第4章 路由設計基礎

　　分組轉(zhuǎn)發(fā)是指在互聯(lián)網(wǎng)絡中路由器轉(zhuǎn)發(fā)IP分組的物理傳輸過程與數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)機制。在網(wǎng)絡中，一臺主機通常是與一臺路由器相連接，這臺路由器就是該主機的默認路由器，又稱為第一跳路由器或缺省路由器。

　　分組轉(zhuǎn)發(fā)分為直接轉(zhuǎn)發(fā)和間接轉(zhuǎn)發(fā)兩類。當分組的源主機和目的主機在同一個網(wǎng)絡，或者是當目的路由器向目的主機傳送時，分組將直接轉(zhuǎn)發(fā)。如果目的主機與源主機不在同一個網(wǎng)絡上，分組就要間接轉(zhuǎn)發(fā)。

　　1、跳數(shù)：是指一個分組從源結(jié)點到達目的結(jié)點經(jīng)過的路由器的個數(shù)。一般來說，跳數(shù)越少的路徑越好。

　　2、帶寬：指鏈路的傳輸速率。

　　3、延時：指一個分組從源結(jié)點到達目的結(jié)點所花費的時間。

　　4、負載：指單位時間內(nèi)通過路由器或線路的通信量。

　　5、可靠性：指傳輸過程中的誤碼率。

　　6、開銷：指傳輸過程中的耗費，耗費通常與所使用的鏈路帶寬相關。

　　三、一個理想的路由選擇算法應具有的特點：

　　1、算法必須是正確、穩(wěn)定和公平的。

　　2、算法應盡量簡單。

　　3、算法必須能夠適應網(wǎng)絡拓撲和通信量的變化。當網(wǎng)絡的通信量發(fā)生變化時，算法應能自動改變路由，以均衡各鏈路的負載。這種自適應性表現(xiàn)出路由選擇算法的“穩(wěn)健性”.

　　4、算法應該是最佳的。算法的“最佳”是指以低的開銷轉(zhuǎn)發(fā)分組。

　　四、路由選擇算法的分類

　　在INTERNET中，路由器采用表驅(qū)動的路由選擇算法。路由表存儲了可能的目地地址與如何到達目的地址的信息。

　　動態(tài)路由選擇算法也稱為自適應路由選擇算法，其特點是能較好地適應網(wǎng)絡狀態(tài)的變化，但實現(xiàn)起來較為復雜，開銷也比較大。路由表可以分為靜態(tài)路由表和動態(tài)路由表：

　　1、靜態(tài)路由表：是由人工方式建立的，網(wǎng)絡管理人員將每一個目的地址的路徑輸入到路由表中。網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，路由表無法自動地更新。

　　2、動態(tài)路由表：大型互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡通常采用動態(tài)路由表。在網(wǎng)絡系統(tǒng)運行時，系統(tǒng)將自動運行動態(tài)路由選擇協(xié)議，建立路由表。

　　一個自治系統(tǒng)最重要的特點就是它有權決定在本系統(tǒng)內(nèi)應采用何種路由選擇協(xié)議。自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由選擇稱為域內(nèi)路由選擇，自治系統(tǒng)之間的路由選擇稱為域間路由選擇。作為一個自治系統(tǒng)，其核心是路由尋址的“自治”.

　　INTERNET將路由選擇協(xié)議分為兩大類：內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議IGP和外部網(wǎng)關協(xié)議EGP。

　　內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議是在一個自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)議，這與INTERNET中其他自治系統(tǒng)選用什么路由選擇協(xié)議無關。目前內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議主要有：路由信息協(xié)議RIP和開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF.外部網(wǎng)關協(xié)議主要是邊界網(wǎng)關協(xié)議BGP.路由選擇算法和路由選擇協(xié)議在概念上是不同的。網(wǎng)絡上的主機、路由器通過路由選擇算法去形成路由表，以確定發(fā)送分組的傳輸路徑。而路由選擇協(xié)議是路由器用來完成路由表建立和路由信息更新的通信協(xié)議。

　　路由信息協(xié)議是內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議中使用最廣泛的一種協(xié)議，它是一種分布式、基于距離向量的路由選擇協(xié)議，其特點是協(xié)議簡單。路由信息協(xié)議是用于TCP/IP系統(tǒng)和其他網(wǎng)絡環(huán)境的距離矢量路由選擇協(xié)議。路由信息協(xié)議RIP適用于相對較小的自治系統(tǒng)，它們的直徑“跳數(shù)”一般小于15.因為每一個自治系統(tǒng)里的路由器都要與同一系統(tǒng)里的其他路由器交換路由表信息，當內(nèi)部路由器的數(shù)目增加時，網(wǎng)絡的RIP信息交換量會大幅度地增加。

　　最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF的主要特點：

　　1、使用分布式鏈路狀態(tài)協(xié)議，而RIP使用距離向量協(xié)議。

　　2、OSPF協(xié)議要求路由器發(fā)送的信息是本路由器與哪些路由器相鄰，以及鏈路狀態(tài)的度量。鏈路狀態(tài)度量主要是指費用、距離、延時、帶寬等。

　　3、OSPF協(xié)議要求當鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時用洪泛法向所有路由器發(fā)送此信息，而RIP僅向自己相鄰的幾個路由器交換路由信息。

　　4、OSPF協(xié)議讓所有的路由器最終能建立一個鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，即拓撲結(jié)構(gòu)圖。

　　5、OSPF將一個自治系統(tǒng)再劃分為若干個更小的范圍，叫做區(qū)域。