Chapter4 網(wǎng)絡(luò)層（二）

網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMP

為了提高IP數(shù)據(jù)報交付成功的機會，使用了網(wǎng)際控制報文協(xié)議ICMP
ICMP允許主機或路由器報告差錯情況和提供有關(guān)異常情況的報告
ICMP是IP層的協(xié)議。

icmp格式.PNG

路由選擇協(xié)議

1. 路由信息交換
2. 調(diào)整轉(zhuǎn)發(fā)表

靜態(tài)路由選擇：非自適應(yīng)性路由選擇，簡單開銷小，不能及時適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變換。
動態(tài)路由選擇：自適應(yīng)性路由選擇，能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，但實現(xiàn)較復雜，開銷較大。

內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）：RIP,OSPF
外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）：BGP-4

自治系統(tǒng)之間的路由選擇叫做域間路由選擇，在自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由選擇叫做域內(nèi)路由選擇。

RIP

是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議。
要求網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的距離記錄。

距離也就是跳數(shù)。是最短的距離。從一個路由器到直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定位為1。
一個好的路由就是它通過的路由器的數(shù)目少，距離短。
RIP允許一條路徑最多只能包含15個路由器。
距離的最大值為16時即相當于不可達。（故RIP僅適用于小型物聯(lián)網(wǎng)）
RIP不能在兩個網(wǎng)絡(luò)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，哪怕還存在另一條高速（低時延）但路由器較多的路由。

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。
• 按固定的間隔時間間隔交換路由信息。

路由表的建立

1. 路由器在剛剛開始工作時，只知道與直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離（值為1）。
2. 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。
3. 經(jīng)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(wǎng)絡(luò)的最短距離和下一跳路由器的地址。

4. 收斂過程較快，在自治系統(tǒng)中所有的結(jié)點都得到正確的路由選擇信息。
   RIP.PNG

優(yōu)缺點
優(yōu)點：實現(xiàn)簡單，開銷較小。
缺點：當網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，要經(jīng)過比較長的時間才能將信息傳送到所有路由器。限制了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模（最大距離為15），路由表之間交換的路由信息是路由器中完整路由表，因而隨網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大，開銷也增加。
好消息傳得快，壞消息傳得慢！

OSPF

向本自治系統(tǒng)中所有路由器發(fā)送信息，使用洪泛法
發(fā)送的信息是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài)。
鏈路狀態(tài)：說明本路由器和哪些路由器相鄰，以及該路由器的度量
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。

更新過程收斂得快

劃分區(qū)域.PNG

適用于大型網(wǎng)絡(luò)，各個路由器了解網(wǎng)絡(luò)全局狀況，交換信息減少，無“壞消息傳得慢”，可實現(xiàn)多路徑間的負載平衡，可對不同服務(wù)類型設(shè)置不同的代價度量值。

BGP（外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）

強調(diào)AS之間的路由管理
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發(fā)言人

每一個自治系統(tǒng)的管理員至少選擇一個路由器作為該自治系統(tǒng)的發(fā)言人。兩個發(fā)言人都通過一個共享網(wǎng)絡(luò)連接在一起。

BGP交換路由信息

1. 兩個發(fā)言人之間要交換路由信息，就要先建立TCP連接。然后在連接上交換BGP報文以建立BGP會話。
2. 使用TCP能夠提供可靠的服務(wù)，簡化了路由選擇協(xié)議。

3. 這樣的兩個BGP發(fā)言人，彼此成為對方的鄰站或?qū)Φ日尽?/p>
   

   BGP.PNG

交換路由信息的結(jié)點數(shù)量級是自治系統(tǒng)數(shù)的量級，比自治系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)少很多。
每一個自治系統(tǒng)中BGP發(fā)言人的數(shù)目少，使得路由選擇不致過分復雜。
支持CIDR
在BGP剛剛運行時，BGP的鄰站是交換整個的BGP路由表，之后只需要在發(fā)生變化時更新有變化的部分。

BGP報文.PNG

使用4種報文 打開，更新，保活，通知報文

三個協(xié)議的比較

比較.PNG

路由器

路由器是一種有多個輸入端口和多個輸出端口的專用計算機。
作用：進行轉(zhuǎn)發(fā)分組。（將路由器某個輸入端口收到的分組，按照分組要去的目的地，把該分組從路由器的某個合適的輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳路由器）
工作在網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)鏈路層和物理層

分組丟棄

分組在路由器的輸入和輸出端口都可能在隊列中排隊等候處理。
路由器的輸入或輸出隊列產(chǎn)生溢出是造成分組丟失的主要原因。