在互聯(lián)網(wǎng)中，每一個(gè)數(shù)據(jù)包都要經(jīng)過(guò)很多次轉(zhuǎn)發(fā)才能到達(dá)目的地，決定數(shù)據(jù)包的傳遞路徑的，正是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的路由協(xié)議。在了解互聯(lián)網(wǎng)的路由協(xié)議前，我們先熟悉一些概念。
AS、IGP和EGP自治系統(tǒng)（AS）是指在網(wǎng)絡(luò)中處于同一個(gè)控制下的路由器和主機(jī)，在同一個(gè)AS中，所有節(jié)點(diǎn)都運(yùn)行相同的路由協(xié)議，來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的互聯(lián)。
IGP和EGP
內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）是用于在同一個(gè)AS中，主機(jī)和路由器進(jìn)行路由信息交換的協(xié)議，常用的IGP協(xié)議包括：RIP、OSPF等。外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）是用于在各個(gè)AS之間交換路由信息的協(xié)議，常用的EGP協(xié)議是BGP。
路由算法最有代表性的兩種路由算法是：距離向量（Distance-Vector）算法和鏈路狀態(tài)（Link-State）算法。
距離向量算法（DV）是指根據(jù)距離和方向來(lái)決定目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)或目標(biāo)主機(jī)位置的路由算法。所謂距離，也就是數(shù)據(jù)包在轉(zhuǎn)發(fā)途中經(jīng)過(guò)路由器的數(shù)量，通常盡量選擇距離最短的路徑。
鏈路狀態(tài)算法（LS）是路由器在了解網(wǎng)絡(luò)整體連接狀態(tài)的基礎(chǔ)上生成路由表的路由算法。在鏈路狀態(tài)算法中，每個(gè)路由器必須保持與當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)一致的信息才能進(jìn)行正確的路由選擇。
RIP 和 RIPv2協(xié)議RIP(Routing Information Protocol)協(xié)議是一種基于距離向量算法的路由協(xié)議，廣泛用于局域網(wǎng)。在RIP中，距離（Metrics）的單位為“跳數(shù)”，也就是所經(jīng)過(guò)的路由器的個(gè)數(shù)。RIP希望盡可能少地通過(guò)路由器，實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)IP地址。
RIP中的節(jié)點(diǎn)需要定期將自己知道的路由控制信息向全網(wǎng)廣播，30秒廣播一次。收到其他節(jié)點(diǎn)的路由信息以后，就可以更新自己的路由表，并且推算出與目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)之間的距離。
RIP路由更新
如果一定時(shí)間內(nèi)無(wú)法收到相鄰節(jié)點(diǎn)的路由控制信息，與該節(jié)點(diǎn)的連接就會(huì)被斷開(kāi)。由于收不到路由信息可能是由于丟包導(dǎo)致的，因此RIP規(guī)定等待5次，如果到了第6次（180秒）仍未收到路由信息，才會(huì)真正關(guān)閉連接。
RIPv2是在RIP基礎(chǔ)上進(jìn)行改良而來(lái)的協(xié)議，增加了組播更新、支持變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼（VLSM）等一些新的特性。
OSPF協(xié)議OSPF（Open Shortest Path First）協(xié)議是一種基于鏈路狀態(tài)算法的路由協(xié)議，即使網(wǎng)絡(luò)中有環(huán)路，也能夠進(jìn)行穩(wěn)定的路由控制。在OSPF協(xié)議中，路由器之間交換鏈路狀態(tài)生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，然后再根?jù)這個(gè)拓?fù)湫畔⑸陕酚煽刂票怼?/p>
OSPF的路由計(jì)算過(guò)程
OSPF的路由計(jì)算過(guò)程：
Step 1：路由器之間發(fā)現(xiàn)并建立鄰居關(guān)系。Step 2：每臺(tái)路由器產(chǎn)生并向鄰居發(fā)送（泛洪）鏈路狀態(tài)信息，同時(shí)收集來(lái)自其他路由器鏈路狀態(tài)信息，完成LSDB（Link State Database）的同步。Step 3：每臺(tái)路由器基于LSDB通過(guò)SPF算法，計(jì)算得到一棵以自己為根的SPT（Shortest Path Tree），再以SPT為基礎(chǔ)計(jì)算去往各目的網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)路由，并形成路由表。OSPF協(xié)議給每條鏈路賦予一個(gè)權(quán)重，或者說(shuō)是代價(jià)（cost）。一個(gè)鏈路的代價(jià)通常是由這個(gè)鏈路對(duì)應(yīng)的輸出網(wǎng)卡來(lái)決定的，即參考帶寬與實(shí)際帶寬的比值，默認(rèn)參考帶寬為100M。也就是說(shuō)，網(wǎng)卡的實(shí)際帶寬越大，鏈路代價(jià)越小。
OSPF協(xié)議始終選擇一條累積代價(jià)最小的路徑作為最終路由，也就是說(shuō)OSPF不僅考慮了“跳數(shù)”，而且還考慮了“帶寬”，來(lái)選擇最優(yōu)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑。。
BGP協(xié)議邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP（Border Gateway Protocol），是連接不同自治系統(tǒng)的路由協(xié)議，屬于外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，主要用于ISP之間相互連接的部分。由BGP、RIP和OSPF這三個(gè)協(xié)議就可以共同實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的路由控制。
BGP協(xié)議連接使用不同內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議的自治系統(tǒng)
BGP 協(xié)議是一種路徑向量協(xié)議，其主要功能是和其他自治系統(tǒng)的邊界路由器（BGP發(fā)言人）交換網(wǎng)絡(luò)可達(dá)信息，利用這些信息可以構(gòu)造 AS 互聯(lián)的拓?fù)鋱D并由此清除路由環(huán)路，同時(shí)在 AS 級(jí)別上實(shí)施路由策略。
BGP發(fā)言人負(fù)責(zé)交換信息，一般是AS邊界路由器
MPLS隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的路由設(shè)備在轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)包的過(guò)程中除了使用路由技術(shù)外，還在使用標(biāo)記交換技術(shù)。標(biāo)記交換技術(shù)中最具代表的就是多協(xié)議標(biāo)記交換MPLS（Multi Protocol Label Switching）協(xié)議。
MPLS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
MPLS協(xié)議中，邊緣路由器先對(duì)每個(gè)IP包都設(shè)定一個(gè)標(biāo)記值，然后核心路由器再根據(jù)這個(gè)標(biāo)記進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。由于MPLS協(xié)議使用固定長(zhǎng)度的標(biāo)記信息，使得標(biāo)記處理更加簡(jiǎn)單，可以通過(guò)高速的硬件實(shí)現(xiàn)包轉(zhuǎn)發(fā)。
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