ch07網絡層互連-4.4~4.5

1、7.4 因特網控制報文協(xié)議 ICMP,為了提高 IP 數(shù)據(jù)報交付成功的機會，在網際層使用了因特網控制報文協(xié)議 ICMP (Internet Control Message Protocol)。ICMP 允許主機或路由器報告差錯情況和提供有關異常情況的報告。ICMP 不是高層協(xié)議，而是 IP 層的協(xié)議。ICMP 報文作為 IP 層數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)，加上數(shù)據(jù)報的首部，組成 IP 數(shù)據(jù)報發(fā)送出去。,,ICMP 報文的格式,,,,首 部

2、,ICMP 報文,0,,數(shù) 據(jù) 部 分,,,,,,,檢驗和,類型,代碼,（這 4 個字節(jié)取決于 ICMP 報文的類型）,8,16,,31,IP 數(shù)據(jù)報,,前 4 個字節(jié)都是一樣的,ICMP 的數(shù)據(jù)部分（長度取決于類型）,,ICMP 報文,ICMP 報文的種類有兩種：ICMP 差錯報告報文ICMP 詢問報文。 ICMP 報文的前 4 個字節(jié)是統(tǒng)一的格式，共有三個字段：類型、代碼和檢驗和。接著的 4 個字節(jié)的內容與 ICMP

3、 的類型有關。,ICMP報文分類碼,ICMP 差錯報告報文種類,作廢的信息請求與回答報文 地址掩碼請求與回答報文 路由器請求與通告報文代碼字段：進一步區(qū)分類型如：,,,目的不可達圖示,1 終點不可達,,ICMP 差錯報告報文的數(shù)據(jù)字段的內容,,,,首部,,,IP 數(shù)據(jù)報,,,ICMP 的前 8 字節(jié),,裝入 ICMP 報文的 IP 數(shù)據(jù)報,,IP 數(shù)據(jù)報首部,,ICMP 差錯報告報文,8字節(jié),,收到的 IP 數(shù)據(jù)報,,,

4、IP 數(shù)據(jù)報首部,8字節(jié),,,ICMP 差錯報告報文,IP 數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)字段,,,,,,ICMP差錯報文的主要特點,ICMP差錯報告是伴隨著拋棄出錯IP數(shù)據(jù)報而產生的----產生時機ICMP差錯報告數(shù)據(jù)中除包含故障IP數(shù)據(jù)報報頭外，還包含故障IP數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)區(qū)的前64bit數(shù)據(jù)（TCP/IP協(xié)議規(guī)定）----報告內容ICMP差錯報告作為一般數(shù)據(jù)傳輸，不享受特別優(yōu)先權和可靠性----傳輸特點,不應發(fā)送 ICMP 差錯報告報文的幾種

5、情況——例外,對 ICMP 差錯報告報文不再發(fā)送 ICMP 差錯報告報文。對第一個分片的數(shù)據(jù)報片的所有后續(xù)數(shù)據(jù)報片都不發(fā)送 ICMP 差錯報告報文。對具有多播地址的數(shù)據(jù)報都不發(fā)送 ICMP 差錯報告報文。對具有特殊地址（如127.0.0.0或0.0.0.0）的數(shù)據(jù)報不發(fā)送 ICMP 差錯報告報文。,課件制作人：謝希仁,ICMP 詢問報文有兩種,回送請求和回答報文時間戳請求和回答報文下面的幾種 ICMP 報文不再使用信息請求與

6、回答報文掩碼地址請求和回答報文路由器詢問和通告報文,課件制作人：謝希仁,4.4.2 ICMP的應用舉例PING (Packet InterNet Groper),PING 用來測試兩個主機之間的連通性。PING 使用了 ICMP 回送請求與回送回答報文。PING 是應用層直接使用網絡層 ICMP 的例子，它沒有通過運輸層的 TCP 或UDP。,課件制作人：謝希仁,PING 的應用舉例,課件制作人：謝希仁,Traceroute

7、 的應用舉例,,7.5 因特網的路由選擇協(xié)議7.5.1 有關路由選擇協(xié)議的幾個基本概念,1. 理想的路由算法算法必須是正確的和完整的。 算法在計算上應簡單。 算法應能適應通信量和網絡拓撲的變化，這就是說，要有自適應性。 算法應具有穩(wěn)定性。 算法應是公平的。 算法應是最佳的。,代價,在研究路由選擇時，需要給每一條鏈路指明一定的代價(cost)。這里“代價”并不是指“錢”，而是由一個或幾個因素綜合決定的一種度量(metr

8、ic)，如鏈路長度、數(shù)據(jù)率、鏈路容量、是否要保密、傳播時延等，甚至還可以是一天中某一個小時內的通信量、結點的緩存被占用的程度、鏈路差錯率等。,最佳路由,不存在一種絕對的最佳路由算法。所謂“最佳”只能是相對于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。實際的路由選擇算法，應盡可能接近于理想的算法。 路由選擇是個非常復雜的問題它是網絡中的所有結點共同協(xié)調工作的結果。路由選擇的環(huán)境往往是不斷變化的，而這種變化有時無法事先知道。,從路由

9、算法 的自適應性考慮,靜態(tài)路由選擇策略——即非自適應路由選擇，其特點是簡單和開銷較小，但不能及時適應網絡狀態(tài)的變化。 動態(tài)路由選擇策略——即自適應路由選擇，其特點是能較好地適應網絡狀態(tài)的變化，但實現(xiàn)起來較為復雜，開銷也比較大。,2. 分層次的路由選擇協(xié)議,因特網采用分層次的路由選擇協(xié)議。因特網的規(guī)模非常大。如果讓所有的路由器知道所有的網絡應怎樣到達，則這種路由表將非常大，處理起來也太花時間。而所有這些路由器之間交換路由信息所需的帶

10、寬就會使因特網的通信鏈路飽和。許多單位不愿意外界了解自己單位網絡的布局細節(jié)和本部門所采用的路由選擇協(xié)議（這屬于本部門內部的事情），但同時還希望連接到因特網上。,自治系統(tǒng)(autonomous system),,因特網將整個互聯(lián)網劃分為許多較小的自治系統(tǒng) AS。一個自治系統(tǒng)是一個互聯(lián)網，其最重要的特點就是自治系統(tǒng)有權自主地決定在本系統(tǒng)內應采用何種路由選擇協(xié)議。 一個自治系統(tǒng)內的所有網絡都屬于一個行政單位(例如，一個公司，一所大學，政

11、府的一個部門，等等)來管轄。 一個自治系統(tǒng)的所有路由器在本自治系統(tǒng)內都必須是連通的。,因特網有兩大類路由選擇協(xié)議,內部網關協(xié)議 IGP (Interior Gateway Protocol) 即在一個自治系統(tǒng)內部使用的路由選擇協(xié)議。目前這類路由選擇協(xié)議使用得最多。如 RIP 和 OSPF 協(xié)議。外部網關協(xié)議 EGP (External Gateway Protocol) 若源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng)中，當數(shù)據(jù)報傳到

12、一個自治系統(tǒng)的邊界時，就需要使用一種協(xié)議將路由選擇信息傳遞到另一個自治系統(tǒng)中。這樣的協(xié)議就是外部網關協(xié)議 EGP。在外部網關協(xié)議中目前使用最多的是 BGP-4。,,,,,,,,,,,,,,,R1,H1,H2,,,,內部網關協(xié)議IGP（例如，RIP）,,,,,,,,,,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,EGP,EGP,EGP,,內部網關協(xié)議IGP（例如，OSPF）,,

13、外部網關協(xié)議EGP（例如，BGP-4）,,IGP,,R3,R2,,,自治系統(tǒng)和內部網關協(xié)議、外部網關協(xié)議,這里要指出兩點,因特網的早期 RFC 文檔中未使用“路由器”而是使用“網關”這一名詞。但是在新的 RFC 文檔中又使用了“路由器”這一名詞。應當把這兩個屬于當作同義詞。IGP 和 EGP 是協(xié)議類別的名稱。但 RFC 在使用 EGP 這個名詞時出現(xiàn)了一點混亂，因為最早的一個外部網關協(xié)議的協(xié)議名字正好也是 EGP。因此在遇到名

14、詞 EGP 時，應弄清它是指舊的協(xié)議 EGP 還是指外部網關協(xié)議 EGP 這個類別。,課件制作人：謝希仁,因特網的路由選擇協(xié)議,內部網關協(xié)議 IGP：具體的協(xié)議有多種，如 RIP 和 OSPF 等。外部網關協(xié)議 EGP：目前使用的協(xié)議就是 BGP。,7.5.2 內部網關協(xié)議 RIP (Routing Information Protocol),1. 工作原理路由信息協(xié)議 RIP 是內部網關協(xié)議 IGP中最先得到廣泛使用的協(xié)議。

15、RIP 是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議。RIP 協(xié)議要求網絡中的每一個路由器都要維護從它自己到其他每一個目的網絡的距離記錄。,“距離”的定義,從一路由器到直接連接的網絡的距離定義為 1。從一個路由器到非直接連接的網絡的距離定義為所經過的路由器數(shù)加 1。RIP 協(xié)議中的“距離”也稱為“跳數(shù)”(hop count)，因為每經過一個路由器，跳數(shù)就加 1。,“距離”的定義,RIP 認為一個好的路由就是它通過的路由器的數(shù)目少，即“

16、距離短”。RIP 允許一條路徑最多只能包含 15 個路由器?！熬嚯x”的最大值為16 時即相當于不可達?？梢?RIP 只適用于小型互聯(lián)網。RIP 不能在兩個網絡之間同時使用多條路由。RIP 選擇一個具有最少路由器的路由（即最短路由），哪怕還存在另一條高速(低時延)但路由器較多的路由。,RIP 協(xié)議的三個要點,僅和相鄰路由器交換信息。 交換的信息是當前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。 按固定的時間間隔交換路由信息，例如，

17、每隔 30 秒。,路由表的建立,路由器在剛剛開始工作時，只知道到直接連接的網絡的距離（此距離定義為 1）。以后，每一個路由器也只和數(shù)目非常有限的相鄰路由器交換并更新路由信息。經過若干次更新后，所有的路由器最終都會知道到達本自治系統(tǒng)中任何一個網絡的最短距離和下一跳路由器的地址。RIP 協(xié)議的收斂(convergence)過程較快，即在自治系統(tǒng)中所有的結點都得到正確的路由選擇信息的過程。,向量-距離路由選擇算法示意圖,廣播,刷新,1,

18、1,2,1,1,1,1,2,3,R2初始路由表,,,2. 距離向量算法,收到相鄰路由器（其地址為 X）的一個 RIP 報文：(1) 先修改此 RIP 報文中的所有項目：將“下一跳”字段中的地址都改為 X，并將所有的“距離”字段的值加 1。(2) 對修改后的 RIP 報文中的每一個項目，重復以下步驟：若項目中的目的網絡不在路由表中，則將該項目加到路由表中。 否則 若下一跳字段給出的路由器地址是同樣的，則將收到的

19、項目替換原路由表中的項目。 否則 若收到項目中的距離小于路由表中的距離，則進行更新，否則，什么也不做。(3) 若 3 分鐘還沒有收到相鄰路由器的更新路由表，則將此相鄰路由器記為不可達的路由器，即將距離置為16（距離為16 表示不可達）。(4) 返回。,(1)Rj廣播的某表項Ri中沒有：Ri則增加相應表項，其“目的網絡”是Rj表項中的“目的網絡”，其“距離”為Rj表項中的距離加1，而“路徑

20、”則為Rj——增加路由(2)Rj去往某目的地的距離比Ri去往該目的地的距離減1還?。篟i修改本表項，其“目的網絡”不變，“距離”為Rj表項中的距離加1，“路徑”為Rj ——修改距離(3)Ri去往某目的地經過Rj，而Rj去往該目的地的路徑發(fā)生變化Rj目的地的距離發(fā)生變化：Ri中相應表項的“距離”則以Rj中的“距離”加1取代之——修改距離Rj不再包含去往某目的地的路徑：Ri中相應路徑則刪除——刪除路由,向量-距離算法設計思路,P14

21、9 【例4-5】,原R6路由器 R4廣播的路由表 Net2 3 R4 Net1 3 R1Net3 4 R5 Net2 4 R2…… Net

22、3 1 直接交付更新后R6路由器Net1 3+1=4 R4Net2 4+1=5 R4Net3 1+1=2 R4,向量-距離路由選擇算法更新路由表舉例,沒變化,修改,,增加,,,,,,,刪除,,,,1,1,,路由器之間交換信息,RIP協(xié)議讓互聯(lián)網中的所有路由器都和自己的相鄰路由器不斷交換路由信息，并不斷更新其路由表，使得從每一個路由器到每一個目的網絡

23、的路由都是最短的（即跳數(shù)最少）。雖然所有的路由器最終都擁有了整個自治系統(tǒng)的全局路由信息，但由于每一個路由器的位置不同，它們的路由表當然也應當是不同的。,RIP 協(xié)議的位置,RIP 協(xié)議使用運輸層的用戶數(shù)據(jù)報 UDP進行傳送（使用 UDP 的端口 520）。因此 RIP 協(xié)議的位置應當在應用層。但轉發(fā) IP 數(shù)據(jù)報的過程是在網絡層完成的。,RIP 協(xié)議的優(yōu)缺點,RIP 存在的一個問題是當網絡出現(xiàn)故障時，要經過比較長的時間才能將此信息傳

24、送到所有的路由器。 RIP 協(xié)議最大的優(yōu)點就是實現(xiàn)簡單，開銷較小。RIP 限制了網絡的規(guī)模，它能使用的最大距離為 15（16 表示不可達）。路由器之間交換的路由信息是路由器中的完整路由表，因而隨著網絡規(guī)模的擴大，開銷也就增加。,,R2,R1,正常情況,1 1 ?,1 2 R1,R1 說：“我到網 1 的距離是 1，是直接交付?！?“1”表示“從本路由器到網 1”,“1”表示“距離是 1”,“?”表示“直接交付”,,R

25、2,R1,正常情況,1 1 ?,1 2 R1,R2 說：“我到網 1 的距離是 2，是經過 R1?！?“1”表示“從本路由器到網 1”,“2”表示“距離是 2”,“R1”表示經過 R1,,R2,R1,正常情況,1 1 ?,1 2 R1,R1 說：“我到網 1 的距離是 16 （表示無法到達）， 是直接交付。”,但 R2 在收到 R1 的更新報文之前，還發(fā)送原來的報文，因為這時 R2

26、 并不知道 R1 出了故障。,,R2,R1,正常情況,1 1 ?,1 2 R1,R1 收到 R2 的更新報文后，誤認為可經過 R2 到達網1，于是更新自己的路由表，說：“我到網 1 的距離是 3，下一跳經過 R2”。然后將此更新信息發(fā)送給 R2。,,R2,R1,正常情況,1 1 ?,1 2 R1,R2 以后又更新自己的路由表為“1, 4, R1”，表明 “我到網 1 距離是 4，下一跳經過 R1”。,,R2,

27、R1,,R2,R1,網 1出了故障,正常情況,1 1 ?,…,1 16 ?,1 5 R2,1 2 R1,1 2 R1,…,這就是好消息傳播得快，而壞消息傳播得慢。網絡出故障的傳播時間往往需要較長的時間(例如數(shù)分鐘)。這是 RIP 的一個主要缺點。,這樣不斷更新下去，直到 R1 和 R2 到網 1 的距離都增大到 16 時，R1 和 R2 才知道網 1 是不可達的。,7.5.3 內部網關協(xié)議 OSPF (Op

28、en Shortest Path First),1. OSPF 協(xié)議的基本特點“開放”表明 OSPF 協(xié)議不是受某一家廠商控制，而是公開發(fā)表的?！白疃搪窂絻?yōu)先”是因為使用了 Dijkstra 提出的最短路徑算法 SPFOSPF 只是一個協(xié)議的名字，它并不表示其他的路由選擇協(xié)議不是“最短路徑優(yōu)先”。是分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議。,三個要點,向本自治系統(tǒng)中所有路由器發(fā)送信息，這里使用的方法是洪泛法。發(fā)送的信息就是與本路由器相鄰的所有路

29、由器的鏈路狀態(tài)，但這只是路由器所知道的部分信息?！版溌窢顟B(tài)”就是說明本路由器都和哪些路由器相鄰，以及該鏈路的“度量”(metric)。 只有當鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，路由器才用洪泛法向所有路由器發(fā)送此信息。,鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(link-state database),由于各路由器之間頻繁地交換鏈路狀態(tài)信息，因此所有的路由器最終都能建立一個鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。這個數(shù)據(jù)庫實際上就是全網的拓撲結構圖，它在全網范圍內是一致的（這稱為鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫

30、的同步）。OSPF 的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫能較快地進行更新，使各個路由器能及時更新其路由表。OSPF 的更新過程收斂得快是其重要優(yōu)點。,鏈路—狀態(tài)路由選擇算法舉例,,,OSPF 的區(qū)域(area),為了使 OSPF 能夠用于規(guī)模很大的網絡，OSPF 將一個自治系統(tǒng)再劃分為若干個更小的范圍，叫作區(qū)域。每一個區(qū)域都有一個 32 位的區(qū)域標識符（用點分十進制表示）。區(qū)域也不能太大，在一個區(qū)域內的路由器最好不超過 200 個。,OSPF 劃分為

31、兩種不同的區(qū)域,,,,區(qū)域 0.0.0.1,區(qū)域 0.0.0.3,主干區(qū)域 0.0.0.0,,至其他自治系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,R9,R7,R6,R5,R4,R3,R2,R1,網 8,網 6,網 3,網 2,網 1,網 7,,區(qū)域 0.0.0.2,,,網 4,,網 5,R8,劃分區(qū)域,劃分區(qū)域的好處就是將利用洪泛法交換鏈路狀態(tài)信息的范圍局限于每一個區(qū)域而不是整個的自治系統(tǒng)，這就減少了整個網絡上的通信量。在一個區(qū)域內部的路由器

32、只知道本區(qū)域的完整網絡拓撲，而不知道其他區(qū)域的網絡拓撲的情況。OSPF 使用層次結構的區(qū)域劃分。在上層的區(qū)域叫作主干區(qū)域(backbone area)。主干區(qū)域的標識符規(guī)定為 0.0.0.0。主干區(qū)域的作用是用來連通其他在下層的區(qū)域。,主干路由器,,,,區(qū)域 0.0.0.1,區(qū)域 0.0.0.3,主干區(qū)域 0.0.0.0,,至其他自治系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,R9,R7,R6,R5,R4,R3,R2,R1,網 8,網 6,網

33、3,網 2,網 1,網 7,,區(qū)域 0.0.0.2,,,網 4,,網 5,R8,區(qū)域邊界路由器,,,,區(qū)域 0.0.0.1,區(qū)域 0.0.0.3,主干區(qū)域 0.0.0.0,,至其他自治系統(tǒng),,,,,,,,,,,,,,,R9,R7,R6,R5,R4,R3,R2,R1,網 8,網 6,網 3,網 2,網 1,網 7,,區(qū)域 0.0.0.2,,,網 4,,網 5,R8,OSPF 直接用 IP 數(shù)據(jù)報傳送,OSPF 不用 UDP 而是直接用 I

34、P 數(shù)據(jù)報傳送，可見 OSPF 的位置在網絡層。OSPF 構成的數(shù)據(jù)報很短。這樣做可減少路由信息的通信量。數(shù)據(jù)報很短的另一好處是可以不必將長的數(shù)據(jù)報分片傳送。分片傳送的數(shù)據(jù)報只要丟失一個，就無法組裝成原來的數(shù)據(jù)報，而整個數(shù)據(jù)報就必須重傳。,OSPF 的其他特點,OSPF 對不同的鏈路可根據(jù) IP 分組的不同服務類型 TOS 而設置成不同的代價。因此，OSPF 對于不同類型的業(yè)務可計算出不同的路由。如果到同一個目的網絡有多條相同代價

35、的路徑，那么可以將通信量分配給這幾條路徑。這叫作多路徑間的負載平衡。所有在 OSPF 路由器之間交換的分組都具有鑒別的功能。支持可變長度的子網劃分和無分類編址 CIDR。每一個鏈路狀態(tài)都帶上一個 32 位的序號，序號越大狀態(tài)就越新。,2. OSPF 的五種分組類型,類型1，問候(Hello)分組。類型2，數(shù)據(jù)庫描述(Database Description)分組。類型3，鏈路狀態(tài)請求(Link State Request)分組

36、。類型4，鏈路狀態(tài)更新(Link State Update)分組， 用洪泛法對全網更新鏈路狀態(tài)。類型5，鏈路狀態(tài)確認(Link State Acknowledgment) 分組。,OSPF 使用的是可靠的洪泛法,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,t,更新報文,ACK報文,R,R,R,R,t1t2t3t4,

37、OSPF 的其他特點,OSPF 還規(guī)定每隔一段時間，如 30 分鐘，要刷新一次數(shù)據(jù)庫中的鏈路狀態(tài)。 由于一個路由器的鏈路狀態(tài)只涉及到與相鄰路由器的連通狀態(tài)，因而與整個互聯(lián)網的規(guī)模并無直接關系。因此當互聯(lián)網規(guī)模很大時，OSPF 協(xié)議要比距離向量協(xié)議 RIP 好得多。 OSPF 沒有“壞消息傳播得慢”的問題，據(jù)統(tǒng)計，其響應網絡變化的時間小于 100 ms。,指定的路由器(designated router),多點接入的局域網采用了指定

38、的路由器的方法，使廣播的信息量大大減少。指定的路由器代表該局域網上所有的鏈路向連接到該網絡上的各路由器發(fā)送狀態(tài)信息。,7.5.4 外部網關協(xié)議 BGP,BGP 是不同自治系統(tǒng)的路由器之間交換路由信息的協(xié)議。 BGP 的較新版本是 2006 年發(fā)表的 BGP-4 [RFC 4271-4278]（BGP 的第 4 個版本）。 可以將 BGP-4 簡寫為 BGP。,BGP 使用的環(huán)境卻不同,因特網的規(guī)模太大，使得自治系統(tǒng)之間路由選擇非

39、常困難。 對于自治系統(tǒng)之間的路由選擇，要尋找最佳路由是很不現(xiàn)實的。 自治系統(tǒng)之間的路由選擇必須考慮有關策略。因此，邊界網關協(xié)議 BGP 只能是力求尋找一條能夠到達目的網絡且比較好的路由（不能兜圈子），而并非要尋找一條最佳路由。,BGP 發(fā)言人,每一個自治系統(tǒng)的管理員要選擇至少一個路由器作為該自治系統(tǒng)的“BGP 發(fā)言人” 。一般說來，兩個 BGP 發(fā)言人都是通過一個共享網絡連接在一起的，而 BGP 發(fā)言人往往就是 BGP 邊界路由

40、器，但也可以不是 BGP 邊界路由器。,BGP 交換路由信息,一個 BGP 發(fā)言人與其他自治系統(tǒng)中的 BGP 發(fā)言人要交換路由信息，就要先建立 TCP 連接，然后在此連接上交換 BGP 報文以建立 BGP 會話(session)，利用 BGP 會話交換路由信息。使用 TCP 連接能提供可靠的服務，也簡化了路由選擇協(xié)議。使用 TCP 連接交換路由信息的兩個 BGP 發(fā)言人，彼此成為對方的鄰站或對等站。,BGP 發(fā)言人和自治系統(tǒng) AS

41、 的關系,,,,,,,,,,,,,,,BGP 發(fā)言人,BGP發(fā)言人,BGP 發(fā)言人,BGP 發(fā)言人,BGP發(fā)言人,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,AS1,AS3,AS2,AS5,AS4,,,,,,AS 的連通圖舉例,BGP 所交換的網絡可達性的信息就是要到達某個網絡所要經過的一系列 AS。當 BGP 發(fā)言人互相交換了網絡可達性的信息后，各 BGP 發(fā)言人就根據(jù)所采用的策略從收到的路由信息中找出到達各 AS 的較好路由。

42、,BGP 協(xié)議的特點,BGP 協(xié)議交換路由信息的結點數(shù)量級是自治系統(tǒng)數(shù)的量級，這要比這些自治系統(tǒng)中的網絡數(shù)少很多。每一個自治系統(tǒng)中 BGP 發(fā)言人（或邊界路由器）的數(shù)目是很少的。這樣就使得自治系統(tǒng)之間的路由選擇不致過分復雜。,BGP 協(xié)議的特點,BGP 支持 CIDR，因此 BGP 的路由表也就應當包括目的網絡前綴、下一跳路由器，以及到達該目的網絡所要經過的各個自治系統(tǒng)序列。在BGP 剛剛運行時，BGP 的鄰站是交換整個的 BGP

43、路由表。但以后只需要在發(fā)生變化時更新有變化的部分。這樣做對節(jié)省網絡帶寬和減少路由器的處理開銷方面都有好處。,BGP-4 共使用四種報文,(1) 打開(OPEN)報文，用來與相鄰的另一個BGP發(fā)言人建立關系。(2) 更新(UPDATE)報文，用來發(fā)送某一路由的信息，以及列出要撤消的多條路由。(3) 保活(KEEPALIVE)報文，用來確認打開報文和周期性地證實鄰站關系。(4) 通知(NOTIFICATION)報文，用來發(fā)送檢測到的差

44、錯。,7.1 網絡互連概述,7.1.1 路由器的作用和組成 當主機 A 向另一個主機 B 發(fā)送數(shù)據(jù)報時，先要檢查目的主機 B 是否與源主機 A 連接在同一個網絡上。如果是，則將數(shù)據(jù)報直接交付給目的主機 B 而不需要通過路由器。但如果目的主機與源主機 A 不是連接在同一個網絡上，則應將數(shù)據(jù)報發(fā)送給本網絡上的某個路由器，由該路由器按照轉發(fā)表指出的路由將數(shù)據(jù)報轉發(fā)給下一個路由器。這就叫作間接交付。,直接交付和間接交付,,,,,間接

45、交付,,,,,間接交付,間接交付,,A,B,C,直接交付,直接交付,直接交付不需要使用路由器但間接交付就必須使用路由器,典型的路由器的結構,,,,路由選擇,路由選擇處理機,,路由選擇協(xié)議,路由表,,3,,,,,輸入端口,,3,,,,,,,,,,,,,,,,交換結構,輸入端口,輸出端口,,,分組轉發(fā),,轉發(fā)表,分組處理,輸出端口,…,…,,,1,1,1,3,3,1,2,2,2,2,3——網絡層2——數(shù)據(jù)鏈路層1——物理層,“轉發(fā)

46、”和“路由選擇”的區(qū)別,“轉發(fā)”(forwarding)就是路由器根據(jù)轉發(fā)表將用戶的 IP 數(shù)據(jù)報從合適的端口轉發(fā)出去?！奥酚蛇x擇”(routing)則是按照分布式算法，根據(jù)從各相鄰路由器得到的關于網絡拓撲的變化 情況，動態(tài)地改變所選擇的路由。路由表是根據(jù)路由選擇算法得出的。而轉發(fā)表是從路由表得出的。在討論路由選擇的原理時，往往不去區(qū)分轉發(fā)表和路由表的區(qū)別，,輸入端口對線路上收到的分組的處理,數(shù)據(jù)鏈路層剝去幀首部

47、和尾部后，將分組送到網絡層的隊列中排隊等待處理。這會產生一定的時延。,,物理層處理,數(shù)據(jù)鏈路層處理,,,,,,,,,,,,,,網絡層處理 分組排隊,,交換結構,輸入端口的處理,從線路接收分組,查表和轉發(fā),輸出端口將交換結構傳送來的分組發(fā)送到線路,當交換結構傳送過來的分組先進行緩存。數(shù)據(jù)鏈路層處理模塊將分組加上鏈路層的首部和尾部，交給物理層后發(fā)送到外部線路。,,物理層處理,數(shù)據(jù)鏈路層處理,,,,,,,,,,,,,