路由器协议网络互联(网段互联 和路由器互联协议)

路由选择协议的核心是路由算法。即需要一种算法来获取路表中的各项，一个比较好的路由选择算法应该有以下特点[BELL86]:一个实际的路由选择算法，应该尽可能的接近于理想的算法，在不同的应用条件下，可以对上面提出的六个方面有不同的侧重。倘若从路由算法能否随网络的通信量或拓扑自适应的进行调整变化来划分，则只有两大类：静态路由选择策略和动态路由选择策略。静态路由选择策略也叫做非自适应路由选择，其特点是简单和开销较小，但不能即使适应网络状态的变化。对于很简单的小网络，完全可以采用静态路由选择，用人工配置每一条路由。动态路由选择也叫做自适应路由选择，其特点是能够较好的适应网络状态的变化，但实现起来较为复杂，开销也比较大，因此动态路由选择适用于较复杂的大网络。互联网采用的路由选择协议主要是自适应的(动态的)，分布式路由选择协议。由于以下两种原因，互联网采用分层次的路由选择协议：为此，可以把整个互联网划分为许多较小的自治系统AS(autonomous system),自治系统AS是在单一技术管理下的一组路由器，而这些路由器使用一种自治系统内部的路由选择协议和共同的度量，一个AS对其他AS表现的出是一个单一的和一致的路由选择策略。在目前的互联网中，一个大的ISP就是一个自治系统。这样，互联网就把路由选择协议划分为两大类：自治系统之间的路由选择协议也叫做域间路由选择(interdomain routing)，而在自治系统内部的路由选择叫做域内路由选择(intradomain routing)。如图4-31RIP（routing information protocol）是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议[RFC1058],也叫路由信息协议，RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。最大的优点就是简单。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（因此这是一组距离，叫做距离向量），RIP将距离定义如下：从一路由器到直接连接的网络的距离为1，从路由器到非之间的网络的距离定义为所经过的路由器数+1。RIP协议的距离也称之为跳数，但是一条跳数最多只能包含15个路由器，因此，当距离=16时，就相当于不可达。因此RIP只能适用于小型互联网。注意的是，到直接连接的网络也定义为0(采用这种定义的理由是：路由器在和直接连接在该网络上的主机进行通信并不需要经过另外的路由器，既然经过每一个路由器都要将距离增加1，那么不经过路由器就不需要+1，就是0)。RIP不能在两个网络之间同时使用多条路由。RIP选择一条具有最少路由器的路由（最短路由），哪怕还存在另一条高速低延时的但是路由器较多的路由。路由器在刚开始工作的时候，其内部路由表是空的。然后路由器就可以和直接相连的几个网络的距离(这些距离为1)，接着，每个路由器和与自己相连的路由器不断交换路由表信息，经过若干次更新后，所有的路由器最终就可以知道本自治系统中任何一个网络地址和最短下一跳路由器的地址。路由器最主要的信息是：到某个网路的距离（最短距离），以及下一跳的地址，路由表更新的原则是找出到每个网络的最短距离，这种算法又称之为距离向量算法。对每一个相邻的路由器发送过来的RIP报文，进行以下步骤：算法描述：其实就是求一个路由器到另一个路由器的最短距离。例题：已知路由器R6有表4-9(a)所表示的路由表，现在收到相邻路由器路由表R4发过来的路由更新信息，如图4-9(b)所示。试更新路由器R6的路由表。解：首先把R4发过来的路由表中的距离都+1：把这个表和R6的路由表进行比较：RIP协议让每一个自治系统中的所有路由都和自己的相邻路由器定期交换路由表信息，并不断更新路由表，使得每从每一个路由器到每一个目的网络的路由都是最短距离（也就是跳数最小）。现在比较新的RIP协议报文格式是1998年提出的RIP2。RIP协议使用运输层的用户数据报（UDP端口为520）进行传输。RIP报文由首部和路由部分组成。RIP首部占4个字节，其中的命令字段指出报文的意义。RIP2报文中的路由部分有若干路由信息组成，每个路由信息需要用20字节。地址标识符(又称地址列别)字段用来标识所用的地址协议。如果采用IP地址就为2。路由标记填入自治系统号ASN（Autonomous System Number），这是考虑使用RIP有可能收到本自治系统以外的路由选择信息，再后面指出某个网络地址，下一跳路由器地址以及到此网络的距离，一个RIP报文最多可以包含25个路由，因而RIP报文的最大长度是4+20x25=504字节。如果超过，则必然再使用以恶搞RIP报文来传送。RIP还具有简单的鉴别功能，若使用鉴别功能，则将原来写入第一个路由信息(20字节)的位置用作鉴别，这时应该将地址标识符置为全1(0xFFFF),而路由标记写入鉴别类别，剩下的16字节作为鉴别数据，在鉴别数据之后才能写入路由信息，但这时只能写入24个路由信息。RIP存在的一个问题是当网络出现故障的时候，要经过比较长的时间才能将信息传送到所有的路由器，RIP协议的这一特点是：好消息传播的很快，而坏消息传播的很慢，网络出现故障的传播时间往往需要经过较长时间，这是RIP协议的一个主要缺点。为了使坏消息传播的更快些，可以采用多种措施，例如，让路由器记录收到某特定路由信息的接口，而不是让同一个路由信息再通过此接口反方向传送。总之，RIP协议最大的优点是实现简单，开销较小，但RIP协议缺点也很明显，首先限制了网络规模，因为路由器最大的跳数是15跳，一般中大型网络规模RIP协议就不适用了。其次就是路由器之间交换的路由信息是路由器中完整的路由表，因而随着网络规模变大，开销也就增加。最后就是好消息传播的很快，坏消息传播的很慢。

路由器的基本工作方式为了与三层交换机相区别，这里所讲的路由器是指连接Intranet(企业内部网)和Intemet(互联网)的网关设备，又称为边缘(边界)路由器。路由器是一个路由转发设备，工作在OSI参考模型的第三层。其作用是通过转发数据包来实现多今网络的互联，支持TCP／IP、IPX／SPX、AppleTalk等多种协议。但目前，大多数路由器仅运行TCP／IP协议。 路由器无论收到从哪个端口来的数据包，首先提取该数据包的目标IP地址和源IP地址：然后根据路由表和路由策略决定是否转发、如何转发、转发到哪个端口。如果确需转发，再根据路由端口所连接的网络类型(如10Mbps以太网、100Mbps以太网、帧中继、T1广域网等连接方式)，对数据包进行拆分并重新封装，最后，将数据包转发到目标端口。路由表收集了该路由器的路由信息，列出每个已知的网络，并告知网络有多“远”，哪些网络可以到达，哪些网络不可以到达，允许哪些网段访问，不允许哪些网段访问。路由器的路由措施、方法和手段等称为路由策略。 目前，大多数路由器的增值功能大致体现在：用户管理、安全管理、性能管理、流量统汁等方面。

从本文开始介绍路由选择协议，也就是讨论路由表中的路由是怎么形成的。本文内容从路由算法能否随网络的通信量或拓扑自适应地进行调整变化来划分，可以分为：静态路由选择策略和动态路由选择策略。(1)静态路由选择策略：即手工配每一条置路由。优点：简单，开销小。缺点：只适用小网络，难以适应网络状态的变化。(2)动态路由选择策略：又叫自适应路由选择。优点：能较好适应网络状态的变化，适用于大网络。缺点：实现复杂，开销大。由于互联网规模非常大，可以把互联网划分为许多较小的自治系统（autonomous system），记为AS。每个自治系统通常在相同管理控制下的路由器组成，在一个AS中的路由器都全部运行在同样的路由算法。各个AS之间彼此是互联的，因此一个AS中有一个或多个路由器用于不同AS之间的通信，即负责将本AS之外的目的地址转发分组，这些路由器称为网关路由器。根据上面描述，可以将路由选择协议划分为两个大类：内部网关协议和外部网关协议。(1)内部网关协议IGP（Interior Gateway Protocol）：即在一个自治系统内不使用的路由选择协议，常见的协议有RIP、OSPF协议。(2)外部网关协议EGP（External Gateway Protocol）：用于实现不同自治系统之间通信的传递，这样的协议就是EGP协议，目前使用最多的就是BGP的版本4（BGP-4）。自治系统之间的路由选择也叫域间路由选择，在自治系统之内的路由选择也叫域内路由选择。RIP（Routing Information Protocol）协议——路由信息协议，是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，最大的优点是简单。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（距离向量）。RIP协议对距离的定义如下：RIP协议是通过每个路由器要不断的和其他路由器交换路由信息，从而达到自治系统中所有节点都得到正确的路由信息。RIP协议考虑了和哪些路由器交换信息、交换什么信息以及什么时候交换信息这三个问题，RIP协议特点：路由器在刚开始工作时，它的路由表是空的，然后路由器就得出到直接相连的几个网络的距离（这些距离为1），接着每个络器也只是和自己相邻的路由器交换并更新信息。经过若干次交换后，所有路由器都会知道到达本自治系统汇总任何一个网络的最短距离和下一跳地址。对每一个相邻路由器发送过来的RIP报文，会进行一下步骤：(1)路由器R1接收到其相邻路由器R2发送过来的报文，先修改此报文的所有项目：把“下一条”字段中的地址都改为R2，并把所有的“距离”字段的值加1。每个项目都有三个关键字段：到目的网络N，距离是d，下一跳路由器是X。(2) 对修改后的RIP报文中的每一项，进行以下步骤：1)若原来的路由表中没有网络N，则把该项目添加到路由表中。2)如果R1路由表中已经有目的网络N，这时查看下一跳的地址，如果下一跳地址是R2，则把收到的项目替换原路由表中的项目。如果下一跳的地址不是R2，那么如果收到项目中距离小于路由表中的距离，则进行替换，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，则把此路由器记为不可达的距离，即把距离设置为16。(4)返回。RIP存在一个问题是当网络出现故障时，要经过比较长的时间才能将磁信息传送到所有的路由器。这一特点叫做：好消息传得快，坏消息传得慢。如下图所示，在正常的情况下，R1和R2交换信息，其中只画出了达到的网络1的表项。如果路由器R1到网1的链路出现了故障，R1无法达到网1，于是路由器R1把到网1的距离改为16（表示网1不可达），因而R1路由表响应的项目变为 “1,16,直接交付”。但是，可能需要经过30s后R1,才能把更新信息发送给R2,，然而R2可能已经先把自己的路由表发送给了R1，其中有到达网1的这一项“1,2,R1”。R1收到R2的更新报文后，会误认为自己无法直接到达网1，但是可经过R2到达网1，于是把收到的路由信息 “1,2,R1” 修改为 “1,3,R2”，表明“我到网1的距离是3，下一跳的R2”。同理，R2接收到又会更新自己的路由表为 “1,4,R1”，以为“我到网1的距离为4，下一跳为R1”....就这样一直更新下去，知道R1和R2到网1的距离为16时，R1和R2才知道网1是不可达的。所以，这就是：好消息传得快，坏消息传得慢的原因。

哈尔滨思科培训机构银河网络分析思科路由器可以实现不同网络之间的互连，更加高效的利用网络资源，所以给人们的生活和工作提供极大的便捷。 首先，网络隔离。随着网络的发展，安全性成为了人们更加关注的问题，为了提高网络的安全性，我们需要路由器实现带有一定隔离能力的网络互连，思科访问控制技术是一项简单而实用的网络隔离技术，它通过定义访问控制列表，实现了对报文转发进行过滤和控制，只允许访问控制列表中许可的报文通过路由器进行转发。目前路由器中采用的访问控制列表可以根据MAC地址、协议类型、网络地址等多种方式对报文进行访问控制，实现对网络的隔离，思科路由器还具备对报文进行基于内容的上下文相关的访问控制。 其次，网络互连。思科路由器在网络中的位置和作用决定了其必须能够实现多种不同网络的互连，用户可以根据路由器连接的网络链路和协议选择相应的路由模块和端口。例如： 1、路由选择协议：由于不同类型的网络中可能会使用不同的路由选择协议，思科路由器具备支持多种路由协议的能力，以实现不同网络之间报文的路由转发的正确进行。 2、地址映射：这项功能是实现网络层地址与网络设备的物理地址间的映射，例如IP地址与MAC地址的相互映射，这是路由器发送协议报文的重要基础。 3、协议转换：这是多协议路由器所必须具备的一项功能，路由器需要完成不同网络层协议的相互转换。 4、分组与重组：由于路由器连接了多种不同类型的网络，这些不同类型的网络对MTU的规定有所不同，路由器需要对报文进行分组和重组操作。 再次，地址转换。思科路由器具有NAT功能，使用网络地址转换功能要求局域网内部使用保留的IP地址，而路由器中的广域网端口中使用注册的IP地址。当局域网内部的计算机访问外部计算机时，将对其报文中的IP地址转换为注册的IP地址，而外部计算机向内部计算机发送报文时，同样将注册的IP地址转换为内部的IP地址。 最后，流量控制。由于路由器通常用于局域网与广域网的连接，在局域网与广域网有大量数据通信时，路由器通常会成为整个数据通信中的瓶颈，因此要求路由器具有较强的流量控制能力，一方面在选择路由器时尽量考虑到路由器的报文转发速度和缓冲区空间的大小，同时应该选择优化的路由算法，采用负载均衡技术，从而有效地进行拥塞控制。

tcpip udpip
内部网关协议rip ospf, 外部网关协议bgp。