（考研湖科大教书匠计算机网络）第四章网络层-第六节1：路由选择协议概述

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一：路由选择概述

路由选择概述：分为如下两种

• 静态路由选择： 由人工配置的网络路由、默认路由、特定主机路由、黑洞路由等都属于静态路由
  • 这种人工配置方式简单、开销小，但不能及时适应网络状态(流量、拓扑等)的变化
  • 一般只在小规模网络中采用
• 动态路由选择： 路由器通过路由选择协议自动获取路由信息。
  • 比较复杂、开销比较大，能较好地适应网络状态的变化
  • 适用于大规模网络

二：因特网采用的路由选择协议

（1）特点

特点：

• 自适应： 使用动态路由选择，能较好地适应网络状态的变化
• 分布式： 路由器之间交换路由信息
• 分层次： 将整个因特网划分为许多较小的自治系统AS(Autonomous System)

如下图是因特网中很小的一部分，可以将左侧部分和右侧部分分别划归到两个自治系统，自治系统之间的路由选择称之为域间路由选择、自治系统内部之间的路由选择称之为域内路由选择

域间路由选择使用外部网关协议EGP这个类别的路由选择协议、域内路由选择使用内部网关协议IGP这个类比的路由选择协议

IGP和EGP仅是路由选择协议的分类名称，而不是具体的路由选择协议。在一个自治系统内部使用的具体的内部网关协议与因特网其他自治系统中选用何种内部网关协议无关，例如

• 左侧自治系统可以使用路由信息协议RIP协议
• 右侧自治系统可以使用开放式最短路径优先OSPF协议
• 两个自治系统之间使用的外部网关协议可以为边界网关协议BGP

（2）常见的路由选择协议

三：路由器

（1）基本结构

路由器基本结构：路由器是一种具有多个输入端口和输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。路由器结构可以划分为如下两个部分

• 路由选择部分：核心构件为路由选择处理机，其任务是根据所使用的路由选择协议周期性地与其他路由器进行路由信息的交互来更新路由表
• 分组转发部分 ：包括以下三个部分
  • 交换结构
  • 一组输入端口
  • 一组输出端口

另外，路由器的各端口应该还要具有输入和输出缓冲区

• 输入缓冲区：用来暂存新进入路由器但是还来不及处理的分组
• 输出缓冲区：用来暂存已经处理但是还来不及发送的分组

（2）处理过程

信号输入：

• 信号从某个端口进入路由器
• 物理层将信号转化为比特流，送交数据链路层处理
• 数据链路层从比特流中识别出帧，去掉帧头和帧尾后，送交网络层处理

信号处理和输出：

• 如果送交网络层的分组是普通待转发的数据分组
  • 根据分组首部中的目的地址进行查表转发，若找不到匹配的条目则丢弃分组
  • 否则，按照匹配条目中所指示的端口进行转发
  • 网络层更新数据分组首部中某些字段的值（例如TTF减一），然后送交数据链路层封装
  • 数据链路层将数据分组封装成帧，送交网络层处理
  • 网络层将帧看作比特流，将其变换为对应的电信号发送
• 如果送交物理层的分组是路由器之间交换信息的路由报文
  • 将此种分组送交路由选择处理机
  • 路由选择处理机根据分组的内容更新自己的路由表

（3）路由表和转发表

• 路由表： 一般仅包含从目的网络到下一跳的映射，路由表需要对网络拓扑变化的计算最优化
• 转发表： 是从路由表得出的，转发表的结构应当使查找过程最优化