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网关协议课程详解

2014-05-15 16:04:12 www.computerpx.com

   Internet中的路由器叫做护网关。网关执行复杂的路由算法,需要大量而及时的路由信息.网关协议就是用于网关之间交换路由信息的协议。

5.7.,自治系统

    自治系统是由同构型的网关连接的因特网,这样的系统往往是由一个网络管理中心控制

的。自治系统内部的网关之间执行内部网关协议(interior Gateway ProtoculIGP),互相交换路由信息。一般来说,IGP是自治系统内部专用的,为特定的应用服务,在自治系统之外是无效的。

一个因特网也可能由不同的自治系统互连而成,例如若干个校园网通过广域网互连就是这种情况,如图59所示。在这种情况下,不同的自治系统可能采用不同的路由表,不同的路由选择算法。在不同自治系统之间用外部网关协议(Exterior Gateway ProtocolEGP)交换路由信息。可以想见,EGPIGP传送的信息要少一些,因为EGP只涉及自治系统之间的路由信息,而与系统内部路由无关。换言之,EGP以自治系统为节点,通告各个网关可到达哪些系统。

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5.7.2外部网关协议

    最新的EoP协议叫做BGP(Border Gateway Protoeol)BGP的主要功能是控制路由策略,例如是否愿意转发过路的分组等。BGP4种报文如表56所示,这些报文通过TCP连接传送。

BGP中用上述4种报文可实现以下三个功能过程。

    (l)建立邻居关系。位于不同自治系统中的两个路由器首先要建立邻居关系,然后才能周

期性地交换路由信息。建立邻居关系的过程是一个路由器发送Open报文,另一个路由器若愿意接受请求则以KeePallve报文应答。至于路由器如何知道对方的正地址,协议中并没有规定,可以由管理人员在配置时提供。OPen报文中包含发送者的护地址及其所属自治系统的标识,另外还有一个保持时间参数,即定期交换信息的时间长度。接收者把op即报文中的保持时间与自己的保持时间计数器比较,选取其中的较小者,这个数就是一次交换信息保持有效的最长时间。建立邻居关系的一对路由器以选定的周期交换路由信息。

    (2)邻居可到达性。这个过程维护邻居关系的有效性。通过周期地互相发送KeePalive

文,双方都知道对方的活动状态。

   (3)网络可到达性。每个路由器保持一个数据库,记录着它可到达的所有子网。当情况有

变化时用更新报文把最新信息及时地广播给所有实现BGP的路由器。updste报文包含两类信息:一类是以前发布过的,而现在要作废的路由器的表;另一类是新路由的属性信息。前者列出了己经关机或失效的一些路由器,接收者应把有关内容从本地数据库中删除。后者包含以下三种信息。

    网络层可到达信息(NL)。是发送路由器可到达的子网的列表,每个子网以其网络地址标识。

通过的自治系统(AS Path)。是数据报经过的自治系统的标识符,这主要用于通信策略控制。收到这个信息的路由器可以据此决定是否走这条通路,例如机密报文可能选择某些自治系统;或者了解到某个自治系统的性能参数、拥挤程度等,从而决定绕开该网络。下一段(NextHop)。是指可作为下一步转发的边界路由器的护地址。可以是发送者的地址,也可以是另外的边界路由器的地址。例如在图529中,Rl告诉七,通过R2也可以到达ASI。虽然R2没有实现BGP,也没有和R5建立邻居关系,但是Rl通过IGP知道了与R2有关的信息。

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5.7.3内部网关协议

    Intemet的内部路由协议经过了几次大的变化。最初的Rlp协议是基于BellmanFord算法的延迟矢量协议。这个协议在网络规模不大时工作得较好,当网络规模扩大后因为交换的路由信息太多而显得效率很低。于是在19795月被另一个路由协议—基于Dijks加算法的链路状态协议所取代。从1988年开始,正TF开始研制新的路由协议,这就是OSPF(OpshortestPath First)协议。最近的OSPF标准是RFC 2328( 1998)。很多路由器制造商都支持新标准,该协议广泛应用在TCP/IP网络中。

OSPF基本上仍是一种链路状态协议。OSPF的路由器维护一个本地链路状态表,并随时向其他相邻的路由器发送关于链路状态的更新信息。通过周期地扩散传播链路状态信息,傅个路由器都保持了关于网络拓扑结构的全局数据库。同时,OSPF路由器根据用户指定的链路费用标准(延迟、带宽或收费率等)计算最短通路,由到达各个目标的最短通路构成路由表。表57列出了OSPF协议的5种报文,这些报文封装在企数据报中传送。

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当一个路由器启动时首先向邻接的路由器发送Hell。报文,表明自己存在。如果收到应答,该路由器就知道了自己有哪些邻居。

    在正常情况下,每个路由器周期性地向相邻路由器发送链路状态更新报文。这种报文包含各邻接链路的活动状态和通信费用。当这种报文在自治系统中扩散传播时,各个路由器就据此更新自己的网络拓扑数据库。为了可靠,报文中包含顺序号,并..要求应答。这样,接收路由器可以选择接收最新的报文,丢弃过时的报文。

    当路由器启动一条新的通信链路时,发送数据库描述报文。这种报文描述了发送者保持的所有链路状态,并且对每一链路状态项有一个编号。接收者可根据编号大小选择使用最新的链路状态信息。

    路由器还可以利用链路状态请求报文向其他路由器索取链路状态信息。这个算法的效果就是每一对相邻的路由器可以互相比较数据库中的信息,选择最新的数据。新的链路状态信息在网络中不断扩散,而过时的数据逐渐被淘汰。

OSPF的报文头如图530所示。

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5.7.4核心网关协议

   Intemet中有一个主干网,所有的自治系统都连接到主干网上。这样,Intemet的总体结构如图531所示,分为主干网和外围部分,后者包含所有的自治系统。

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    主干网中的网关叫核心网关。核心网关之间交换路由信息时使用核心网关协议(GatewaytoGateway ProtocolCOP)。这里要区分EGPGGPEGP用于两个不同自治系统之间的网关交换路由信息,而GGP是主干网中的网关协议。因为主千网中的核心网关是由interNOC直接控制的,所以GGP更具有专用性。当一个核心网关加入主干网时用GGP协议向邻机广播发送路由信息,各邻机更新路由表,并进一步传播新的路由信息。

    网关交换的路由信息与EGP协议类似,指明网关连接哪些网络,距离是多少,距离也是以中间网关个数计数。GGP协议的报文格式也与EGP类似。报文分为如下4类。

    路由更新报文:发送路由信息。

    应答报文:对路由更新报文的应答,分肯定/否定两种。

    测试报文:测试相邻网关是否存在。

网络接口状态报文:测试本地网络连接的状态。


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