计算机网络——互联网的路由选择协议

使用分层次的路由选择方法，可将互联网的路由选择协议划分为：

内部网关协议IGP：具体的协议有多种，如RIP和OSPF等

外部网关协议EGP：目前使用的协议就是BGP。BGP主要是解决不同自治系统中的策略问题（如不希望从某个走而从另一个走），找到可达的路由。

这里我们主要介绍一下内部网关协议

内部网关协议RIP

1.工作原理

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。由于是到每一个目的网络的距离记录，所以这是一组距离即距离向量。

从一路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经过的路由器数加1。这个距离也称为跳数，因为每经过一个路由器，跳数就加1。

在RIP协议中认为好的路由就是它通过的路由器的数目少，即“距离短”。RIP允许一条路径最多只能包含15个路由器。当距离等于16的时候相当于不可达。故RIP只适合小型互联网。

RIP协议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，当然这样的做法可能使得线路时延较大但路由器数量较少的线路被选中而另一条时延低但路由器数量较多的线路不能被选中。

RIP协议的特点是：

（1）仅和相邻路由交换信息

（2）路由交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己现在的路由表

（3）按固定的时间间隔交换路由信息，之后路由器根据收到的路由信息更新路由表。更新路由表的原则是找出到每个目的网络的最短距离。这种更新算法又称为距离向量算法。

下面简单地介绍一下距离向量算法

对相邻的路由器发来的RIP报文，先修改此报文中的所有项目：把“下一跳”字段中的地址都改为这个相邻的路由器。对修改后的每一个项目都进行一下的步骤。

1.没有则加入

2.在有的情况下下一跳如果是发过来的这个路由器跳点数无论如何变化都直接更新，如果下一跳是别的路由器，那么在小于的时候才进行更新，否则是什么都不做

3.跳点数相同就进行刷新替换

RIP协议让一个自治系统中的所有路由器都和自己的相邻路由器定期交换路由信息，并不断更新其路由表，使得从每一个路由器到每一个目的网络的路由都是最短的，虽然每一个路由器最后都有了自治系统中的每一个路由器的信息，但是由于每一个路由器的相对位置不同，所以这里的路由表也是不同的。

RIP协议存在的问题是好消息传播的快，坏消息传播的慢。网络出现故障的传播时间需要较长的时间。

比如其中的某一个网络突然断掉了，那么和这个网络直连的路由器A就会把路由表改成16，而这个路由器连接的其他路由器B会把它的路由表转发给和这个网络直连的路由器A，于是这个路由器A就更改了自己的路由表，认为下一跳是路由器B。距离进行+1。然而此时B收到了来自A的路由表。之后进行刷新替换之后，它的距离又进行了+1，之后A又收到B……如此循环直到距离为16的时候才结束循环此时才能得知网络不可达的消息。

设定的最大跳点数虽然解决了无穷计数的问题，但是也限制了RIP只能适用于中小型网络

OSPF协议

开放最短路径优先。克服RIP协议的缺点开发出来的，原理简单，实现起来复杂。最短路径优先是因为使用了最短路径算法SPF。

OSPF最主要的特征就是使用分布式的链路状态协议。不是像RIP一样的距离向量协议。

链路状态（1）和那个路由器直接相连（2）度量值

这里的使用的方法是洪泛法，向本自治系统中的所有路由器发送信息。每一个相邻的路由器又将此信息发往所有的相邻路由器（除了给它发送的那个）

发送的信息就是链路状态，只有当链路状态发生变化的时候路由器才是用洪泛法发送此信息。而RIP是进行定期交换的。

最终能够形成一个链路状态数据库也就是全网的拓扑结构图，这个结构图对于每个路由器来说都是一致的。每个路由器都知道全网共有多少个路由器以及那些路由器是直接相连的，其代价是多少。每个路由器使用链路状态数据库中的数据，构造出自己的路由表。

当网络中路由器较多的时候就进行划分区域，生成拓扑结构图和路由表到其它区域的时候，设置默认网关是边界路由器。

划分区域的好处是使交换信息的范围局限于每一个区域而不是整个的自治系统，减少了网络上的通信量。区域内部的路由器只知道本区域的完整网络拓扑，通过边界路由器和其它区域进行通信。

OSPF不使用UDP直接使用IP数据报传送。RIP协议使用UDP传送但RIP却不属于传输层，因为我们是先有的协议，后来才对层次进行的划分。