网络层:路由选择协议(算法)—路由表

关系:路由选择算法(协议):决定了插入转发表里面的值,决定了转发表的表项

结构类型:动态/静态路由——内外网关协议(BGP)——距离向量(RIP)/链路状态(OSPF)路由协议

静态,动态路由算法
静态路由算法:简单和开销较小,但不能及时适应网络状态的变化,由网络管理员设置
动态路由算法:动态路由选择算法也叫做自适应路由选择算法,其特点是能够较好的适应网络状态的变化,但实现起来较为复杂,开销也比较大。 以下讨论的皆为动态路由算法

两种路由算法对应两种路由表
(1)静态路由表
静态路由表是由人工方式建立的,网络管理员将每一个目的地址的路径输入到路由表中。网络结构发生变化时,路由表无法自动更新。静态路由表的更新工作必须由网络管理员手动修改。因此,静态路由表一般只用在小型的、结构不会经常发生改变的局域网系统中,或者是故障查找的实验网络中。
(2)动态路由表
大型互联网络通常采用动态路由表。在网络系统运行时,系统将会自动运行动态路由选择协议,建立路由表。当互联网结构发生变化时,例如当某个路由器出现故障时或者某条链路中断时,动态路由选择协议就会自动更新所有路由器中的路由表。不同规模的网络需要选择不同规模的动态路由选择协议

自治系统(AS, Autonomous System): 即网络(公网)
一个自治系统内的所有网络都属于一个行政单位,例如,一所大学、一个公司,政府的一个部门等。一个自治系统最重要的特点是它有权选择在本系统内部采用何种路由选择协议(RIP/OSPF)。路由体系(routing architecture)涉及如何对互联网络的路由器进行区域划分、管理和控制,路由体系决定了互联网络的运行效率。

同一AS内的路由器应用相同的路由选择协议(RIP/OSFP)
网关路由器(gateway router):处于AS边缘,通过物理链路直接与另一个AS的网关路由器相连,交换两个系统的路由信息。在这里插入图片描述
自治系统内部路由选择算法
1.距离向量(DV, distance-victor)路由协议RIP(Routing Information Protocol,路由信息协议):仅与自己的邻居节点交谈,但给邻居路由提供自己到网络中其他节点(自己所知的)的最低开销(距离向量),是和邻居节点分享自己的全部:整个路由表。
2.链路状态(LS, link state)路由算法OSPF (Open Shortest Path First开放式最短路径优先):与同网关内所有节点进行通信,但仅提供与自己直接相连链路(邻居节点)的开销,是把自己到邻居的链路状态分组广播给同网关内所有节点

两个选择协议的一些补充:两个路由算法都是用来确定最短路径(最低流量开销)的
链路状态路由选择协议又称为最短路径优先协议,它基于Edsger Dijkstra的最短路径优先(SPF)算法,链路状态协议从网络或者网络的限定区域内的所有其他路由器处收集信息,最终每个链路状态路由器上都有一个相同的有关网络的信息。并且每台路由器都可以独立的计算各自的最优路径。

R I P使用B e l l m a n - F o r d算法确定最短路径,为小型网络环境设计的,在大型网络环境下,收敛速度慢,使用定期更新会导致收敛速度减慢,导致不一致的路由表无法及时得到更新。每隔30秒,距离向量路由协议就要向相邻站点发送整个路由选择表,使相邻站点的路由选择表得到更新。其使用“跳数”(即metric)来衡量到达目标地址的路由距离。这种协议的路由器只关心自己周围的世界,只与自己相邻的路由器交换信息,范围限制在15跳(15度)之内,再远,它就不关心了

自治系统间路由选择协议
边界网关路由算法(BGP, broder gateway protocol)路由选择协议:实现不同AS间的路由选择。 对于位于相同AS中的目的地而言,路由器中的转发表表项由AS内部路由选择协议确定。 对于位于该AS外部的目的地而言,转发表由AS内选择协议和AS间选择协议共同确定(RIP+BGP/OSPF+BGP)

路由器根据AS间,AS内路由选择算法得路由表,从而实现将数据转发给目的网络的完整过程
在这里插入图片描述
要转到X子网,通过I接口进行转发: 通过内部网关路由选择协议计算出 1d通过I接口转发给网关路由器1c花费最少(路径最短,跳步最少)

如果既能通过AS3,AS2都能到达X网,则利用AS间路由协议计算,发给最近的
网关路由器(热土豆路由器)

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路由表项
目的地址(destination mask pre costdestination):用来标识IP包的目的地址或者目的网络。
网络掩码(mask),与目的地址一起标识目的主机或者路由器所在的网段的地址。
标识路由加入IP路由表的优先级(pre)。可能到达一个目的地有多条路由,但是优先级的存在让他们先选择优先级高的路由进行利用。
路由开销(cost)当到达一个目的地的多个路由优先级相同时,路由开销最小的将成为最优路由。
输出接口(interface):说明IP包将从该路由器哪个接口转发。
下一跳IP地址(nexthop):说明IP包所经过的下一个路由器IP地址。
在这里插入图片描述

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