行OSPF路由算法.

    区边界路由器(AreaBorder Routers): “汇总”到达所在区网络的距离, 通告给其他区边界路由器

    AS边界路由器(ASboundary routers):连接其他AS

    四、BGP协议(Border Gateway

    Protocol)

    BGP:Internet AS间路由协议

    边界网关协议BGP (Border Gateway Protocol): 事实上的标准域间路由协议,将Internet “粘合”为一个整体的关键

    BGP为每个AS提供了一种手段:

    1.eBGP: 从邻居AS获取子网可达性信息(外部)
    2.iBGP: 向所有AS内部路由器传播子网可达性信息(内部)

    基于可达性信息与策略,确定到达其他网络的 “好”路径,容许子网向Internet其余部分通告它的存在

    BGP会话(session): 两个BGP路由器 (“Peers” )

    交换BGP报文: 通告去往不同目的前缀(prefix)的路径 (“路径向量 (path vector)” 协议),报文交换基于半永久的TCP连接

    BGP报文

    1.OPEN: 与peer建立TCP连接,并认证发送方
    2.UPDATE: 通告新路径 (或撤销原路径)
    3.KEEPALIVE: 在无UPDATE时,保活连接;也用于对OPEN请求的确认
    4.NOTIFICATION: 报告先前报文的差错;也被用于关闭连接

    当AS3通告一个前缀给AS1时: AS3承诺可以将数据报转发给该子网,AS3在通告中会聚合网络前缀
    在这里插入图片描述
    在3a与1c之间, AS3利用eBGP会话向AS1发送前缀可达性信息.
    1c则可以利用iBGPAS1内的所有路由器分发新的前缀可达性信息
    1b可以(也可能不)进一步通过1b-到-2a的eBGP会话,向AS2通告新的可达性信息
    在这里插入图片描述
    当路由器获得新的前缀可达性时,即在其转发表中增加关于该前缀的入口(路由项)

    通告的前缀信息包括BGP属性:前缀+属性= “路由”
    重要属性:

    1.AS-PATH(AS路径): 包含前缀通告所经过的AS序列:AS 67,AS 17
    2. NEXT-HOP(下一跳): 开始一个AS-PATH的路由器接口,指向下一
    跳AS

    在这里插入图片描述
    注:可能从当前AS到下一跳AS存在多条链路

    BGP路由选择
    网关路由器收到路由通告后,利用其输入策略(import policy)决策接受 / 拒绝该路由

    路由器可能获知到达某目的AS的多条路由,基于以下准则选择:
    1.本地偏好(preference)值属性: 策略决策(policydecision)
    2.最短AS-PATH
    3.最近NEXT-HOP路由器: 热土豆路由(hot potatorouting)
    4.附加准则

    示例
    在这里插入图片描述
    如图A,B,C是提供商网络 / AS(provider network/AS),X,W,Y是客户网络(customer network/AS)

    W,Y是桩网络(stub network/AS): 只与一个其他AS相连
    X是双宿网络(dual-homed network/AS): 连接两个其他AS,也可以称为多宿网络

    X不期望经过他路由B到C的流量,所以,X不期望经过他路由B到C的流量
    A可以向B通告一条路径: AW,B可以向X通告路径: BAW,那么B会不会向C通告路径BAW呢?不会的,B路由CBAW的流量没有任何“收益”,因为W和C均不是B的客户。B期望强制C通过A向W路由流量,B期望只路由去往/来自其客户的流量

    AS内与AS间路由协议采用不同的协议的原因
    (1)策略(policy):
    inter-AS: 期望能够管理控制流量如何被路由,谁路由经过其网络等.
    intra-AS: 单一管理,无需策略决策

    (2)规模(scale):
    层次路由节省路由表大小,减少路由更新流量,适应大规模互联网

    (3)性能(performance):
    intra-AS: 侧重性能
    inter-AS: 策略主导


    总结

    提示:这里对文章进行总结:

    展开全文
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空空如也

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