第十九章TCP/IP棧的核心協(xié)議TCP/IP棧的核心協(xié)議本章內(nèi)容TCP、UDP傳輸層協(xié)議，支持計(jì)算機(jī)上應(yīng)用層的數(shù)據(jù)傳遞。路由協(xié)議。ICMP協(xié)議。TCP和UDP協(xié)議TCP，RFC793。UDP，RFC768。支持應(yīng)用層協(xié)議間的的數(shù)據(jù)傳輸。使用端口號(hào)（port）和套接字（socket）描述連接。支持多路復(fù)用。自在終端上運(yùn)行。多路復(fù)用數(shù)據(jù)傳輸是在進(jìn)程之間完成的。計(jì)算機(jī)上有很多進(jìn)程，因此也就有很多數(shù)據(jù)流。多路復(fù)用和解多路復(fù)用解決在一個(gè)物理線路上傳輸多個(gè)流的問(wèn)題。Fig.19.1.Multiplexinganddemultiplexingatthetransportlayer端口TCP和UDP采用端口（PORT）的概念描述多路復(fù)用。每個(gè)要傳輸數(shù)據(jù)的進(jìn)程都和一個(gè)或多個(gè)端口相關(guān)。數(shù)據(jù)流從進(jìn)程進(jìn)入端口，被封裝在TCP或UDP協(xié)議中傳輸。協(xié)議中攜帶有源端口和目的端口的信息。到達(dá)目的地后提交到目的端口，交給相關(guān)的進(jìn)程。端口就是傳輸層的地址（本地地址）。“IP地址+端口號(hào)”就是全局的傳輸層地址。端口（續(xù)）端口的分配采用集中式和本地式相結(jié)合和的方式。標(biāo)準(zhǔn)的公共服務(wù)（telnet、FTP、http、DNS等）的地址是固定分配的，別的應(yīng)用不能使用。自定義的服務(wù)（沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)），可以自己指定服務(wù)端口。因?yàn)闆](méi)有標(biāo)準(zhǔn)化，因此可能會(huì)與其他的服務(wù)沖突，需要系統(tǒng)管理員協(xié)調(diào)解決。客戶端進(jìn)程使用不固定的動(dòng)態(tài)分配的端口。TCP和UDP的地址空間是彼此獨(dú)立的。端口取值范圍一樣。0~1023是指定端口，1024~65535是動(dòng)態(tài)分配的端口。UDP協(xié)議無(wú)連接數(shù)據(jù)包協(xié)議。不是可靠的傳輸協(xié)議。UDP協(xié)議只提供了一個(gè)多路復(fù)用功能。每個(gè)UDP報(bào)文獨(dú)立傳輸和提交。UDP報(bào)文最大長(zhǎng)度65535，一般都沒(méi)這么大。解多路復(fù)用時(shí)要使用源IP地址（TCP/IP協(xié)議分層是不徹底的）。Fig.19.2.FormingtheUDPdatagramFig.19.3.UDPdemultiplexingbasedonsocketsTCP協(xié)議接口的數(shù)據(jù)格式是“無(wú)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)流”，即沒(méi)有邊界信息。TCP報(bào)頭格式Fig.19.4.FormingTCPsegmentsfromanunstructuredstreamofbytesTCP的報(bào)頭緊急數(shù)據(jù)指示和指針。傳送帶外數(shù)據(jù)。有兩種解釋?zhuān)珺SD和RFC793。指針指向第一個(gè)非緊急數(shù)據(jù)。可靠地邏輯鏈接TCP必須保證數(shù)據(jù)可靠、有序地到達(dá)。TCP利用不可靠的IP傳輸。Fig.19.5.TCPconnectioncreatesareliablecommunicationschannel

betweenendnodesTCP連接連接建立是協(xié)商的參數(shù)：數(shù)據(jù)段的最大長(zhǎng)度MSS（MaxSizeofSeg）。傳輸窗口的大小。起始序號(hào)。源端口號(hào)和目的端口號(hào)的確定：目的端口號(hào)是指定的,通常是服務(wù)的端口號(hào)。源端口號(hào)是動(dòng)態(tài)分配的。TCP的連接用四元組表示。Fig.19.6.OnesocketcanparticipateinseveralconnectionsFig.19.7.TCPconnection-baseddemultiplexing序列號(hào)和確認(rèn)TCP的序號(hào)是按字節(jié)編排的。TCP報(bào)頭中的發(fā)送序號(hào)是第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的編號(hào)是。TCP報(bào)頭中的確認(rèn)序號(hào)是下一個(gè)要接收的字節(jié)的序號(hào)。序號(hào)和流控沒(méi)有關(guān)系。實(shí)現(xiàn)機(jī)制和鏈路層不一樣，緩沖區(qū)是動(dòng)態(tài)分配的。Fig.19.8.NumberingbyteswithinaTCPsegmentFig.19.9.

SequenceNumberandAcknowledgmentNumberTCP連接上的發(fā)送和接收全雙工協(xié)議兩套收、發(fā)緩沖區(qū)，獨(dú)立工作。Fig.19.10.SystemofTCPconnectionbuffers接收端窗口通過(guò)接收端窗口進(jìn)行流控。窗口表示的是當(dāng)前接收端可用的緩沖區(qū)。接收端緩沖區(qū)是動(dòng)態(tài)分配的。確認(rèn)數(shù)據(jù)釋放的緩沖區(qū)被系統(tǒng)收走了，本連接不能使用。可以透支緩沖區(qū)。通過(guò)調(diào)節(jié)窗口可以避免網(wǎng)絡(luò)擁塞（慢啟動(dòng)等）。Fig.19.11.ImplementationoftheslidingwindowalgorithminTCP累積確認(rèn)確認(rèn)序號(hào)N表示，N（不含）以前的數(shù)據(jù)已經(jīng)全部正確收到。可以減化確認(rèn)的機(jī)制，通常做法。如果前面還有數(shù)據(jù)還不完整不能確認(rèn)。Fig.19.12.Cumulativeprincipleofacknowledgment確認(rèn)超時(shí)TCP的窗口大，采用選擇重發(fā)出錯(cuò)的報(bào)文。只能通過(guò)超時(shí)機(jī)制發(fā)現(xiàn)報(bào)文出錯(cuò)。確定超時(shí)時(shí)間是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。采用自適應(yīng)超時(shí)時(shí)間。超時(shí)時(shí)間有多重算法。在PPT“TCP超時(shí)重傳機(jī)制”中有介紹。路由協(xié)議路由協(xié)議的收斂時(shí)間。自治系統(tǒng)（autonomoussystem），縮小網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，將路由分層。內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP），自治系統(tǒng)運(yùn)行的路由協(xié)議。RIP、OSPF、IS-IS（中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)，intermediatesystemtointermediatesystem）。外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP），自治系統(tǒng)間運(yùn)行的路由協(xié)議。不需要路由表的路由泛洪路由。基于事件的路由。（建立連接之前進(jìn)行路由探測(cè)）。源選徑路由。靜態(tài)路由和自適應(yīng)路由靜態(tài)路由。自適應(yīng)路由：分布式路由算法。集中式路由算法。IP網(wǎng)絡(luò)使用的是靜態(tài)路由算法和分布式自適應(yīng)路由算法。路由算法的要求：必須是高效的（如果不是最好的）。必須簡(jiǎn)單。必須是收斂的。兩種路由算法距離向量算法。簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)交換量大，只適用于小型網(wǎng)絡(luò)。鏈路狀態(tài)算法。在精確的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖嫌?jì)算路由。使用多個(gè)路由協(xié)議可以同時(shí)使用多個(gè)路由協(xié)議。不同協(xié)議產(chǎn)生的路由要分優(yōu)先級(jí)。通常的順序是靜態(tài)、鏈路狀態(tài)協(xié)議和距離向量協(xié)議，依次降低。路由可以用重分布（redistribute）的方法加入到其他的路由協(xié)議中。Fig.19.13.Operationofseveralroutingprotocolswithinthesamenetwork自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)一組統(tǒng)一管理的子網(wǎng)。通常每個(gè)ISP管理一到多個(gè)自治系統(tǒng)。自治系統(tǒng)有編號(hào)，共16位，與IP地址無(wú)關(guān)。因特網(wǎng)是有多個(gè)自治系統(tǒng)構(gòu)成的。劃分自制系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)路由的分級(jí)管理。自治系統(tǒng)由外部網(wǎng)關(guān)相連，外部網(wǎng)關(guān)只能運(yùn)行一種標(biāo)準(zhǔn)的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，目前就是BGPv4。Fig.19.14.AutonomoussystemsoftheInternetRIP路由信息協(xié)議基于DVA（距離向量）算法，計(jì)算簡(jiǎn)單。有兩個(gè)版本，RIPv1和RIPv2。V2支持掩碼。有一個(gè)數(shù)值度量路由，可以是跳數(shù)或帶寬等值的加權(quán)平均，最大值為16（無(wú)限大、不通了）。網(wǎng)絡(luò)的直徑不能超過(guò)16。Fig.19.15.NetworkbuiltonRIPgatewaysRIP的工作過(guò)程用直連路由創(chuàng)建最小表。網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一跳端口距離112131網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一跳端口距離01112131R1的最小路由表R1的最小路由表RIP的工作過(guò)程（續(xù)）周期性地向鄰居（直連的）發(fā)送路由表（30秒）。網(wǎng)絡(luò)號(hào)距離111R1傳送的消息RIP的工作過(guò)程（續(xù)）接收消息并處理路由。比較新收到的路由是否為：新網(wǎng)絡(luò)路由（原來(lái)沒(méi)有的）。已有的網(wǎng)絡(luò)（原來(lái)已有），并來(lái)自同一路由器。如果是加入路由表。新加入的路由度量值加1，計(jì)入路由表。下一跳改成該路由器的直連端口。序號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一跳端口距離來(lái)源1111221133114012225013226132370122281223R1新的路由表前三行是R1原有的。第4、5行來(lái)自R2。第6行來(lái)自R3.第7、8行的距離太遠(yuǎn)，丟棄。RIP的工作過(guò)程（續(xù)）路由消息的處理每個(gè)網(wǎng)段只保留一條最優(yōu)的路由。周期地交換路由。在若干周期后就會(huì)建立正確穩(wěn)定的路由。RIP的問(wèn)題好消息傳的快，壞消息傳的慢。RIP傳遞網(wǎng)絡(luò)的變化路有過(guò)期使用TTL老化的，RIP的TTL是180秒，6倍的更新周期（30秒）。如果一個(gè)路由器失效，180秒后直連的路由器上就相關(guān)路由失效，并向外擴(kuò)散。360秒后丟棄這些路由，停止擴(kuò)散這些路由的消息。DVA的慢收斂問(wèn)題RIP的慢收斂問(wèn)題序號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一跳端口距離來(lái)源1232序號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一跳端口距離來(lái)源101121序號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一跳端口距離來(lái)源11161R1的路由已失效R1的路由被R2覆蓋了R2先發(fā)出了更新消息RIP的慢收斂問(wèn)題（續(xù)）報(bào)文循環(huán)（R1-R2），直到TTL為0。（次要問(wèn)題）180~360，由于沒(méi)有收到路有更新，R2上距離為2的路由到期，于是使用R1提供的距離為3的路由，R2路由表里的路由距離為4.序號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一跳端口距離來(lái)源101141序號(hào)網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一跳端口距離來(lái)源1132R1的路由R2路由到期了，用R1新的路有更新RIP的慢收斂問(wèn)題（續(xù)）以后每180秒換一下，路由的距離增加1。直到路由的距離到達(dá)16，路由失效。整個(gè)過(guò)程持續(xù)36分鐘。產(chǎn)生慢收斂的概率大約不超過(guò)50%。RIP的慢收斂問(wèn)題（續(xù)）可以用水平分割解決慢收斂的問(wèn)題。禁止路由器將路由信息反向擴(kuò)散，例如，這條路有是從R1來(lái)的，R2不能向R1廣播這條路由。水平分割可以解決直連路由器的問(wèn)題，但不能解決路由循環(huán)上例中路由信息可以通過(guò)路徑R4-R3-R1傳到R2，R2仍然會(huì)向R1通報(bào)路由，只不過(guò)距離變成了4。RIP的慢收斂問(wèn)題（續(xù)）有兩個(gè)辦法解決慢收斂的問(wèn)題：出發(fā)更新和路由壓縮。出發(fā)更新，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)變化是立即更新。問(wèn)題是增加了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，也不能完全避免慢收斂。路由壓縮，發(fā)生路由失效后在一段時(shí)間內(nèi)不接受對(duì)該路由的更新。OSPF開(kāi)放最短路徑優(yōu)先基于LSA（鏈路狀態(tài)）算法，計(jì)算相對(duì)DVA要復(fù)雜一些，但是可以有效地克服DVA的缺點(diǎn)，能夠用于大型網(wǎng)絡(luò)。OSPF的工作分為大兩步：通過(guò)hello路由公告建立鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。利用鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，用dijkstra迭代算法計(jì)算路由。OSPF的特點(diǎn)適應(yīng)范圍廣：支持各種規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，最多可支持幾百臺(tái)路由器。快速收斂：在網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化后立即發(fā)送更新報(bào)文，使這一變化在自治系統(tǒng)中同步。無(wú)自環(huán)：由于OSPF根據(jù)收集到的鏈路狀態(tài)用最短路徑樹(shù)算法計(jì)算路由，從算法本身保證了不會(huì)生成自環(huán)路由。區(qū)域劃分：允許自治系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)被劃分成區(qū)域來(lái)管理。路由器鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)的減小降低了內(nèi)存的消耗和CPU的負(fù)擔(dān)；區(qū)域間傳送路由信息的減少降低了網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用。OSPF的特點(diǎn)（續(xù)）等價(jià)路由：支持到同一目的地址的多條等價(jià)路由。路由分級(jí)：使用4類(lèi)不同的路由，按優(yōu)先順序來(lái)說(shuō)分別是：區(qū)域內(nèi)路由、區(qū)域間路由、第一類(lèi)外部路由、第二類(lèi)外部路由。支持驗(yàn)證：支持基于接口的報(bào)文驗(yàn)證，以保證報(bào)文交互和路由計(jì)算的安全性。組播發(fā)送：在某些類(lèi)型的鏈路上以組播地址發(fā)送協(xié)議報(bào)文，減少對(duì)其他設(shè)備的干擾。OSPF協(xié)議路由的計(jì)算過(guò)程每臺(tái)OSPF路由器根據(jù)自己周?chē)木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)生成LSA（LinkStateAdvertisement，鏈路狀態(tài)通告），并通過(guò)更新報(bào)文將LSA發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的其它OSPF路由器。每臺(tái)OSPF路由器都會(huì)收集其它路由器通告的LSA，所有的LSA放在一起便組成了LSDB（LinkStateDatabase，鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)）。LSA是對(duì)路由器周?chē)W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的描述，LSDB則是對(duì)整個(gè)自治系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的描述。OSPF路由器將LSDB轉(zhuǎn)換成一張帶權(quán)的有向圖，這張圖便是對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的真實(shí)反映。各個(gè)路由器得到的有向圖是完全相同的。每臺(tái)路由器根據(jù)有向圖，使用SPF算法計(jì)算出一棵以自己為根的最短路徑樹(shù)，這棵樹(shù)給出了到自治系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的路由。路由器ID一臺(tái)路由器如果要運(yùn)行OSPF協(xié)議，則必須存在RID（RouterID，路由器ID）。RID是一個(gè)32比特?zé)o符號(hào)整數(shù)，可以在一個(gè)自治系統(tǒng)中唯一的標(biāo)識(shí)一臺(tái)路由器。RID可以手工配置，也可以自動(dòng)生成；如果沒(méi)有通過(guò)命令指定RID，將按照如下順序自動(dòng)生成一個(gè)RID：如果當(dāng)前設(shè)備配置了Loopback接口，將選取所有Loopback接口上數(shù)值最大的IP地址作為RID；如果當(dāng)前設(shè)備沒(méi)有配置Loopback接口，將選取它所有已經(jīng)配置IP地址且鏈路有效的接口上數(shù)值最大的IP地址作為RID。OSPF五種類(lèi)型的協(xié)議報(bào)文Hello報(bào)文：周期性發(fā)送，用來(lái)發(fā)現(xiàn)和維持OSPF鄰居關(guān)系。內(nèi)容包括一些定時(shí)器的數(shù)值、DR（DesignatedRouter，指定路由器）、BDR（BackupDesignatedRouter，備份指定路由器）以及自己已知的鄰居。DD（DatabaseDescription，數(shù)據(jù)庫(kù)描述）報(bào)文：描述了本地LSDB中每一條LSA的摘要信息，用于兩臺(tái)路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)同步。OSPF五種類(lèi)型的協(xié)議報(bào)文LSR（LinkStateRequest，鏈路狀態(tài)請(qǐng)求）報(bào)文：兩臺(tái)路由器互相交換DD報(bào)文之后，得知對(duì)端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的，這時(shí)需要發(fā)送LSR報(bào)文向?qū)Ψ秸?qǐng)求所需的LSA。內(nèi)容包括所需要的LSA的摘要。LSU（LinkStateUpdate，鏈路狀態(tài)更新）報(bào)文：向?qū)Ψ桨l(fā)送其所需要的LSA。LSAck（LinkStateAcknowledgment，鏈路狀態(tài)確認(rèn)）報(bào)文：用來(lái)對(duì)收到的LSA進(jìn)行確認(rèn)。內(nèi)容是需要確認(rèn)的LSA的Header（一個(gè)報(bào)文可對(duì)多個(gè)LSA進(jìn)行確認(rèn)）。OSPF區(qū)域劃分路由器數(shù)量的增多會(huì)導(dǎo)致LSDB非常龐大，占用大量的存儲(chǔ)空間，并使得運(yùn)行SPF算法的復(fù)雜度增加，導(dǎo)致CPU負(fù)擔(dān)很重。在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大之后，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化的概率也增大，網(wǎng)絡(luò)會(huì)經(jīng)常處于“振蕩”之中，造成網(wǎng)絡(luò)中會(huì)有大量的OSPF協(xié)議報(bào)文在傳遞，降低了網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率。更為嚴(yán)重的是，每一次變化都會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中所有的路由器重新進(jìn)行路由計(jì)算。OSPF區(qū)域劃分（續(xù)）OSPF協(xié)議通過(guò)將自治系統(tǒng)劃分成不同的區(qū)域（Area）來(lái)解決上述問(wèn)題。區(qū)域是從邏輯上將路由器劃分為不同的組，每個(gè)組用區(qū)域號(hào)（AreaID）來(lái)標(biāo)識(shí)。區(qū)域的邊界是路由器，而不是鏈路。一個(gè)網(wǎng)段（鏈路）只能屬于一個(gè)區(qū)域，或者說(shuō)每個(gè)運(yùn)行OSPF的接口必須指明屬于哪一個(gè)區(qū)域。劃分區(qū)域后，可以在區(qū)域邊界路由器上進(jìn)行路由聚合，以減少通告到其他區(qū)域的LSA數(shù)量，還可以將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘞?lái)的影響最小化。OSPF路由器的類(lèi)型OSPF路由器根據(jù)在AS中的不同位置，可以分為以下四類(lèi)：區(qū)域內(nèi)路由器（InternalRouter），該類(lèi)路由器的所有接口都屬于同一個(gè)OSPF區(qū)域。區(qū)域邊界路由器ABR（AreaBorderRouter），該類(lèi)路由器可以同時(shí)屬于兩個(gè)以上的區(qū)域，但其中一個(gè)必須是骨干區(qū)域（骨干區(qū)域的介紹請(qǐng)參見(jiàn)下一小節(jié)）。ABR用來(lái)連接骨干區(qū)域和非骨干區(qū)域，它與骨干區(qū)域之間既可以是物理連接，也可以是邏輯上的連接。OSPF路由器的類(lèi)型（續(xù)）骨干路由器（BackboneRouter），該類(lèi)路由器至少有一個(gè)接口屬于骨干區(qū)域。因此，所有的ABR和位于Area0的內(nèi)部路由器都是骨干路由器。自治系統(tǒng)邊界路由器ASBR，與其他AS交換路由信息的路由器稱(chēng)為ASBR。ASBR并不一定位于AS的邊界，它有可能是區(qū)域內(nèi)路由器，也有可能是ABR。只要一臺(tái)OSPF路由器引入了外部路由的信息，它就成為ASBR。路由聚合路由聚合是指ABR或ASBR將具有相同前綴的路由信息聚合，只發(fā)布一條路由到其它區(qū)域。AS被劃分成不同的區(qū)域后，區(qū)域間可以通過(guò)路由聚合來(lái)減少路由信息，減小路由表的規(guī)模，提高路由器的運(yùn)算速度。Area1內(nèi)有三條區(qū)域內(nèi)路由/24，/24，/24，如果此時(shí)在RouterA上配置了路由聚合，將三條路由聚合成一條/16，則RouterA就只生成一條聚合后的LSA，并發(fā)布給Area0中的其他路由器。OSPF的4種網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型Broadcast：當(dāng)鏈路層協(xié)議是Ethernet、FDDI時(shí)，OSPF缺省認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型是Broadcast。在該類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)中，通常以組播形式（和）發(fā)送協(xié)議報(bào)文。NBMA（Non-BroadcastMulti-Access，非廣播多路訪問(wèn)）：當(dāng)鏈路層協(xié)議是幀中繼、ATM或X.25時(shí)，OSPF缺省認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型是NBMA。在該類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)中，以單播形式發(fā)送協(xié)議報(bào)文。OSPF的4種網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型P2MP（Point-to-MultiPoint，點(diǎn)到多點(diǎn)）：沒(méi)有一種鏈路層協(xié)議會(huì)被缺省的認(rèn)為是P2MP類(lèi)型。點(diǎn)到多點(diǎn)必須是由其他的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型強(qiáng)制更改的。常用做法是將NBMA改為點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。在該類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)中，以組播形式（）發(fā)送協(xié)議報(bào)文。P2P（Point-to-Point，點(diǎn)到點(diǎn)）：當(dāng)鏈路層協(xié)議是PPP、HDLC時(shí)，OSPF缺省認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型是P2P。在該類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)中，以組播形式（）發(fā)送協(xié)議報(bào)文。DR/BDR在廣播網(wǎng)和NBMA網(wǎng)絡(luò)中，任意兩臺(tái)路由器之間都要交換路由信息。如果網(wǎng)絡(luò)中有n臺(tái)路由器，則需要建立n(n-1)/2個(gè)鄰接關(guān)系。這使得任何一臺(tái)路由器的路由變化都會(huì)導(dǎo)致多次傳遞，浪費(fèi)了帶寬資源。為解決這一問(wèn)題，OSPF協(xié)議定義了指定路由器DR（DesignatedRouter），所有路由器都只將信息發(fā)送給DR，由DR將網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)發(fā)送出去。用實(shí)線代表以太網(wǎng)物理連接，虛線代表建立的鄰接關(guān)系。可以看到，采用DR/BDR機(jī)制后，5臺(tái)路由器之間只需要建立7個(gè)鄰接關(guān)系就可以了。DR/BDR（續(xù)）如果DR由于某種故障而失效，則網(wǎng)絡(luò)中的路由器必須重新選舉DR，再與新的DR同步。這需要較長(zhǎng)的時(shí)間。為了能夠縮短這個(gè)過(guò)程，OSPF提出了BDR（BackupDesignatedRouter，備份指定路由器）的概念。BDR實(shí)際上是對(duì)DR的一個(gè)備份，在選舉DR的同時(shí)也選舉出BDR，BDR也和本網(wǎng)段內(nèi)的所有路由器建立鄰接關(guān)系并交換路由信息。當(dāng)然這時(shí)還需要再重新選舉出一個(gè)新的BDR，雖然一樣需要較長(zhǎng)的時(shí)間，但并不會(huì)影響路由的計(jì)算。DR/BDR（續(xù)）DR和BDR之外的路由器（稱(chēng)為DROther）之間將不再建立鄰接關(guān)系，也不再交換任何路由信息。這樣就減少了廣播網(wǎng)和NBMA網(wǎng)絡(luò)上各路由器之間鄰接關(guān)系的數(shù)量。BGP邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP最新的版本是BGP第4版本（BGP4）,它是在RFC4271中定義的；一個(gè)路由器只能屬于一個(gè)AS。AS的范圍從1-65535（64512-65535是私有AS號(hào)），RFC1930提供了AS號(hào)使用指南。

BGP的主旨是提供一種域間路由選擇系統(tǒng)，確保自主系統(tǒng)只能夠無(wú)環(huán)地交換路由選擇信息，BGP路由器交換有關(guān)前往目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑信息。

BGP是一種基于策略的路由選擇協(xié)議，BGP在確定最佳路徑時(shí)考慮的不是速度，而是讓AS能夠根據(jù)多種BGP屬性來(lái)控制數(shù)據(jù)流的傳輸。BGP的特性BGP將傳輸控制協(xié)議（TCP）用作其傳輸協(xié)議。是可靠傳輸，運(yùn)行在TCP的179端口上（目的端口）。由于傳輸是可靠的，所以BGP0使用增量更新。在可靠的鏈路上不需要使用定期更新，所以BGP使用觸發(fā)更新。BGP使用keepalive周期性地發(fā)送存活消息（60s）（維持鄰居關(guān)系）。豐富的屬性值，可以組建可擴(kuò)展的巨大的網(wǎng)絡(luò)。BGP的三張表鄰居關(guān)系表，所有BGP鄰居。轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄每個(gè)鄰居的網(wǎng)絡(luò)，包含多條路徑去往同一目的地，通過(guò)不同屬性判斷最好路徑，數(shù)據(jù)庫(kù)包括BGP屬性。路由表，最佳路徑放入路由表中，EBGP路由（從外部AS獲悉的BGP路由）的管理距離為20，IBGP路由（從AS系統(tǒng)獲悉的路由）管理距離為200。Router#sh

ip

bgp

summary

BGP

router

identifier

,

local

AS

number

100

BGP

table

version

is

8,

main

routing

table

version

8

5

network

entries

using

585

bytes

of

memory

6

path

entries

using

312

bytes

of

memory

4/3

BGP

path/bestpath

attribute

entries

using

496

bytes

of

memory

1

BGP

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BGP

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Neighbor

V

ASMsgRcvdMsgSentTblVerInQOutQUp/Downtate/PfxRcd4100141880000:09:3224200121680000:07:031BGP的鄰居關(guān)系表BGP的轉(zhuǎn)發(fā)表Router#shipbgpBGPtableversionis8,localrouterIDisStat