路由选择算法和协议

一. 一些概念

• 默认路由器：多数主机先接入一个局域网，局域网再通过一台路由器接入Internet。这台路由器就是默认路由器。
• 源路由器和目的路由器：发送主机的默认路由器称为源路由器，目的主机连接的路由器称为目的路由器。
• 分组交付分为 直接交付和间接交付：
  ①直接交付：分组的目的地址和源地址是否属于同一网络，是的话路由器判断到会直接交付。
  ②间接交付：目的主机和源主机不在同一网络，间接交付。

• 分组交付的路径由路由选择算法决定。由路由选择算法来生成路由表。
• 路由选择算法主要参数：跳数、带宽、延时、负载、可靠性、开销。
• 从算法对网络拓扑和通信量变化的自适应能力角度，可分为：静态路由选择算法、动态路由选择算法。

• 路由器的路由表项数量越少，路由选择查询的时间就越短。
• 路由汇聚：
  路由汇聚的“含义”是把一组路由汇聚为一个单个的路由。路由汇聚的最终结果和最明显的好处是缩小网络上的路由表的尺寸。这样将减少与每一个路由跳有关的延迟，因为由于减少了路由登录项数量，查询路由表的平均时间将加快。路由汇聚的“用意”是当我们采用了一种体系化编址规划后的一种用一个IP地址代表一组IP地址的集合的方法。

• 路由选择算法和路由选择协议是有区别的。
  路由选择算法的目标：生产路由表
  路由选择协议的目标：实现路由表中路由信息的动态更新
• Internet将路由选择协议分为两大类：内部网关协议IGP、外部网关协议EGP。
• 目前内部网关协议主要有：路由信息协议（RIP）、开放最短路径优先（OSPF）协议。

二. 路由信息协议RIP

• 路由信息协议RIP是基于向量-距离路由选择算法的内部路由协议。
• 向量-距离路由选择算法：路由器周期性地通知相邻路由，告知主机可以到达的网络，以及到达该网络跳数。
• 路由器发送的路由刷新报文包含一个（V，D）表：
  V：代表矢量，表示该路由器可以到达的目的网络或主机
  D：代表距离，即该路由器到达目的网络、主机的距离（跳数）
• 向量-距离路由选择算法工作原理：
  ①刚启动时候，会初始化（V,D）表。初始化的表只有直接相邻的路由。
  ②然后会开始更新：路由表会周期性地向周围广播自己的（V,D）表。收到表的路由器R：
  a.如果R没该记录，则会在自己的表中增加，并把相应跳数+1
  b.如R的路由表有这项记录，但比收到的跳数-1还要大，那么R会更新到更小的跳数

• 路由信息协议RIP在向量-距离路由选择算法的基础上，规定了自治系统内部路由器之间信息交换格式、错误处理的相关规定，同时设置了周期更新定时器、延迟定时器、超时定时器、清除定时器。

三. 最短路径优先协议OSPF

• OSPF：Open Shortest Path First，Open代表是一种通用技术、不是某个厂商专有技术。
• 最短路径优先协议的路由算法是基于Dijkstra提出的SPF算法。
• OSPF使用的是链路状态协议；RIP使用的是向量-距离路由选择协议。
• OSPF要求：
  ①每个路由器周期性发送链路状态信息，使区域内所有路由器最终都能形成一个跟踪网络链路状态的链路状态数据库。
  ②根据这个数据库，每个路由器可以以自己为根，建立一个最短路径优先树。
  ③链路状态发生变化时，使用洪泛法，即向所有的路由发送该信息。