3.1-3.3 internet routing & function

3.1-3.3 Internet Routing & Function

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1.IGP協議(Interior Gateway Protocol)

被網關(gateway)用來在一個自治網絡系統(Autonomous System)的內部做路由信息的交換。

IGP(內部網關協議)

IGP協議:

1.LS      (鏈路狀態)路由協議

2.DV     (距離矢量)路由協議

IGP結構:

1.OSPF (組播擴展)

2.RIP      (路由信息協議)

3.IS-IS  (中間系統對中間系統)

4.EGRP(增強型內部網關路由協議)

2.EGP協議(Exterior Gateway Protocol)

外部網關協議(EGP)
被網關用於交換路由在AS之間的信息
路由路徑選擇基於:
1.網絡政策
2.網絡管理員配置規則集
當前互聯網使用發表於2006的BGP4(邊界網關協議版本4)


3.BGP又細分爲兩種eBGP和iBGP

邊界網關協議(BGP)是運行於 TCP 上的一種自治系統路由協議。 BGP 是唯一一個用來處理像因特網大小的網絡的協議,也是唯一能夠妥善處理好不相關路由域間的多路連接的協議。 BGP 構建在 EGP 的經驗之上。 BGP 系統的主要功能是和其他的 BGP 系統交換網絡可達信息。網絡可達信息包括列出的自治系統(AS)的信息。這些信息有效地構造了 AS 互聯的拓樸圖並由此清除了路由環路,同時在 AS 級別上可實施策略決策。


BGP安全性
每個BGP路由器通常都屬於不同的ISP(互聯網服務提供者),因此,每個路由器可以使用不同的加密和安全方案。
路由器和網關由不同的ISP管理和管理,因此安全協調是困難的。BGP路由器需要彼此交換安裝和更新信息。

當使用不同的加密和安全方案時,很難對欺騙的BGP消息和惡意軟件進行認證和保護。

4.OSPF功能(組播擴展)

介紹:

1.OSPF是IGP使用的最爲廣泛的協議

2.這是一個面向IPv4、IPv6與CIDR地址的路由協議

3.被互聯網網關和路由器所使用

4.用的是鏈路狀態路由算法

功能:

1.路由器從其他的AS中的路由器中收集LS信息。

2.由鏈路成本值構成的網絡連接圖(樹)

(4.2.1)樹的根節點來自源節點,分支連向其他的所有節點,(其他的節點又分別是屬於那個節點的“樹”的根節點,所以說這是主觀上的節點)

3.LS路由算法用於在網絡中建立從源節點到所有目的節點的無環路SPT(最短路徑樹)路由路徑

(4.3.1)SPT選擇從源到網絡中每個目的節點的最小代價路由路徑(使用Dijkstra算法)

4.網關/路由器將建立/更新路由表(基於SPT)的路由路徑

5.當檢測到網絡的變化時,重複步驟1-4。

4.1.OSPF鏈路成本因素

1.路由器的距離
2.RTT(往返時間)[S]
3.到達目的地的跳數(路由器/交換機)
4.吞吐量[比特/秒,數據包/秒]
5.可用性
6.可靠性

4.2.最短路徑算法

1.M是連接到StPT的節點集
2.最初M僅包括源節點
3.通過在m箇中間節點中僅使用節點,從S到節點X(尚未設置M)找到最便宜的路由(通過在路由路徑上添加鏈路成本值)
4.添加節點X來設置M

5.記錄從S到X6的最小費用路由)重複步驟3)~5)直到所有節點都在M中

4.3.舉個栗子:

下圖中S代表源節點,剛開始的節點集M只有S,當源節點在這4個節點中選擇的時候他會選擇最短路徑,各路徑的長度分別是2,5,5,3,所以S也就連接上1號節。

連上節點1以後,1也就進入了節點集,因此下圖中可以看出,S到3號節點有兩條路,一條的成本是4,一條是5,所以各路徑節點分別是4,5,5,3,所以S將連上2號節點就像下圖那樣。

以此類推,通過比較S到各節點的路徑,來一個個連接上。

於是,最後的路由選擇就這樣誕生了:


4.4.OSPF路由器類型

1.IR(內部路由器):所有路由接口屬於同一網絡區域
2.ABR(區域邊界路由器):將分區網絡連接到骨幹網絡
3.BR(骨幹路由器):連接到骨幹網絡

4.ASBR(自治系統邊界路由器):使用多個路由協議在AS之間進行連接

4.5.對開放式最短路徑優先算法的多播擴充(MOSPF)

1.支持組播路由的OSPF擴展
2.使路由器能夠在多播路由路徑設置中共享組成員信息

3.可選的組播方案包括OSPF+PIM(協議無關多播)

注:

MOSPF 提供了通過因特網路由器在兩個 IP 網絡之間轉發組播數據包的能力。MOSPF 轉發一個組播數據包是建立在該數據包的源和目的地址兩方面的基礎上。OSPF 鏈路狀態數據庫提供了一套關於自治系統(AS)拓樸的完整描述。通過加入新的鏈路狀態通告類型,即組成員(LSA),在該數據庫中可以查到所有組播組成員的位置。如此,再通過建立以數據包源爲根的最短路徑樹,可以計算出組播數據包的路徑。樹上所有不包含組播的分支都被剪除。當接收到第一個數據包時,也就初步形成了剪除過的最短路徑樹。最短路徑的計算結果被緩存起來以供具有相同源和終端的後續數據包使用

4.6.OSPF細分網絡

1.簡化行政管理
2.優化交通和資源
3.增強安全性
4.允許更快的路由更新OSPF細分網絡

5.細分爲分區網絡和骨幹網絡區域

4.7.OSPF交通工程

1.TE QoS(服務質量)IP節點從入口節點到出口節點的路由控制
2.TE通過減少錯誤和故障的服務中斷來提高可靠性
3.TE通過測量、表徵和建模使互聯網流量性能優化

4.TE可用於IP和非IP網絡(例如光網絡)(RFC 3630)

5.ARP(地址解析協議)

1.1將IPv4/IPv6地址映射到設備的DLL(數據鏈路層)地址,比如
     IPv4地址映射以太網(IEEE 802.3)MAC地址
1.2IPv6網絡使用NDP(鄰居發現協議)實現ARP功能
     IPv6地址映射Wi-Fi(IEEE 802.11)MAC地址

ARP在RFC 826(1982)和因特網標準STD 37中定義。

IANA管理ARP參數值。

ARP包格式(IP v4協議的以太網下)

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