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一、路由控制协议的定义

1.IP地址与路由控制

（1）向“正确的方向”转发数据所进行的处理就叫做路由控制或者路由；

（2）路由器根据路由表Routing Tale转发数据包；

2.静态路由与动态路由

（1）静态路由：事先设置好路由器和主机中，并将路由信息固定的一种方法；

（2）动态路由：让路由协议在运行过程中，自动地设置路由控制信息的一种方法。 （3）静态路由与动态路由的对比如下所示：

（4）静态路由的缺点：

（5）动态路由的特点：

（6）静态路由与动态路由的关系：

不论是静态路由还是动态路由，不要只使用其中一种，可以将它们组合起来使用。

3.动态路由的基础

说明：

（a）它是根据路由协议来交换路由信息的； （b）上图中的传输，是只有在没有循环的情况下才能很好地运行的。如果路由器C和路由器D之间如果有连接，那么将无法正常工作。

二、路由控制范围

1.自治系统与路由协议

（1）人们根据路由控制的范围，常使用域内路由协议IGP(Interior Gateway Protocol)和域间路由协议EGP(Exterior Gateway Protocol)两种类型的路由协议。

（2）企业内部网络的管理方针是，往往是由该企业内部自行决定的。 （3） **自治系统(路由选择域)**的内部动态路由采用的是：IGP； 自治系统之间的路由控制采用的是EGP；

2.IGP与EGP

（1）

（2）EGP与IGP的关系与IP地址的网络部分和主机部分关系很类似； IP地址中的网络部分在网络之间进行路由选择、根据主机部分在链路内部进行主机识别； EGP在区域网络之间进行路由选择，根据IGP在区域网络内部(ISP内部)进行主机识别。

三、路由算法：距离向量算法(Distance-Vector)和链路状态算法(Link-State)

1.距离向量算法

（1）距离向量算法(DV)是指根据距离(代价)和方向决定目标网络或者目标主机位置的一种方法；

这里的代价Metric是指转发数据时，衡量路由控制中距离和成本的一种指标。 在距离向量算法中，代价相当于所要经过的路由器的个数。

（2）

2.链路状态算法

（1）链路状态算法是路由器在了解网络整体连接状态的基础上生成路由控制表的一种方法；

该方法中的每个路由器必须保持同样的信息才能进行正确的路由选择；

（2）DV算法的缺点：

（3）链路状态算法的优点：

（4）链路状态算法的缺点：

（5）

3.路径向量(Path Vector)协议

参考2.BGP是路径向量协议这一小结的内容

3.主要路由协议

四、RIP协议

1.广播路由控制信息

（1）RIP(Routing Information Protocol)是距离向量型的一种路由协议，广泛用于LAN；

（2）

2.根据距离向量确定路由：有路由控制表

（1）RIP是基于距离向量算法来决定路径的；

距离(Metrics)的单位为跳数，跳数指的是所经过的路由器的个数； RIP希望尽可能少通过路由器，来将数据包转发至目标IP地址；

（2）下图是依据距离向量生成距离向量表，再抽出较小的路由生成的最终的路由控制表；

3.使用子网掩码时的RIP处理

（1）RIP协议虽然不交换子网掩码信息，但是可以用于使用子网掩码的网络环境；

（2）但是需要注意的点是：

（3）RIP与子网掩码的关系如下：

说明：

当把IP地址分类表示的网络地址延长至子网掩码的长度时，所延长的部分如果是0，则称之为0子网；如果是1，则称之为1子网。0子网和1子网都不能在RIP中使用。

4.RIP中路由变更时的处理

（1）RIP的基本行为如下：

（a）将自己所知道路由信息定期进行广播； （b）一旦认为网络被断开，数据将无法流过此路由器，其它路由器也就可以得知网络已经断开；

（2）上述的基本行为都存在一定的问题，例如无限计数问题等

eg：

（3）解决办法：

（4）上述方法但是不能解决网络本身有环路的问题，如果网络有环路，可能需要很长时间才能产生正确的路由信息。

为了解决这种问题：提出了毒性逆转Poisoned Reverse和出发更新Triggered Update的方法； （5）带有环路的网络如图所示，

（6）

毒性逆转：指的是当网络中发生链路被断开的时候，不是不再发送这个消息，而是将这个无法通信的消息传播出去。即发送一个距离为16的消息。 触发更新：指的是当路由信息发生变化时，不等待30s而是立刻发送出去的一种方法。

5.RIP2

五、OSPF协议

1.OSPF是链路状态型路由协议

（1）OSPF(Open Shortest Path First)是根据OSI的IS-IS协议(中间系统到中间系统的路由选择协议)而提出的一种链路状态型路由协议；

由于采用链路状态类型，所以即使网络中有环路，也能够进行稳定的路由控制。 （2）OSPF还引入了“区域”这一概念，区域是将一个自治网络划分为若干个更小的范围。 （3）OSPF为链路状态型路由器。路由器之间交换链路状态生成网络拓扑信息，然后再根据这个拓扑信息生成路由控制表。 （4）距离向量算法与链路状态算法对比如下：

（5）RIP协议与OSPA协议的对比如下：

RIP的路由选择：要求途经的路由器个数越少越好； OSPA的路由选择：可以给每条链路赋予一个权重(代价)，并始终选择一个权重最小的路径作为最终路由。 下图表示的就是RIP选择的是路由器个数最少的路径，OSPA是选择总代价较小的路径

2.OSPF基础知识

（1）背景：

（2）在简单的网络中：使用RIP协议。

RIP中包的信息只有一种：它利用路由控制信息，一边确认是否连接了网络，一边传送网络信息； 很严重的一个缺点： 网络的个数越多，每次所要交换的路由控制信息就越大。当网络已经处于比较稳定的、没什么变化的状态时，还是要定期交换机相同的路由控制信息，这在一定程序上浪费了网络带宽，场景可以参考上面的背景叙述。

（3）OSPF中，根据作用的不同可以分为5种类型的包。

这些包具体工作过程如下：

（4）OSPF机制的优点：大大减少网络流量，可以达到迅速更新路由信息的目的。

3.OSPF工作原理的概述：有路由控制表

（1）OSPF中进行连接确认的协议叫做HELLO协议；

（2）OSPF中根据链路状态生成路由控制表，链路状态是包括：网络链路状态和路由器链路状态。 说明： （a）判断是否断开以及后续操作 其中，hello包的要是是：只是同一个链路中的设备必须配置相同的值，如hello包的发送间隔、判断连接断开的时间。 （b）链路状态更新包分为：网络LSA和路由器LSA 网络LSA：Network Link State Advertisement网络链路状态通告，是以网络为中心生成的信息，表示这个网络都与哪些路由器相连接。 路由器LSA：Router Link State Advertisement路由器链路状态通告，是以路由器为中心生成的信息，表示这个路由器与哪些网络相连接。 （c）

（d）其优缺点为：

4.将区域分层化进行细分管理

（1）链路状态型路由协议的潜在问题是：当网络规模越来越大的时候，表示链路状态的拓扑数据库就变得越来越大，路由控制信息的计算也就变得困难。因此，OSPF为了减少计算负荷，引入了区域的概念。

（2）区域是将连接在一起的网络和主机划分成小组，使一个自治系统AS内可以拥有多个区域；但是具有多个区域的自治系统必须要有一个主干区域Backbone Area，并且所有的其它区域必须都要与这主干区域相连接。

（3）OSPF路由器的种类如下：

特点：

（4）区域内的路由控制和区域间的路由控制如下：

（5）要想在OSPF中构造一个稳定的网络，物理设计和区域设计同样重要。

六、BGP协议

1.BGP与AS号

（1）BGP(Border Gateway Protocol)，边界网关协议是连接不同组织机构(连接不同自治系统)的一种协议。因此，它属于外部网关协议(EGP)。它主要用于ISP之间相连接的部分/

只有BGP、RIP和OSPF共同进行路由控制，才能进行整个互联网的路由控制。

（2）BGP使用AS号管理网络信息

说明： （a）ISP、区域网络等会将每个网络域编配成一个个自治系统进行管理，并为每个自治系统分配一个16bit的AS编号。

（b）

2.BGP是路径向量协议

（1）BGP扬声器与AS路径信息访问列表的概念

（2）RIP，OSPF，BGP的区别

（3）BGP是一种路径向量Path Vector型协议，不是距离向量型协议，也不属于链路状态型协议。

原因如下：

（4）BGP中生成路由控制表时，要用到AS路径信息访问列表

（5）路由控制是跨越整个互联网的分布式系统。

七、MPLS

1.MPLS的网络基本动作

（1）路由技术是基于IP地址中最长匹配原则进行转发的

MPLS则基于标记交换，而标记交换则对每个IP包都设定一个叫做“标记”的值，然后根据这个“标记”再进行转发。

（2）MPLS网络如下所示，

说明：

（a） （b）由于基于标记的转发通常无法在路由器上进行，所以MPLS也就无法被整个互联网所采用。

（3）MPLS与IP转发的基本行为对比

（4）标记路由器LSR与标记边缘路由器LER的概念

（5）具体操作如下：

（6）使用Push、Swap、Pop功能进行转发

说明：

（a）标记交换路径LSP

（b）根据MPLS标记信息的分配情况设置的LSP

2.MPLS的优点