TCP/IP详解之：IP选路 动态选路协议

第九章 IP选路

netstat -rn 显示路由表

初始化路由表的两种方法：

　　方法1：在配置文件中指定静态路由（不常用）

　　方法2：运行路由守护程序 或者 使用ICMP路由器发现报文

没有到达目的地的路由的处理：

　　此时的结果取决于该IP数据报是由主机产生的还是被转发的。

　　　　若是由本地主机产生的，那么就给发送该数据报的应用程序返回一个差错（“主机不可达差错”或“网络不可达差错”）；

　　　　若是被转发的IP数据报，那么就给原始发送端发送一份ICMP主机不可达差错报文

ICMP主机与网络不可达差错

　　当路由器收到一份IP数据报但又不能转发时，就要发送该报文

ICMP重定向差错

当IP数据报应该被发送到另一个路由器时，收到数据报的路由器就要发送ICMP重定向差错报文给IP数据报的发送端。

如下图：
1) 我们假定主机发送一份IP数据报给R1。这种选路决策经常发生，因为R1是该主机的默认路由。

2) R1收到数据报并且检查它的路由表，发现R2是发送该数据报的下一站。当它把数据报发送给R2时，R1检测到它正在发送的接口与数据报到达接口是相同的（即主机和两个路由器所在的LAN）。这样就给路由器发送重定向报文给原始发送端提供了线索。

3) R1发送一份ICMP重定向报文给主机，告诉它以后把数据报发送给R2而不是R1。

ICMP重定向例子

ICMP重定向可以帮助主机来动态学习，逐步建立更完善的路由表

ICMP路由器发现报文

这是一种较好的初始化路由表的方法！

一般认为，主机在引导以后要广播或多播传送一份路由器请求报文。一台或更多台路由器响应一份路由器通告报文。另外，路由器定期地广播或多播传送它们的路由器通告报文，允许每个正在监听的主机相应地更新它们的路由表。

(1) 路由器操作

　　当路由器启动时，它定期在所有广播或多播传送接口上发送通告报文。准确地说，这些通告报文不是定期发送的，而是随机传送的，以减小与子网上其他路由器发生冲突的概率。一般每两次通告间隔450秒和600秒。一份给定的通告报文默认生命周期是30分钟。

　　使用生命周期域的另一个时机是当路由器上的某个接口被关闭时。在这种情况下，路由器可以在该接口上发送最后一份通告报文，并把生命周期值设为0.除了定期发送主动提供的通告报文以外，路由器还要监听来自主机的请求报文，并发送路由器通告报文以响应这些请求报文。如果子网上有多台路由器，由系统管理员为每个路由器设置优先等级。例如，主默认路由器就要比备份路由器具有更高的优先级。

(2) 主机操作

　　主机在引导期间一般发送三份路由器请求报文，每三秒钟发送一次。一旦接收到一个有效的通告报文，就停止发送请求报文。主机也监听来自相邻路由器的请求报文。这些通告报文可以改变主机的默认路由器。另外，如果没有接收到来自当前默认路由器的通告报文，那么默认路由器会超时。只要有一般的默认路由器，该路由器就会每隔10分钟发送通告报文，报文的生命周期是30分钟。这说明主机的默认表项是不会超时的，即使错过一份或两份通告报文。

(3) 实现

　　路由器发现报文一般由用户进程(守护程序)创建和处理。这样，就有另一个修改路由表的程序，尽管它只增加或删除默认表项。守护程序必须把它配置成一台路由器或主机来使用。

第十章 动态选路协议

动态路由协议，用于路由器间的通信，它由路由器上的路由守护程序运行。

内部网关协议（IGP）用于同一自治系统各路由器之间的选路协议，常用的有 RIP OSPF

外部网关协议（EGP）用于不同自治系统路由器之间的选路协议，常用的有 BGP

Unix选路守护程序：

　　routed路由守护程序（其只使用RIP进行通信）

　　gated路由守护程序

RIP（选路信息协议）

RIP常用的UDP端口是520（这是路由器路由守护程序的端口号）

一、正常运行流程：

1 初始化

　　启动一个路由守护程序时，它先判断启动了哪些接口，并在每个接口上发送一个请求报文（这是一种要求另一端完整路由表的特殊请求报文），要求其他路由器发送完整路由表。若网络支持广播，该请求一般以广播形式发送。

2 接收到请求

　　若此请求是上述的特殊请求，则路由器就将完整的路由表发送给请求者。否则就处理请求中的每一个表项：若有连接到指明地址的路由，则将度量设置成我们的值，否则将度量设置为16（度量为16是一种称为“无穷大”的特殊值，它意味着没有到达目的的路由）。然后发回响应。

3 接收到响应

　　使响应生效，可能会更新路由表。可能会增加新表项，对已有的表项进行修改，或是将已有表项删除

4 定期选路更新

　　每过30秒，所有或部分路由器会将其完整路由表发送给相邻路由器。一般是以广播形式发

5 触发更新

　　当每一条路由的度量变化时，就对其更新。无需发送完整路由表，而只需发送变化了的表项。

二、度量

　　RIP所使用的度量是以hop计算的。

三、第一版RIP存在的问题

　1 RIP没有子网地址的概念

　2 在路由器或者链路发生故障后，需要很长一段时间才能稳定，一般是几分钟

　3 采用跳数作为路由度量忽略了其他一些应该考虑的因素。同时，度量最大值为15则限制了可以使用RIP的网络的大小

RIP版本2

对RIP版本1作了扩充。这些扩充并未改变协议本身，而是利用RIP版本1中的一些标注为“必须为0”的字段来传递一些额外的信息。

OSPF(开放最短路径优先)

OSPF克服了RIP的所有限制

与采用距离向量的RIP协议不同的是，OSPF是一个链路状态协议

链路状态协议总是比距离向量协议收敛更快

OSPF与RIP不同在于，OSPF直接使用IP，即其并不使用UDP或TCP

BGP( 边界网关协议 )

BGP使用TCP作为其传输层协议。两个运行BGP的系统间建立一条TCP连接，然后交换整个BGP路由表。此时开始，若路由表发生变化，再发送更新信号；

BGP是距离向量协议，但与（通告到目的地址跳数的）RIP不同的是，BGP列举了到每个目的地址的路由；

BGP通过定期发送keepalive报文给其邻站来检测TCP连接对端的链路或主机失败。时间间隔建议为30秒

CIDR（无类型域间选路）

是一个防止路由表膨胀的方法，也称为超网；

无类型的意思是现在的选路决策是基于整个32bit的IP地址的掩码操作，而不管其IP地址是A类、B类、C类；

CIDR的基本观念是采用一种分配多个IP地址的方式，使其能够将路由表中的许多表项总和成更少的数目；

CIDR使用一种技术，使路由表项最佳匹配总是最长的匹配：即在32bit掩码中，它具有最大值