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计算机网络简明教程路由选择协议

发布时间: 2023-03-27 12:46:32

‘壹’ 那位给发一下计算机网络(谢希仁,第四版)第六章,28题:简述RIP,OSPF,和BGP路由选择协议的特点

1、RIP现在基本不用,就算是小型网络,也可执行OSPF,如果网络太小,比如几台路由器,可用静态路由;

2、OSPF适合中大型网络,一般路由器在1000台以下的都行,只要规划合理;

3、BGP自治系统外部路由,目前唯一使用的EGP路由。

RIP协议工作在网络层,ospf也会也是工作在网络层,但是BGP就不是,工作在传输层,利用TCP的179端口,因为BGP主要用在运营商,概念和RIP,ospf完全不同,是距离矢量但又有链路状态的特性的混合协议。因为他是AS by AS的传递路由信息。比其他协议更稳定,而且安全的以后总协议。

(1)计算机网络简明教程路由选择协议扩展阅读:

RIP很早就被用在Internet上,主要传递路由信息,通过每隔30秒广播一次路由表,维护相邻路由器的位置关系,同时根据收到的路由表信息计算自己的路由表信息。

最大跳数为15跳,超过15跳的网络则认为目标网络不可达。此协议通常用在网络架构较为简单的小型网络环境。分为RIPv1和RIPv2两个版本,后者支持VLSM技术以及一系列技术上的改进。RIP的收敛速度较慢。

路由协议主要运行于路由器上,路由协议是用来确定到达路径的,它包括RIP,IGRP(Cisco私有协议),EIGRP(Cisco私有协议),OSPF,IS-IS,BGP。起到一个地图导航,负责找路的作用。它工作在网络层。路由选择协议主要是运行在路由器上的协议,主要用来进行路径选择。

‘贰’ 计算机网络 路由选择

路由算法分为:静态路由算法跟动态路由算法(又称为 自适应路由选择算法)
静态算法分为:泛射路由算法(扩散法) 固定路由算法
动态路由算法分为: 距离矢量路由算法 链路状态路由算法

动态路由算法,能够比较好的适应网络流量,拓扑结构的变化,有利于改善网络的性能,但是由于算法比较复杂,会增加网络的负担,开销比较大~!

最常见的动态路由算法有两种其算法是:
距离矢量算法.每个路由器维护一张路由表(既一个矢量),他以子网中的没个路由器为索引,表中给出了当前已知的路由器到每个目标路由器的最佳距离,以及所使用的线路.通过在邻居之间相互交换信息,路由器不断更新他们的内部路由表. 一个路由器针对每个邻居都执行一个距离加法计算,就可以发现最佳的到达目标路由器的估计值,然后在新的路由表中使用这个最佳估计值以及对应的线路.

链路状态路由算法.
1: 发现自己的邻居.在每条线路上发送一个HELLO分组,另一端的路由器即返回一个应答来说明自己是谁~
2: 测量线路开销.在线路上发送一个ECHO分组,另一端回送一个应答,算出往返时间,除2就得到合理的估计值.
3: 创建链路状态分组.该分组内容首先是发送方的标示,接着是一个序列号(Seq)和年龄(Age),以及一个邻居列表.对于每个邻居也都要给出这个路由器到每个邻居的延迟.
4: 发布链路状态分组.首先使用泛射法发布链路状态分组,为了控制泛射过程,每个分组都宝号一个序列号,序列号随着每一个新的分组递增.每个路由器纪录下他所看到的分组列表中检查这个新进来的分组,如果是一个重复分组则丢弃,.如果一个分组的序列号小于当前所看到过的来自该路由器的最大序列号,则将它看着过时分组拒绝,因为该路由器已经有了更新的数据.
5: 计算新路由.一旦一个路由器已经获得了全部的链路状态分组后,它就可以构造出完整的子网图了.以为每条链路都已经被表示出来了.然后在路由器本地运行寻找最短路径算法,将该算法得出的结果安装在路由表里,然后恢复正常的操作.

‘叁’ 计算机网络基础:简述路由信息协议的基本思想。求解~

1、网桥在数据链路层上实现局域网互连;
2、网桥能够互连两个采用不同数据链路层协议、不同传输介质与不同传输速率的网络;
3、网桥以接收、存储、地址过滤与转发的方式实现互升简连的网络之间的通信;
4、网桥需要互连的网络在数据链路层以上采用相同的协议;
5、网凳茄桥可以分隔两个网络之间的通枣笑察信量,有利于改善互连网络的性能与安全性

如有帮助还请设为满意回答,谢谢、、、

‘肆’ 计算机网络之五层协议

一:概述

计算机网络 (网络)把许多 计算机 连接在一起,而 互联网 则把许多网络连接在一起,是 网络的网络 。因特网是世界上最大的互联网。

以小写字母i开始的internet( 互联网或互连网 )是 通用 名词,它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。在这些网络之间的通信协议(通信规则)可以是 任意 的。

以大写字母I开始的Interent( 因特网 )是 专有 名词,它指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络,它采用的是 TCP/IP 协议族 作为通信规则,且其前身是美国的 ARPANET 。

因特网现在采用 存储转发 的 分组交换 技术,以及三层因特网服务提供者(ISP)结构。

因特网按 工作方式 可以划分为 边缘 部分和 核心 部分,主机在网络的边缘部分,作用是进行信息处理。 路由器 是在网络的核心部分,作用是:按存储转发方式进行 分组交换 。

计算机通信是计算机的 进程 (运行着的程序)之间的通信,计算机网络采用 通信方式 :客户–服务器方式和对等连接方式(P2P方式)

按作用 范围 不同,计算机网络分为:广域网WAN,城域网MAN,局域网LAN和个人区域网PAN。

五层协议 的体系结构由:应用层,运输层,网络层,数据链路层和物理层。

<1>:应用层 : 是体系结构中的最高层,应用层的任务是 通过应用进程间的交互来完成特定网络应用 。应用层协议定义的是 应用进程间通信和交互的规则 。

<2>:运输层 :任务是负责向 两个主机中的进程之间的通信提供可靠的端到端服务 ,应用层利用该服务传送应用层报文。

TCP :提供面向连接的,可靠的数据传输服务,其数据传输的单位是报文段。

UDP :提供无连接的,尽最大努力的数据传输服务,不保证数据传输的可靠性。

<3>网络层: 网络层的任务就是要选择合适的路由,在发送数据时, 网络层把运输层产生的报文段或者用户数据报 封装 成分组或包进行交付给目的站的运输层。

<4>数据链路层: 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧(frame)为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。

<5>:物理层: 物理层的任务就是 透明 地传送比特流,物理层还要确定连接电缆插头的 定义 及 连接法 。

运输层最重要的协议是:传输控制协议 TCP 和用户数据报协议 UDP ,而网络层最重要的协议是网络协议 IP 。

分组交换的优点:高效、灵活、迅速、可靠。

网络协议主要由三个要素组成:   (1)语法:即数据和控制信息的结构或者格式; (2)语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应。 (3)同步:即事件实现顺序的详细说明。

二:物理层

物理层的主要任务:描述为确定与 传输媒体 的 接口 有关的一些特性。

机械特性 :接口所用接线器的形状和尺寸,引脚数目和排列,固定和锁定装置等,平时常见的各种规格的插件都有严格的 标准化的规定 。

电气特性 :接口电缆上的各条线上出现的电压 范围 。

功能特性 :某条线上出现的某一电平的点电压表示何种 意义 ;

过程特性 :指明对不同功能的各种可能事件的出现 顺序 。

通信的目的 是: 传送消息 , 数据 是运送消息的 实体 。 信号 是数据的电气或电磁的表现。

根据信号中代表 参数 的取值方式不同。 信号分为 : 模拟信号 (连续无限)+ 数字信号 (离散有限)。代表数字信号不同的离散数值的基本波形称为 码元 。

通信 的双方信息交互的方式来看,有三中 基本方式 :

单向 通信(广播)

双向交替 通信(**半双工**_对讲机)

双向同时 通信( 全双工 _电话)

调制 :来自信源的信号常称为基带信号。其包含较多低频成分,较多信道不能传输低频分量或直流分量,需要对其进行调制。

调制分为 两大类 : 基带调制 (仅对波形转换,又称 编码 ,D2D)+ 带通调制 (基带信号频率范围搬移到较高频段, 载波 调制,D2M)。

编码方式 :

不归零制 (正电平1/负0)

归零制度 (正脉冲1/负0)

曼彻斯特编码 (位周期中心的向上跳变为0/下1)

差分曼彻斯特编码 (每一位中心处有跳变,开始辩解有跳变为0,无跳变1)

带通调制方法 : 调 幅 ( AM ):(0, f1) 。调 频 ( FM ):(f1, f2) 。调 相 ( PM ):(0 , 180度) 。

正交振幅调制(QAM)物理层 下面 的 传输媒体 (介质): 不属于任何一层 。包括有: 引导性传输媒体 :双绞、同轴电缆、光缆 、 非引导性传输媒体 :短波、微波、红外线。

信道复用技术 : 频分复用 :(一样的时间占有不不同资源) ; 时分复用 :(不同时间使用同样资源) ;统计时分复用、波分复用(WDM)、码分复用(CDM)。

宽带接入技术 : 非对称数字用户线 ADSL (Asymmetric Digital Subcriber Line)(用数字技术对现有的模拟电话用户线进行改造)

三:数据链路层

数据链路层使用的 信道 有 两种类型: * 点对点(PPP) 信道+ 广播*信道

点对点信道的数据链路层的协议数据单元- -帧

数据链路层协议有许多, 三个基本问题 是共同的

封装成桢

透明传输

差错检测

局域网的数据链路层拆成两个子层,即 逻辑链路层(LLC) 子层+ 媒体接入控制(MAC) 子层;

适配器的作用:

计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器,适配器本来是主机箱内插入的一块网络接口板,又称网络接口卡,简称( 网卡 )。

以太网采用 无连接 的工作方式,对发送的数据帧 不进行编号 ,也不要求对方发回确认,目的站收到差错帧就丢掉。

以太网采用的协议是:具有 冲突检测 的 载波监听多点接入 ( CSMA/CD )。协议的要点是: 发送前先监听,边发送边监听,一旦发现总线出现了碰撞,就立即停止发送。

以太网的硬件地址 , MAC 地址实际上就是适配器地址或者适配器标识符。 48位长 , 以太网最短帧长:64字节。争用期51.2微秒。

以太网适配器有 过滤 功能:只接收 单播帧,广播帧,多播帧 。

使用 集线器 可以在 物理层 扩展以太网(半双工),使用 网桥 可以在 数据链路层 扩展以太网(半双工),网桥转发帧时, 不改变帧 的源地址。网桥 优点 :对帧进行转发过滤,增大 吞吐量 。扩大网络物理范围,提高 可靠 性,可 互连 不同物理层,不同MAC子层和不同速率的以太网。 网桥 缺点 :增加时延,可能产生广播风暴。

透明网桥 : 自学习 办法处理接收到的帧。

四:网络层

TCP/IP 体系中的网络层向上只提供简单灵活的、无连接,尽最大努力交付的数据报服务。网络层不提供服务质量的承诺,不保证分组交付的时限, 进程 之间的通信的 可靠性 由 运输层 负责。

一个IP地址在整个因特网范围内是唯一的,分类的 IP地址 包括A类( 1~126 )、B类( 128~191 )、C类( 192~223 单播地址)、D类( 多播 地址)。

分类的IP地址由 网络号字段 和 主机号字段 组成。

物理地址(硬件地址)是数据链路层和物理层使用的地址,而 IP 地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种 逻辑地址 ,数据链路层看不见数据报的IP地址。

IP首部中的 生存时间 段给出了IP数据报在因特网中经过的 最大路由器数 ,可防止IP数据报在互联网中无限制的 兜圈 子。

地址解析协议 ARP(Address Resolution Protocol) 把IP地址解析为 硬件地址 ,它解决 同一个局域网的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题 ,是一种解决地址问题的协议。以目标IP地址为线索,用来定位一个下一个应该接收数据分包的网络设备对应的MAC地址。如果目标主机不再同一链路上时,可以通过ARP查找下一跳路由器的MAC地址,不过ARP只适用于IPV4,不能用于IPV6,IPV6中可以用ICMPV6替代ARP发送邻居搜索消息。

路由选择协议有两大类: 内部网关 协议(RIP和OSPE)和 外部网关 协议(BGP-4)。

网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol )控制报文协议。是IP层协议,ICMP报文作为IP数据报的数据,加上首部后组成IP数据报发送出去,使用ICMP并不是实现了可靠传输。ICMP允许主机或者路由器 报告差错 情况和 提供有关异常 的情况报告。

ICMP是一个重要应用是分组网间探测 PING

与单播相比,在一对多的通信中,IP多播可大大节约网络资源, IP多播使用D类地址,IP多播需要使用 网际组管理协议IGMP 和多播路由选择协议。

五: 运输层

网络层为主机之间提供逻辑通信,运输层为应用进程之间提供端到端的逻辑通信。

运输层有两个协议 TCP和UDP

运输层用一个 16位 端口号来标志一个端口。

UDP特点 :无连接、尽最大努力交付、面向报文、无拥塞控制、支持一对一,多对一,一对多,多对多的交互通信。首部开销小。

TCP特点: 面向连接,每一条TCP连接只能是点对点、提供可靠的交付服务,提供全双工通信、面向字节流。

TCP用主机的IP地址加上主机上的端口号作为TCP连接的端点,这样的端点就叫 套接字 。

流量控制 是一个 端到端 的问题,是接收端抑制发送端发送数据的速率,以方便接收端来得及接收。 拥塞控制 是一个全局性过程,涉及到所有的主机,所有的路由器,以及与降低网络传输性能有关的所有因素。

TCP拥塞控制采用四种算法: 慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复 。

传输有 三个连接 :连接建立、数据传送、连接释放。

TCP连接建立采用三次握手机制,连接释放采用四次握手机制。

六:应用层

文件传送协议FTP 使用 TCP 可靠传输服务。FTP使用客户服务器方式,一个FTP服务器进程可同时为多个客户进程提供服务。在进行文件传输时,FTP的客户和服务器之间要建立两个并行的TCP连接,控制连接和数据连接,实际用于传输文件的是 数据连接 。

万维网 WWW 是一个大规模,联机式的信息储藏所,可以方便从因特网上一个站点链接到另一个站点。

万维网使用 统一资源定位符URL 来标志万维网上的各种文档,并使每一个文档在整个因特网的范围内具有唯一的标识符 URL 。

‘伍’ 路由器原理和常用的路由协议及算法的介绍

近十年来,随着计算机网络规模的不断扩大,大型互联网络(如Internet)的迅猛发展,路由技术在网络技术中已逐渐成为关键部分,路由器也随之成为最重要的网络设备。用户的需求推动着路由技术的发展和路由器的普及,人们已经不满足于仅在本地网络上共享信息,而希望最大限度地利用全球各个地区、各种类型的网络资源。而在目前的情况下,任何一个有一定规模的计算机网络(如企业网、校园网、智能大厦等),无论采用的是快速以大网技术、FDDI技术,还是ATM技术,都离不开路由器,否则就无法正常运作和管理。

1、网络互连

把自己的网络同其它的网络互连起来,从网络中获取更多的信息和向网络发布自己的消息,是网络互连的最主要的动力。网络的互连有多种方式,其中使用最多的是网桥互连和路由器互连。

1.1 网桥互连的网络

网桥工作在OSI模型中的第二层,即链路层。完成数据帧(frame)的转发,主要目的是在连接的网络间提供透明的通信。网桥的转发是依据数据帧中的源地址和目的地址来判断一个帧是否应转发和转发到哪个端口。帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件”地址,一般就是网卡所带的地址。

网桥的作用是把两个或多个网络互连起来,提供透明的通信。网络上的设备看不到网桥的存在,设备之间的通信就如同在一个网上一样方便。由于网桥是在数据帧上进行转发的,因此只能连接相同或相似的网络(相同或相似结构的数据帧),如以太网之间、以太网与令牌环(tokenring)之间的互连,对于不同类型的网络(数据帧结构不同),如以太网与X.25之间,网桥就无能为力了。

网桥扩大了网络的规模,提高了网络的性能,给网络应用带来了方便,在以前的网络中,网桥的应用较为广泛。但网桥互连也带来了不少问题:一个是广播风暴,网桥不阻挡网络中广播消息,当网络的规模较大时(几个网桥,多个以太网段),有可能引起广播风暴(broadcastingstorm),导致整个网络全被广播信息充满,直至完全瘫痪。第二个问题是,当与外部网络互连时,网桥会把内部和外部网络合二为一,成为一个网,双方都自动向对方完全开放自己的网络资源。这种互连方式在与外部网络互连时显然是难以接受的。问题的主要根源是网桥只是最大限度地把网络沟通,而不管传送的信息是什么

1.2 路由器互连网络

路由器互连与网络的协议有关,我们讨论限于TCP/IP网络的情况。

路由器工作在OSI模型中的第三层,即网络层。路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址(即IP地址)来区别不同的网络,实现网络的互连和隔离,保持各个网络的独立性。路由器不转发广播消息,而把广播消息限制在各自的网络内部。发送到其他网络的数据茵先被送到路由器,再由路由器转发出去。

IP路由器只转发IP分组,把其余的部分挡在网内(包括广播),从而保持各个网络具有相对的独立性,这样可以组成具有许多网络(子网)互连的大型的网络。由于是在网络层的互连,路由器可方便地连接不同类型的网络,只要网络层运行的是IP协议,通过路由器就可互连起来。

网络中的设备用它们的网络地址(TCP/IP网络中为IP地址)互相通信。IP地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址。路由器只根据IP地址来转发数据。IP地址的结构有两部分,一部分定义网络号,另一部分定义网络内的主机号。目前,在Internet网络中采用子网掩码来确定IP地址中网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样也是32bit,并且两者是一一对应的,并规定,子网掩码中数字为“1”所对应的IP地址中的部分为网络号,为“0”所对应的则为主机号。网络号和主机号合起来,才构成一个完整的IP地址。同一个网络中的主机IP地址,其网络号必须是相同的,这个网络称为IP子网。

通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行,要与其它IP子网的主机进行通信,则必须经过同一网络上的某个路由器或网关(gateway)出去。不同网络号的IP地址不能直接通信,即使它们接在一起,也不能通信。

路由器有多个端口,用于连接多个IP子网。每个端口的IP地址的网络号要求与所连接的IP子网的网络号相同。不同的端口为不同的网络号,对应不同的IP子网,这样才能使各子网中的主机通过自己子网的IP地址把要求出去的IP分组送到路由器上。

2、路由原理

当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时,它将直接把IP分组送到网络上,对方就能收到。而要送给不同IP于网上的主机时,它要选择一个能到达目的子网上的路由器,把IP分组送给该路由器,由路由器负责把IP分组送到目的地。如果没有找到这样的路由器,主机就把IP分组送给一个称为“缺省网关(defaultgateway)”的路由器上。“缺省网关”是每台主机上的一个配置参数,它是接在同一个网络上的某个路由器端口的IP地址。

路由器转发IP分组时,只根据IP分组目的IP地址的网络号部分,选择合适的端口,把IP分组送出去。同主机一样,路由器也要判定端口所接的是否是目的子网,如果是,就直接把分组通过端口送到网络上,否则,也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有它的缺省网关,用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样,通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去,不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器,这样一级级地传送,IP分组最终将送到目的地,送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了。

目前TCP/IP网络,全部是通过路由器互连起来的,Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络(routerbasednetwork),形成了以路由器为节点的“网间网”。在“网间网”中,路由器不仅负责对IP分组的转发,还要负责与别的路由器进行联络,共同确定“网间网”的路由选择和维护路由表。

路由动作包括两项基本内容:寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径,由路由选择算法来实现。由于涉及到不同的路由选择协议和路由选择算法,要相对复杂一些。为了判定最佳路径,路由选择算法必须启动并维护包含路由信息的路由表,其中路由信息依赖于所用的路由选择算法而不尽相同。路由选择算法将收集到的不同信息填入路由表中,根据路由表可将目的网络与下一站(nexthop)的关系告诉路由器。路由器间互通信息进行路由更新,更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化,并由路由器根据量度来决定最佳路径。这就是路由选择协议(routingprotocol),例如路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先协议(OSPF)和边界网关协议(BGP)等。

转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。路由器首先在路由表中查找,判明是否知道如何将分组发送到下一个站点(路由器或主机),如果路由器不知道如何发送分组,通常将该分组丢弃;否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点,如果目的网络直接与路由器相连,路由器就把分组直接送到相应的端口上。这就是路由转发协议(routedprotocol)。

路由转发协议和路由选择协议是相互配合又相互独立的概念,前者使用后者维护的路由表,同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。下文中提到的路由协议,除非特别说明,都是指路由选择协议,这也是普遍的习惯。

3、路由协议

典型的路由选择方式有两种:静态路由和动态路由。

静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预,否则静态路由不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映,一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中,静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时,以静态路由为准。

动态路由是网络中的路由器之间相互通信,传递路由信息,利用收到的路由信息更新路由器表的过程。它能实时地适应网络结构的变化。如果路由更新信息表明发生了网络变化,路由选择软件就会重新计算路由,并发出新的路由更新信息。这些信息通过各个网络,引起各路由器重新启动其路由算法,并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然,各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。

静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围,因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个分组在路由器中进行寻径时,路由器首先查找静态路由,如果查到则根据相应的静态路由转发分组;否则再查找动态路由。

根据是否在一个自治域内部使用,动态路由协议分为内部网关协议(IGP)和外部网关协议(EGP)。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议,常用的'有RIP、OSPF;外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择,常用的是BGP和BGP-4。下面分别进行简要介绍。

3.1 RIP路由协议

RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xeroxparc通用协议而设计的,是Internet中常用的路由协议。RIP采用距离向量算法,即路由器根据距离选择路由,所以也称为距离向量协议。路由器收集所有可到达目的地的不同路径,并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息,除到达目的地的最佳路径外,任何其它信息均予以丢弃。同时路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其它路由器。这样,正确的路由信息逐渐扩散到了全网。

RIP使用非常广泛,它简单、可靠,便于配置。但是RIP只适用于小型的同构网络,因为它允许的最大站点数为15,任何超过15个站点的目的地均被标记为不可达。而且RIP每隔30s一次的路由信息广播也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。

3.2 OSPF路由协议

80年代中期,RIP已不能适应大规模异构网络的互连,0SPF随之产生。它是网间工程任务组织(1ETF)的内部网关协议工作组为IP网络而开发的一种路由协议。

0SPF是一种基于链路状态的路由协议,需要每个路由器向其同一管理域的所有其它路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的量度和其它一些变量。利用0SPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息,并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径。而基于距离向量的路由协议仅向其邻接路由器发送有关路由更新信息。

与RIP不同,OSPF将一个自治域再划分为区,相应地即有两种类型的路由选择方式:当源和目的地在同一区时,采用区内路由选择;当源和目的地在不同区时,则采用区间路由选择。这就大大减少了网络开销,并增加了网络的稳定性。当一个区内的路由器出了故障时并不影响自治域内其它区路由器的正常工作,这也给网络的管理、维护带来方便。

3.3 BGP和BGP-4路由协议

BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议,用于多个自治域之间。它既不是基于纯粹的链路状态算法,也不是基于纯粹的距离向量算法。它的主要功能是与其它自治域的BGP交换网络可达信息。各个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括网络号/自治域路径的成对信息。自治域路径包括到达某个特定网络须经过的自治域串,这些更新信息通过TCP传送出去,以保证传输的可靠性。

为了满足Internet日益扩大的需要,BGP还在不断地发展。在最新的BGp4中,还可以将相似路由合并为一条路由。

3.4 路由表项的优先问题

在一个路由器中,可同时配置静态路由和一种或多种动态路由。它们各自维护的路由表都提供给转发程序,但这些路由表的表项间可能会发生冲突。这种冲突可通过配置各路由表的优先级来解决。通常静态路由具有默认的最高优先级,当其它路由表表项与它矛盾时,均按静态路由转发。

4、路由算法

路由算法在路由协议中起着至关重要的作用,采用何种算法往往决定了最终的寻径结果,因此选择路由算法一定要仔细。通常需要综合考虑以下几个设计目标:

——(1)最优化:指路由算法选择最佳路径的能力。

——(2)简洁性:算法设计简洁,利用最少的软件和开销,提供最有效的功能。

——(3)坚固性:路由算法处于非正常或不可预料的环境时,如硬件故障、负载过高或操作失误时,都能正确运行。由于路由器分布在网络联接点上,所以在它们出故障时会产生严重后果。最好的路由器算法通常能经受时间的考验,并在各种网络环境下被证实是可靠的。

——(4)快速收敛:收敛是在最佳路径的判断上所有路由器达到一致的过程。当某个网络事件引起路由可用或不可用时,路由器就发出更新信息。路由更新信息遍及整个网络,引发重新计算最佳路径,最终达到所有路由器一致公认的最佳路径。收敛慢的路由算法会造成路径循环或网络中断。

——(5)灵活性:路由算法可以快速、准确地适应各种网络环境。例如,某个网段发生故障,路由算法要能很快发现故障,并为使用该网段的所有路由选择另一条最佳路径。

路由算法按照种类可分为以下几种:静态和动态、单路和多路、平等和分级、源路由和透明路由、域内和域间、链路状态和距离向量。前面几种的特点与字面意思基本一致,下面着重介绍链路状态和距离向量算法。

链路状态算法(也称最短路径算法)发送路由信息到互联网上所有的结点,然而对于每个路由器,仅发送它的路由表中描述了其自身链路状态的那一部分。距离向量算法(也称为Bellman-Ford算法)则要求每个路由器发送其路由表全部或部分信息,但仅发送到邻近结点上。从本质上来说,链路状态算法将少量更新信息发送至网络各处,而距离向量算法发送大量更新信息至邻接路由器。

由于链路状态算法收敛更快,因此它在一定程度上比距离向量算法更不易产生路由循环。但另一方面,链路状态算法要求比距离向量算法有更强的CPU能力和更多的内存空间,因此链路状态算法将会在实现时显得更昂贵一些。除了这些区别,两种算法在大多数环境下都能很好地运行。

最后需要指出的是,路由算法使用了许多种不同的度量标准去决定最佳路径。复杂的路由算法可能采用多种度量来选择路由,通过一定的加权运算,将它们合并为单个的复合度量、再填入路由表中,作为寻径的标准。通常所使用的度量有:路径长度、可靠性、时延、带宽、负载、通信成本等。

5、新一代路由器

由于多媒体等应用在网络中的发展,以及ATM、快速以太网等新技术的不断采用,网络的带宽与速率飞速提高,传统的路由器已不能满足人们对路由器的性能要求。因为传统路由器的分组转发的设计与实现均基于软件,在转发过程中对分组的处理要经过许多环节,转发过程复杂,使得分组转发的速率较慢。另外,由于路由器是网络互连的关键设备,是网络与其它网络进行通信的一个“关口”,对其安全性有很高的要求,因此路由器中各种附加的安全措施增加了CPU的负担,这样就使得路由器成为整个互联网上的“瓶颈”。

传统的路由器在转发每一个分组时,都要进行一系列的复杂操作,包括路由查找、访问控制表匹配、地址解析、优先级管理以及其它的附加操作。这一系列的操作大大影响了路由器的性能与效率,降低了分组转发速率和转发的吞吐量,增加了CPU的负担。而经过路由器的前后分组间的相关性很大,具有相同目的地址和源地址的分组往往连续到达,这为分组的快速转发提供了实现的可能与依据。新一代路由器,如IPSwitch、TagSwitch等,就是采用这一设计思想用硬件来实现快速转发,大大提高了路由器的性能与效率。

新一代路由器使用转发缓存来简化分组的转发操作。在快速转发过程中,只需对一组具有相同目的地址和源地址的分组的前几个分组进行传统的路由转发处理,并把成功转发的分组的目的地址、源地址和下一网关地址(下一路由器地址)放人转发缓存中。当其后的分组要进行转发时,茵先查看转发缓存,如果该分组的目的地址和源地址与转发缓存中的匹配,则直接根据转发缓存中的下一网关地址进行转发,而无须经过传统的复杂操作,大大减轻了路由器的负担,达到了提高路由器吞吐量的目标。

‘陆’ 计算机网络RIP路由协议

不是有答案了吗,
跟你分析一下吧, 首先,你要了解路由和概念,RIP路由的优良是看跳数的, 然而当他收到R 2 的更新路由之,他的路由表发生了改变
10.0.0.0 0
20.0.0.0 4
30.0.0.0 4
40.0.0.0 3 上面可以看到R1 接到10 网段里面,所以不变, R1接到20 网段的跳数变为4 证明他有更加好的路由去到达20 网段 又因为他接的是R2 ,所以R2 的距离应该是3 排除了 A与D
现在只有 B C 如果是C的话,那么R1 到40 r的距离应该不是3 而是2 因为R1与R2 是相连的,中间只隔了一个路由,所以正确的答案就是B了

‘柒’ 路由协议是什么

路由协议又叫RIP协议。最初是为Xerox网络系统的Xerox parc通用协议而设计的,是Internet中常用的路由协议。

‘捌’ 计算机网络第四章(网络层)

4.1、网络层概述

简介

网络层的主要任务是 实现网络互连 ,进而 实现数据包在各网络之间的传输

这些异构型网络N1~N7如果只是需要各自内部通信,他们只要实现各自的物理层和数据链路层即可

但是如果要将这些异构型网络互连起来,形成一个更大的互联网,就需要实现网络层设备路由器

有时为了简单起见,可以不用画出这些网络,图中N1~N7,而将他们看做是一条链路即可

要实现网络层任务,需要解决一下主要问题:

网络层向运输层提供怎样的服务(“可靠传输”还是“不可靠传输”)

在数据链路层那课讲过的可靠传输,详情可以看那边的笔记:网络层对以下的 分组丢失 、 分组失序 、 分组重复 的传输错误采取措施,使得接收方能正确接受发送方发送的数据,就是 可靠传输 ,反之,如果什么措施也不采取,则是 不可靠传输

网络层寻址问题

路由选择问题

路由器收到数据后,是依据什么来决定将数据包从自己的哪个接口转发出去?

依据数据包的目的地址和路由器中的路由表

但在实际当中,路由器是怎样知道这些路由记录?

由用户或网络管理员进行人工配置,这种方法只适用于规模较小且网络拓扑不改变的小型互联网

另一种是实现各种路由选择协议,由路由器执行路由选择协议中所规定的路由选择算法,而自动得出路由表中的路有记录,这种方法更适合规模较大且网络拓扑经常改变的大型互联网

补充 网络层(网际层) 除了 IP协议 外,还有之前介绍过的 地址解析协议ARP ,还有 网际控制报文协议ICMP , 网际组管理协议IGMP

总结

4.2、网络层提供的两种服务

在计算机网络领域,网络层应该向运输层提供怎样的服务(“ 面向连接 ”还是“ 无连接 ”)曾引起了长期的争论。

争论焦点的实质就是: 在计算机通信中,可靠交付应当由谁来负责 ?是 网络 还是 端系统 ?

面向连接的虚电路服务

一种观点:让网络负责可靠交付

这种观点认为,应借助于电信网的成功经验,让网络负责可靠交付,计算机网络应模仿电信网络,使用 面向连接 的通信方式。

通信之前先建立 虚电路 (Virtual Circuit),以保证双方通信所需的一切网络资源。

如果再使用可靠传输的网络协议,就可使所发送的分组无差错按序到达终点,不丢失、不重复。

发送方 发送给 接收方 的所有分组都沿着同一条虚电路传送

虚电路表示这只是一条逻辑上的连接,分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送,而并不是真正建立了一条物理连接。

请注意,电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接。

因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似,但并不完全一样

无连接的数据报服务

另一种观点:网络提供数据报服务

互联网的先驱者提出了一种崭新的网络设计思路。

网络层向上只提供简单灵活的、 无连接的 、 尽最大努力交付 的 数据报服务 。

网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组(即 IP 数据报)独立发送,与其前后的分组无关(不进行编号)。

网络层不提供服务质量的承诺 。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序(不按序到达终点),当然也不保证分组传送的时限。

发送方 发送给 接收方 的分组可能沿着不同路径传送

尽最大努力交付

如果主机(即端系统)中的进程之间的通信需要是可靠的,那么就由网络的 主机中的运输层负责可靠交付(包括差错处理、流量控制等) 。

采用这种设计思路的好处是 :网络的造价大大降低,运行方式灵活,能够适应多种应用。

互连网能够发展到今日的规模,充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。

虚电路服务与数据报服务的对比

对比的方面 虚电路服务 数据报服务

思路 可靠通信应当由网络来保证 可靠通信应当由用户主机来保证

连接的建立 必须有 不需要

终点地址 仅在连接建立阶段使用,每个分组使用短的虚电路号 每个分组都有终点的完整地址

分组的转发 属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发 每个分组独立选择路由进行转发

当结点出故障时 所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作 出故障的结点可能会丢失分组,一些路由可能会发生变化

分组的顺序 总是按发送顺序到达终点 到达终点时不一定按发送顺序

端到端的差错处理和流量控制 可以由网络负责,也可以由用户主机负责 由用户主机负责

4.3、IPv4

概述

分类编制的IPv4地址

简介

每一类地址都由两个固定长度的字段组成,其中一个字段是 网络号 net-id ,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,而另一个字段则是 主机号 host-id ,它标志该主机(或路由器)。

主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。

由此可见, 一个 IP 地址在整个互联网范围内是唯一的 。

A类地址

B类地址

C类地址

练习

总结

IP 地址的指派范围

一般不使用的特殊的 IP 地址

IP 地址的一些重要特点

(1) IP 地址是一种分等级的地址结构 。分两个等级的好处是:

第一 ,IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号,而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。

第二 ,路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组(而不考虑目的主机号),这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少,从而减小了路由表所占的存储空间。

(2) 实际上 IP 地址是标志一个主机(或路由器)和一条链路的接口 。

当一个主机同时连接到两个网络上时,该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址,其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为 多归属主机 (multihomed host)。

由于一个路由器至少应当连接到两个网络(这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络),因此 一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址 。

(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络 ,因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。

(4) 所有分配到网络号 net-id 的网络,无论是范围很小的局域网,还是可能覆盖很大地理范围的广域网,都是平等的。

划分子网的IPv4地址

为什么要划分子网

在 ARPANET 的早期,IP 地址的设计确实不够合理:

IP 地址空间的利用率有时很低。

给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。

两级的 IP 地址不够灵活。

如果想要将原来的网络划分成三个独立的网路

所以是否可以从主机号部分借用一部分作为子网号

但是如果未在图中标记子网号部分,那么我们和计算机又如何知道分类地址中主机号有多少比特被用作子网号了呢?

所以就有了划分子网的工具: 子网掩码

从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“ 子网号字段 ”,使两级的 IP 地址变成为 三级的 IP 地址 。

这种做法叫做 划分子网 (subnetting) 。

划分子网已成为互联网的正式标准协议。

如何划分子网

基本思路

划分子网纯属一个 单位内部的事情 。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。

从主机号 借用 若干个位作为 子网号 subnet-id,而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。

凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报,仍然是根据 IP 数据报的 目的网络号 net-id,先找到连接在本单位网络上的路由器。

然后 此路由器 在收到 IP 数据报后,再按 目的网络号 net-id 和 子网号 subnet-id 找到目的子网。

最后就将 IP 数据报直接交付目的主机。

划分为三个子网后对外仍是一个网络

优点

1.  减少了 IP 地址的浪费        2.  使网络的组织更加灵活        3.  更便于维护和管理

划分子网纯属一个单位内部的事情,对外部网络透明 ,对外仍然表现为没有划分子网的一个网络。

子网掩码

(IP 地址) AND (子网掩码) = 网络地址 重要,下面很多相关知识都会用到

举例

例子1

例子2

默认子网掩码

总结

子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。

路由器在和相邻路由器交换路由信息时,必须把自己所在网络(或子网)的子网掩码告诉相邻路由器。

路由器的路由表中的每一个项目,除了要给出目的网络地址外,还必须同时给出该网络的子网掩码。

若一个路由器连接在两个子网上,就拥有两个网络地址和两个子网掩码。

无分类编址的IPv4地址

为什么使用无分类编址

无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。

CIDR 最主要的特点

CIDR使用各种长度的“ 网络前缀 ”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。

IP 地址从三级编址(使用子网掩码)又回到了两级编址 。

如何使用无分类编址

举例

路由聚合(构造超网)

总结

IPv4地址的应用规划

给定一个IPv4地址快,如何将其划分成几个更小的地址块,并将这些地址块分配给互联网中不同网络,进而可以给各网络中的主机和路由器接口分配IPv4地址

定长的子网掩码FLSM(Fixed Length Subnet Mask)

划分子网的IPv4就是定长的子网掩码

举例

通过上面步骤分析,就可以从子网1 ~ 8中任选5个分配给左图中的N1 ~ N5

采用定长的子网掩码划分,只能划分出2^n个子网,其中n是从主机号部分借用的用来作为子网号的比特数量,每个子网所分配的IP地址数量相同

但是也因为每个子网所分配的IP地址数量相同,不够灵活,容易造成IP地址的浪费

变长的子网掩码VLSM(Variable Length Subnet Mask)

无分类编址的IPv4就是变长的子网掩码

举例

4.4、IP数据报的发送和转发过程

举例

源主机如何知道目的主机是否与自己在同一个网络中,是直接交付,还是间接交付?

可以通过 目的地址IP 和 源地址的子网掩码 进行 逻辑与运算 得到 目的网络地址

如果 目的网络地址 和 源网络地址 相同 ,就是 在同一个网络 中,属于 直接交付

如果 目的网络地址 和 源网络地址 不相同 ,就 不在同一个网络 中,属于 间接交付 ,传输给主机所在网络的 默认网关 (路由器——下图会讲解),由默认网关帮忙转发

主机C如何知道路由器R的存在?

用户为了让本网络中的主机能和其他网络中的主机进行通信,就必须给其指定本网络的一个路由器的接口,由该路由器帮忙进行转发,所指定的路由器,也被称为 默认网关

例如。路由器的接口0的IP地址192.168.0.128做为左边网络的默认网关

主机A会将该IP数据报传输给自己的默认网关,也就是图中所示的路由器接口0

路由器收到IP数据报后如何转发?

检查IP数据报首部是否出错:

若出错,则直接丢弃该IP数据报并通告源主机

若没有出错,则进行转发

根据IP数据报的目的地址在路由表中查找匹配的条目:

若找到匹配的条目,则转发给条目中指示的吓一跳

若找不到,则丢弃该数据报并通告源主机

假设IP数据报首部没有出错,路由器取出IP数据报首部各地址字段的值

接下来路由器对该IP数据报进行查表转发

逐条检查路由条目,将目的地址与路由条目中的地址掩码进行逻辑与运算得到目的网络地址,然后与路由条目中的目的网络进行比较,如果相同,则这条路由条目就是匹配的路由条目,按照它的下一条指示,图中所示的也就是接口1转发该IP数据报

路由器是隔离广播域的

4.5、静态路由配置及其可能产生的路由环路问题

概念

多种情况举例

静态路由配置

举例

默认路由

举例

默认路由可以被所有网络匹配,但路由匹配有优先级,默认路由是优先级最低的

特定主机路由

举例

有时候,我们可以给路由器添加针对某个主机的特定主机路由条目

一般用于网络管理人员对网络的管理和测试

多条路由可选,匹配路由最具体的

静态路由配置错误导致路由环路

举例

假设将R2的路由表中第三条目录配置错了下一跳

这导致R2和R3之间产生了路由环路

聚合了不存在的网络而导致路由环路

举例

正常情况

错误情况

解决方法

黑洞路由的下一跳为null0,这是路由器内部的虚拟接口,IP数据报进入它后就被丢弃

网络故障而导致路由环路

举例

解决方法

添加故障的网络为黑洞路由

假设。一段时间后故障网络恢复了

R1又自动地得出了其接口0的直连网络的路由条目

针对该网络的黑洞网络会自动失效

如果又故障

则生效该网络的黑洞网络

总结

4.6、路由选择协议

概述

因特网所采用的路由选择协议的主要特点

因特网采用分层次的路由选择协议

自治系统 AS :在单一的技术管理下的一组路由器,而这些路由器使用一种 AS 内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该 AS 内的路由,同时还使用一种 AS 之间的路由选择协议用以确定分组在 AS之间的路由。

自治系统之间的路由选择简称为域间路由选择,自治系统内部的路由选择简称为域内路由选择

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这个类别的路由选择协议

网关协议 的名称可称为 路由协议

常见的路由选择协议

‘玖’ 路由信息协议(RIP)的主要特征是什么

路由信息协议(RIP) 是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议【1058[1]】。RIP是一种分布式的基于距离矢量的路由选择协议,是因特网的标准协议,其最大优点就是实现简单,开销较小。

但RIP的缺点也较多。首先,其限制了网络的规模,能使用的最大距离为15(16表示不可达)。其次路由器交换的信息是路由器的完整路由表,因而随着网络规模的扩大,开碧伏销也就增加。最后,“坏消息传播得慢”,使更新过程的收敛时间过长。因此对于规模较大的网络就应当使用OSPF协议。然而目前在规模较小的网络中,使用RIP协议的仍占多数。

中文名
路由信息协议
外文名
RIP(Routing Information Protocol)
类型
内部网关协议IGP
应用
计算机行业
信息协议
路由信息协议(Routing Information Protocol,缩写:RIP)是一种使用最广泛的内部网关协议(IGP)。(IGP)是在内部网络上使用的路由协议(在少数情形下,也可以用于连接到因特网的网络),它可以通过不断的交换信息让路由器动态的适应网络连接的变化,这些信息包括每个路由器可以到达哪些网络,这些网络有多远等。 IGP是应用层协议,并使用UDP作为传输协议。
虽然RIP仍然经常被使用,但大多数人认为它将会而且正在被诸如OSPF和IS-IS这样的路由协议所取代。当然,我们也看到EIGRP,一种和RIP属于同一基本协议类(距离矢量路由协议,Distance Vector Routing Protocol)但更具适应性的路由协议,也得到了一些使用。
历史
Xerox公司在20世纪70年代开发的,是IP所羡仿使用的第一个路由协议,RIP已经成为从UNIX系统到各种路由器的必备路由协议。RIP协议有以下特点:
(1)RIP是自治系统内部使用的协议即内部网关协议,使用的是距离矢量算法。
(2)RIP使用UDP的520端口进行RIP进程之间的通信。
(3)RIP主要有两个版本:RIPv1和RIPv2。RIPv1协议的具体描述在RFC1058中,RIPv2是对RIPv1协议的 改进,其协议的具体描述在RFC2453中。
(4)RIP协议以跳数作为网络度量值。
(5)RIP协议采用广播或组播进行路由更新,其中RIPv1使用广播,而RIPv2使用组播(224.0.0.9)。

(6)RIP协议支持主机被动模式,即RIP协议允许主机只接收和更新路由信息而不发送信兄慧纤息。

(7)RIP协议支持默认路由传播。

(8)RIP协议的网络直径不超过15跳,适合于中小型网络。16跳时认为网络不可达。

(9)RIPv1是有类路由协议,RIPv2是无类路由协议,即RIPv2的报文中含有掩码信息。
RIP所使用的路由算法是Bellman-Ford算法.这种算法最早被用于一个计算机网络是在1969年,当时是作为ARPANET的初始路由算法。
RIP是由“网关信息协议”(Xerox Parc的用于互联网工作的PARC通用数据包协议簇的一部分)发展过来的,可以说网关信息协议是RIP的最早的版本。后来的一个版本才被命名为“路由信息协议”,是Xerox网络服务协议簇的一部分。

‘拾’ 计算机网络-网络层-路由选择协议

互联网采用的 路由选择协议主要是自适应的(即动态的)、分布式路由选择协议悉漏带 。由于以下两个原因,互联网采用分层次的睁芦路由选择协议:

把整个互联网划分为许多较小的 自治系统 (autonomous system),一般都记为AS。自治系统AS是在单一技术管理下的一组路由器,而这些路由器使用一种自治系统内部的路由选择协议和共同的度量。一个AS对其他AS表现出的是 一个单一的和一致的路由选择策路 。

在目前的互联网中,一个大的ISP就是一个自治系统。这样,互联网就把路由选择协议划分为两大类,即:

(I) 内部网关协议IGP (Interior Gateway Protocol)即在一个自治系统内部使用的路由选择协议,而这与在互联网中的其他自治系统选用什么路由选择协议无关。目前这类路由选择协议使用得最多,如RIP和OSPF协议。

(2) 外部网关协议EGP (External Gateway Protocol)若源主机和目的主机处在不同的自治系统中(这两个自治系统可能使用不同的内部网关协议),当数据报传到一个自治系统的边界时,就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。这样的协议就是外部网关协议EGP。目前使用最多的外部网关协议是BGP的版本4(BGP4)。

自治系统之间的路由选择也叫做域间路由选择(interdomain routing),而在自治系统内部路由选择叫做域内路由选择(intradomain routing)。

图4-31是两个自治系统互连在一起的示意图。每个自治系统自己决定在本自治系统内部运行哪一个内部路由选择协议(例如,可以是RIP,也可以是OSP℉)。但每个自治系统都有一个或多个路由器(图中的路由器R1和搜罩R2)除运行本系统的内部路由选择协议外,还要运行自治系统间的路由选择协议(BGP4)。