计算机网络：网络层（下）未完

5，互联网的路由选择协议

5.1，有关路由选择协议的几个基本概念

理想的路由算法

算法必须是正确的和完整的。算法在计算上应简单。 算法应能适应通信量和网络拓扑的变化，这就是说，要有自适应性。 算法应具有稳定性。 算法应是公平的。算法应是最佳的。

最佳路由

所谓“最佳”只能是相对于某一种特定要求下得出的较为合理的选择而已。实际的路由选择算法，应尽可能接近于理想的算法。 问题：它是网络中的所有结点共同协调工作的结果；路由选择的环境往往是不断变化的，而这种变化有时无法事先知道。 

路由算法的自适应

静态路由选择策略——即非自适应路由选择，其特点是简单和开销较小，但不能及时适应网络状态的变化。

动态路由选择策略——即自适应路由选择，其特点是能较好地适应网络状态的变化，但实现起来较为复杂，开销也比较大。 

分层次的路由选择协议

(1) 互联网的规模非常大。如果让所有的路由器知道所有的网络应怎样到达，则这种路由表将非常大，处理起来也太花时间。而所有这些路由器之间交换路由信息所需的带宽就会使互联网的通信链路饱和。

(2) 许多单位不愿意外界了解自己单位网络的布局细节和本部门所采用的路由选择协议（这属于本部门内部的事情），但同时还希望连接到互联网上。

自治系统 AS 的定义：在单一的技术管理下的一组路由器，而这些路由器使用一种 AS 内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该 AS 内的路由，同时还使用一种 AS 之间的路由选择协议用以确定分组在 AS之间的路由。

现在对自治系统 AS 的定义是强调下面的事实：尽管一个 AS 使用了多种内部路由选择协议和度量，但重要的是一个 AS 对其他 AS 表现出的是一个单一的和一致的路由选择策略。

内部网关协议 IGP	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得最多，如 RIP 和 OSPF 协议。
外部网关协议 EGP	若源站和目的站处在不同的自治系统中，当数据报传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。这样的协议就是外部网关协议 EGP。在外部网关协议中目前使用最多的是 BGP-4。

5.2，内部网关协议RIP

工作原理

路由信息协议 RIP是内部网关协议 IGP 中最先得到广泛使用的协议。

RIP 是一种分布式的、基于距离向量的路由选择协议。

RIP 协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录。

距离（最短距离）：跳数，每经过一个路由器，跳数就加 1。

RIP协议的三个特点

仅和相邻路由器交换信息

交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表

按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔30s。当网络拓扑发生变化时，路由器也及时向相邻路由器通告拓扑变化后的路由信息

路由表建立

路由器在刚刚开始工作时，只知道到直接连接的网络的距离（此距离定义为1）。它的路由表是空的。

以后，每一个路由器也只和数目非常有限的相邻路由器交换并更新路由信息。

经过若干次更新后，所有的路由器最终都会知道到达本自治系统中任何一个网络的最短距离和下一跳路由器的地址。

RIP 协议的收敛过程较快。“收敛”就是在自治系统中所有的结点都得到正确的路由选择信息的过程。

距离向量算法

(1) 先修改此 RIP 报文中的所有项目：把“下一跳”字段中的地址都改为 X，并把所有的“距离”字段的值加 1。
(2) 对修改后的 RIP 报文中的每一个项目，重复以下步骤：
     若项目中的目的网络不在路由表中，则把该项目加到路由表中。
         否则
             若下一跳字段给出的路由器地址是同样的，则把收到的项目替换原路由表中的项目。
                否则 
                    若收到项目中的距离小于路由表中的距离，则进行更新，
	          否则，什么也不做。
(3) 若 3 分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则把此相邻路由器记为不可达路由器，即将距离置为 16（表示不可达）。
(4) 返回。