計算機網路（路由器與路由演算法）

外部閘道器協議

後記昨天經過位元組一面感覺自己對路由器了解甚少，所以決定還是認真學習一下路由器與路由演算法吧。

自治系統（autonomous system，as）指的是在單一技術管理下的一組路由器，這些路由器使用同一種內部路由選擇協議並且通過外部路由協議與其他的as進行連線，一般來說乙個大學、乙個公司內部的所有路由器就屬於乙個自治系統。

剛才說到乙個as有著自己的內部路由協議並且通過外部路由協議和其他as連線。

路由協議就可以根據內部和外部的不同分為：

先來介紹內部閘道器協議，內部閘道器協議比較常用的有rip和ospf看，目前說的都是動態路由協議，如果採用靜態路由協議則需要人為的設定路由資訊。

rip全稱為路由資訊協議，是一種基於距離向量的路由選擇演算法，其最大優點就是簡單。

基於距離向量的意思就是根據距離（代價）和方向決定目標網路或者目標主機位置的一種方式。

rip一般會採用洪氾法來進行更新，但是這樣的問題就在於當網路構造變得複雜的時候在獲得穩定的路由資訊之前需要消耗大量的時間（俗稱「壞訊息傳得慢」），而且比較容易法生路由迴圈等問題。

rip規定：

rip是乙個基於udp的網路協議（內容跟在udp的資料部分後面傳送），選擇的是路由跳數最少的路徑而非最短時間的，適合用於比較小的網路。

由於rip協議中經常會出現環路的問題，所以一般有以下方法來防止乙個資料報進入環路：

但是這樣仍然不能解決網路中帶有環這個根本問題，所以又提出了如下解決方案：

與rip正好相反，ospf常常用於管理比較大和複雜的網路。

ospf全稱開放最短路徑優先協議，採用的是分布式鏈路狀態路由演算法，每個節點會使用洪氾法的方式向其他節點告知自己與那些節點相鄰，並且自己的度量（也就是從自己這裡傳遞的代價），這樣所有的節點都能直接構建出乙個網路拓撲結構，最後會採用dijkstra演算法計算出乙個最優的路徑。

但是這樣又帶來乙個問題，當網路巨大的時候構建出乙個完整的網路拓撲圖的代價是非常巨大的，所以ospf引入了「區域」的概念，把乙個自治網路劃分為若干個更小的範圍，將洪氾法侷限在區域之內而非整個網路，每個區域會指定若干個路由器作為預設路由來參與對外的資訊交換。

rip的缺點還在於它利用好路由控制資訊一遍確認是否連線了網路，一邊傳遞網路資訊，當網路比較巨大時候就路由控制資訊就會隨之變大，並且當路由表沒什麼變化的時候也會傳送資料，浪費了網路頻寬。

相對了，ospf面對這些問題劃分出了5個不同功能的資料報：

基於這些功能包，ospf中每個節點會每隔一時間傳送hello資料報確認相鄰節點的存活，達到一定次數沒有返回則認為斷開。

當自己的鏈路連線情況發生變化的時候才會傳送更新請求告知其他節點。

ospf相對rip更加複雜，所以消耗的資源也更多，當網路巨大的時候光是計算最短路徑就需要占用大量cpu。ospf是基於ip協議的。

邊界閘道器協議，bgp，是一種作用在不同as之間的外部閘道器協議。採用的是路徑向量路由協議，由於as內部的協議差別巨大，所以很難找出一條最短路徑，所以bgp力求一條能夠達到目的網路並且比較好的路徑。

bgp要求每個as選擇至少乙個對外的發言人，與rip類似，每個節點都需要生成乙個自己的路由表，並且在發生變化的時候和其他節點進行交換。

由於路徑向量在訪問資訊中儲存了**防線和距離還涵蓋了途徑所有的as編號，所以能夠檢測出環路的問題，避免了無線計數的問題。

暫時先更新到這裡，算是把之前的坑給填上了，之後學習交換機工作原理以及其他網路協議的時候也會更新在這裡。

這一次位元組面試讓我感受到了很多不足，是時候收拾一些之前有點自滿的心態，好好準備一下周五面試，感謝面試官手下留情，希望下次能出個簡單點的演算法。