我们一起学网络(七）——网络层（路由选择协议）

前面涉及到那么多路由转发分组的内容，现在终于到了正题，

路由选择协议~~~~~

路由选择协议的核心是路由算法~，路由选择算法可分为【静态路由选择策略】和【动态路由选择策略】，静态路由选择也叫【非自适应路由选择】，动态路由选择也叫【自适应路由选择】，从名字就可以看出来，动态路由选择比较复杂，但是能较好的适应各种网络情况。

因特网采用的路由选择协议主要是自适应的~

为了方便网络的管理，因特网中具有各种各样的网络（前面提到过，IP协议就是为了解决这个问题），这些各自的网络又叫自治系统（AS）。

所以，现在路由器要解决这样一个问题，因特网存在很多种的AS，AS内部要能进行通信，AS之间还要互相能够通行，所以，因特网把路由选择协议分为了两大类：

（1）内部网关协议IGP

（2）外部网关协议EGP      

自治系统之间的路由选择也叫【域间路由选择】，自治系统内部的路由选择也叫【域内路由选择】

内部网关协议现主要分为两种：（1）RIP和OSPF

外部网关协议主要有一种，即边界网关协议BGP

 

【内部网关协议RIP】

RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，RIP最大的有点是简答，但是它只适用于小型互联网。

RIP有三个特点：

（1）仅和相邻路由器交换信息

（2）路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表

（3）按固定的时间间隔交换路由信息，大约30s一次，当网络拓扑结构发生变化，也及时向相邻路由器报告

当然，RIP有一个缺点，RIP允许一条路径只能包含15个路由器，距离为16时，就把数据报丢弃。网络出现故障时，要经过较长时间才能将此信息传送到所有路由，一般要反复进行到16此~

 

下面来看看RIP协议具体是怎样工作的~

对每个相邻路由发过来的RIP报文，进行如下步骤：

（1）假设发来RIP报文的路由地址为X（我暂时成这个RIP报文为R），本路由接收到此报文，先把报文里的所有项目的下一跳地址都改为X，并把所有的距离都+1

（2）开始对报文R中的每个项目进行操作

for(int i = 0; i < RIP.size(); i++){
if(RIP.get(i).isEmpty()){
//如果报文R中的网络N在本路由中不存在，就直接把此条项目加入路由表
}else{
if（本路由的路由表中该项目的下一 跳为X）{
就用报文R替换原路由表中的项目
}else{
比较原路由表和报文R的项目谁的距离更小，把小的留下~
}
}
}

 

我就默认大家能看懂上面这段奇葩的代码~~~

 

【内部网关协议OSPF】

开发最短路径优先OSPF,同样是内部网关协议，这个协议可以用于较大型的互联网。OSPF最主要的特征就是分布式的【链路状态协议】

OSPF的三个要点：

（1）想自治系统的路由发送信息时，使用洪泛法。即路由器所有输出端口向相邻路由器发送信息，每一个相邻路由又将此信息发往其所相邻的路由（但是不回发）

（2）发送的信息是与本路由相邻的所有路由器的链路状态。链路状态即说明本路由与哪些路由相邻

（3）只有当链路状态发生变化，路由器才向所有路由器用洪泛法发送信息

OSPF使得所有路由器最后都能建立 【链路状态数据库】，这个数据库实际就是 全网的拓扑结构图~，有了这个结构图，每个路由就都能知道全网的路由信息，比如有多少个路由，哪些路由是相连的之类~，然后就可以根据这些数据，构造自己的路由表~

这个就是OSPF的具体实现~

前面说过RIP只能作用于小型网络，OSPF可以作用于大型网络。

这是因为OSPF采用了【层次结构的区域划分】，即将一个大的自治系统再划分成更小的范围，叫做区域。每个区域都有自己的32位标识符。

上层区域叫做【主干区域】，主干区域的标识符规定为0,0,0,0  主干区域是用来连通下层的区域~。

然后再这个系统里面还有个东西叫做【区域边界路由】，作用是进行区域之间的信息交换~

类似的，再主干区域中也有一个东西叫做【自治系统的边界路由】，用于本自治系统和其他自治系统交换路由信息！

【外部网关协议BGP】

现在使用的BGP协议大都是BGP-4，也叫边界网关协议

BGP的作用是自治系统之间的路由选择~

由于国家，政治，网络安全之类的关系，BGP协议比想象的要复杂的多~

由于各种因素的影响，BGP并非要寻找一条最佳的路由，而是寻找一条能够到达目的网络并且比较好的路由~

BGP采用的是路径向量路由选择协议~