Internet协议

Internet采用层次路由

AS内部协议也称位内部网络协议IGP

最常见的AS内部路由协议：

• 路由信息协议：RIP(Routing Information Protocol)
• 开放最短路径优先：OSPF(Open Shortest Path First)
• 内部网关路由协议：IGRP(Interior Gateway Routing Protocol)（-Cisco私有协议）

RIP

早于1982年随BSD-UNIX操作系统发布
距离向量路由算法

• 距离度量：跳步数 (max = 15 hops)(无穷计数问题), 每条链路1个跳步
• 每隔30秒，邻居之间交换一次DV，成为通告(advertisement)
• 每次通告：最多25个目的子网(IP地址形式)

如果180秒没有收到通告→邻居/链路失效
1.经过该邻居的路由不可用：重新计算路由
2.向邻居发送新的通告
3.邻居再依次向外发送通告（如果转发表改变）
4.链路失效信息能否快速传播到全网？
5.可能发生无穷计数问题
6.毒性逆转技术用于预防乒乓(ping-pong)环路(另外：无穷大距离 = 16 hops)

RIP路由表是利用一个称作route-d (daemon)的应用层进程进行管理

• 应用进程实现
• 通告报文周期性地通过UDP数据报发送

OSPF

“开放”: 公众可用
采用链路状态路由算法

• LS分组扩散（通告）
• 每个路由器构造完整的网络(AS)拓扑图
• 利用Dijkstra算法计算路由

OSPF通告中每个入口对应一个邻居
OSPF通告在整个AS范围泛洪OSPF报文直接封装到IP数据报中
与OSPF极其相似的一个路由协议:IS-IS路由协议

优点：

• 安全(security): 所有OSPF报文可以被认证(预防恶意入侵)
• 允许使用多条相同费用的路径 (RIP只能选一条)
• 对于每条链路，可以针对不同的TOS（服务类型）设置多个不同的费用度量 (e.g., 卫星链路可以针对“尽力”(best effort) ToS设置“低”费用；针对实时ToS设置“高”费用)
• 集成单播路由与多播路由: 多播OSPF协议(MOSPF) 与OSPF利用相同的
  网络拓扑数据

• OSPF支持对大规模AS分层(hierarchical)（对AS进一步分层）

  
  分层的OSPF

AS间路由协议BGP

• 边界网关协议BGP (Border GatewayProtocol): 事实上的标准域间路由协议：将Internet “粘合”为一个整体的关键
• BGP为每个AS提供了一种手段:
  eBGP: 从邻居AS获取子网可达性信息.
  iBGP: 向所有AS内部路由器传播子网可达性信息.
  基于可达性信息与策略，确定到达其他网络的 “好”路径.
• 容许子网向Internet其余部分通告它的存在：“我在这儿！”

BGP基础

BGP会话(session): 两个BGP路由器 (“Peers”)交换BGP报文:

• 通告去往不同目的前缀（prefix）的 路径(“路径向量(path vector)”协议)
• 报文交换基于半永久的TCP连接

BGP报文:

• OPEN: 与peer建立TCP连接，并认证发送方
• UPDATE: 通告新路径 (或撤销原路径)
• KEEPALIVE: 在无UPDATE时，保活连接；也用于对OPEN请求的确认
• NOTIFICATION: 报告先前报文的差错；也被用于关闭连接

当AS3通告一个前缀给AS1时:

• AS3承诺可以将数据报转发给该子网

• AS3在通告中会聚合网络前缀

  
  

在3a与1c之间, AS3利用eBGP会话向AS1发送前缀可达性信息.

• 1c则可以利用iBGP向AS1内的所有路由器分发新的前缀可达性信息
• 1b可以（也可能不）进一步通过1b-到-2a的eBGP会话，向AS2通告新的可达性信息

当路由器获得新的前缀可达性时，即在其转发表中增加关于该前缀的入口（路由项）.

通告的前缀信息包括BGP属性

• 前缀+属性= “路由”

两个重要属性:

• AS-PATH(AS路径): 包含前缀通告所经过的AS序列: e.g., AS 67,AS 17

• NEXT-HOP(下一跳): 开始一个AS-PATH的路由器接口（IP），指向下一跳AS.可能从当前AS到下一跳AS存在多条链路

  
  

BGP路由选择

网关路由器收到路由通告后，利用其输入策略(import policy)决策接受/拒绝该路由：
e.g., 从不将流量路由到AS x
基于策略(policy-based) 路由

路由器可能获知到达某目的AS的多条路由，基于以下准则选择：

1. 本地偏好(preference)值属性: 策略决策(policydecision)
2. 最短AS-PATH（自治系统数短）
3. 最近NEXT-HOP路由器: 热土豆路由(hot potatorouting)
4. 附加准则

为什么采用不同的AS内与AS间路由协议?
策略(policy):
inter-AS: 期望能够管理控制流量如何被路由，谁路由经过其网络等.
intra-AS: 单一管理，无需策略决策

规模(scale):
层次路由节省路由表大小，减少路由更新流量
适应大规模互联网

性能(performance):
intra-AS: 侧重性能
inter-AS: 策略主导