2016计算机网络基础教程：路由协议.docVIP

7.4 路由协议 7.4.1 路由协议的功能 路由协议用于路由器之间互相动态学习路由表。路由器中安装的路由协议程序被用来在路由器之间通讯，以共享网络路由信息。当网络中所有路由器的路由协议程序一起工作的时候，一个路由器了解的网络信息，也必然被其它全体路由器所知道。通过这样的信息交换，路由器互相学习、维护路由表，使之反映整个网络的状态。 路由协议程序要定时构造路由广播报文并发送出去。收听到的其它路由器的路由广播也由路由协议程序分析，进而调整自己的路由表。路由协议程序的任务就是要通过路由协议规定的机制，选择出最佳路径，快速、准确地维护路由表，以使路由器有一个可靠的数据转发决策依据。 路由协议程序不仅要分析出前往目标网络的路径，当有多条路径可以到达目标网络时，应该选择出最佳的一条，放入路由表中。 路由协议程序有判断失效路由的能力。及时判断出失效的路由，可以避免把已经无法到达目的地的报文继续发向网络，浪费网络带宽。同时，还能通过ICMP协议通知那些期望与无法到达的网络通讯的主机。 现代路由器通常支持3个流行的路由协议：路由信息协议RIP、内部网关路由协议IGRP和开放的最短路径优先协议OSPF。也就是说，这些路由器中配置了三种常用的路由协议程序，至少支持RIP路由协议。我们可以根据需要，选择在我们的网络中使用哪种路由协议。OSPF协议只有在互联网那样复杂的网络中使用。 路由信息协议RIP、内部网关路由协议IGRP、开放的最短路径优先协议OSPF，它们的发布顺序也就是我们现在的排列顺序，RIP协议的历史最悠久，OSPF是新一代的路由协议。显然，新开发的路由协议一定是要克服旧协议中的一些不足。一般来看，越新开发的协议，越具有先进性。这种先进性表现在： 能够更准确地选择出前往具体网络的最佳路线； 当网络出现拓朴变化时能更快速地收敛； 更节省网络带宽； 支持变长子网掩码，以节省网络的IP地址； 耗费更少的路由器资源（节省路由协议程序工作所需要的CPU时间）。 目前的协议开发情况是，更新的路由协议，前四项指标更先进。但是，最后一项指标却是下降的。这也是为什么三种路由协议回并存的原因。 图 7.7 路由协议的功能 7.4.2 RIP协议 路由信息协议RIP是历史最悠久的路由协议，最早由施乐公司开发，是UNIX一直支持的路由协议版本。由于它的实现方法简单，与其它的协议比较起来，耗费更少的路由器硬件资源（节省路由协议程序工作所需要的CPU时间和内存的大小），所以仍然被广泛支持。 RIP协议的典型特征是用跳数来表示路由器与目标网络之间的距离。跳数是指从自己出发，还需要穿越多少个路由器。 RIP协议程序在工作时，每隔30秒就把自己的路由表作为路由广播发给邻居路由器。同时，RIP协议程序要接收邻居发来的路由广播，拿收到的邻居的路由表与自己的路由表进行比较： 如果发现邻居路由表中有自己没有的路由项，就补充到自己的路由表中。同时把邻居的IP地址作为前往那个网络的下一跳地址。 如果发现邻居路由表中有自己的路由项，但是前往同一网络的距离更短，就用新的路由替代原有的路由。（将下一跳指向新的路由器） 其中第一条的操作能够不断增加自己路由表中的表项，以便将网络中的所有网络地址收入路由表。 第二条功能就是常说的最佳路径选择功能。由于RIP协议程序总是挑选跳数最少的路由器作为前往目标网络的下一跳路由器，所以保证了最佳的路由。路由器的最佳路由选择功能具体地就表现在路由表中的下一跳选择上。 RIP协议程序不仅要发现新的路由项（前往新的网络的路由），也要有能力发现失效的路由项（前往目标网络的路径已经损坏），并从路由表中删除。为此，RIP协议制定了如此的方法：如果一个路由器持续一段时间不能收到某个邻居的路由广播，就能确定该路由器已经不再工作，通过那个路由器前往的网络都已经不可到达，路由表中所有下一跳指向该路由器的路由项都将被删除。 RIP协议的广播间隔是30秒。因为有可能是路由广播报文包丢失，所以不能只有一个时间间隔没有收到邻居的路由广播就确定该邻居出现故障。RIP协议规定的失效判断时间是连续九个时间间隔180秒。 图7.5中路由表“协议”列中的“R”，表明最后三行路由是通过RIP协议学习得到的。 当一个路由器连接的链路发生变化，这个变化就通过路由广播通报给邻居。邻居再在它的路由广播中向更远的邻居通报。这样的信息传输象波一样会传递到网络的最远端。经过一段时间后，网络中的所有路由器都将获得这个链路变化的信息，并对自己的路由表做了相应的修改。这时，我们称所有路由器都收敛了。 为了防止循环报文包在网络中无休止地循环，RIP协议规定数据报最多只能穿越15个路由器。数据报的IP报头中有一个hop计数字段，每穿越一个路由器，那个路由器就会为这个数据报的