Internet 中的路由协议

　　信息技术在各个领域的广泛应用促使信息交换网络的迅猛发展，其中Internet是最大的受益者。Internet网络的主要节点设备是路由器，路由器通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择（routing），这也是路由器名称的由来（router，转发者）。 决定转发的办法可以是人为指定，但人为指定工作量大，而且不能采取灵活的策略，于是动态路由协议应运而生，通过传播、分析、计算、挑选路由，来实现路由发现、路由选择、路由切换和负载分担等功能。 RIP、OSPF和BGP协议 Internet上现在大量运行的路由协议有RIP、OSPF和BGP。RIP、OSPF是内部网关协议，适用于单个ISP的统一路由协议的运行，由一个ISP运营的网络称为一个自治系统（AS）。BGP是自治系统间的路由协议，是一种外部网关协议。 RIP是推出时间最长的路由协议，也是最简单的路由协议。它是“路由信息协议”的缩写，主要传递路由信息（路由表）来广播路由：每隔30秒，广播一次路由表，维护相邻路由器的关系，同时根据收到的路由表计算自己的路由表。RIP运行简单，适用于小型网络，Internet上还在部分使用着RIP。 OSPF协议是“开放式最短路优先”的缩写。“开放”是针对当时某些厂家的“私有”路由协议而言，而正是因为协议开放性，才造成OSPF今天强大的生命力和广泛的用途。它通过传递链路状态（连接信息）来得到网络信息，维护一张网络有向拓扑图，利用最小生成树算法（SPF算法）得到路由表。OSPF是一种相对复杂的路由协议。 总的来说，OSPF、RIP都是自治系统内部的路由协议，适合于单一的ISP（自治系统）使用。一般说来，整个Internet并不适合跑单一的路由协议，因为各ISP有自己的利益，不愿意提供自身网络详细的路由信息。为了保证各ISP利益，标准化组织制定了ISP间的路由协议BGP。 BGP是“边界网关协议”的缩写，处理各ISP之间的路由传递。其特点是有丰富的路由策略， 这是RIP、OSPF等协议无法做到的，因为它们需要全局的信息计算路由表。BGP通过ISP边界的路由器加上一定的策略，选择过滤路由，把RIP、OSPF、BGP等的路由发送到对方。全局范围的、广泛的Internet是BGP处理多个ISP间的路由的实例。BGP的出现，引起了Internet的重大变革，它把多个ISP有机的连接起来，真正成为全球范围内的网络。带来的副作用是Internet的路由爆炸，现在Internet网的路由大概是60000条，这还是经过“聚合”后的数字。 配置BGP需要对用户需求、网络现状和BGP协议非常了解，还有——需要非常小心，BGP运行在相对核心的地位，一旦出错，其造成的损失可能会很大！ 多播（MULTICAST） 为适应Internet网络一对多的多点传送应用如天气预报、网络会议等，出现了一种新的传输模式——多播（multicast）。多播适合于一到多的传输环境，同时也可适用多到多、多到一的情况。 多播转发主要由路由器决定，路由器通过两种方式决定所谓的下游：决定是否有主机（用户）的下游，通过Multicast client（IGMP）协议；决定是否有间接用户，即通过“下游”路由器带的组员，由下游路由器通过多播路由协议的报文通告，路由器决定是否往该下游转发数据。 可以看到，第二种方式中多播路由协议的应用是大规模网络多播转发的关键。多播路由协议应该至少能正确通告组员信息，并能形成全局统一的路由拓扑。 根据网络的实际情况，有两大类多播路由协议：密集模式和稀疏模式。两者之间没有固定的界限。一般说来，可以从两个方面详细区分： 1．组员数目占总数的比例，比例小的采用稀疏模式； 2．组员的分布，如果分布非常广泛，建议采用稀疏模式。 密集模式适用于小型网络，其假设是全网有非常“密集”的组员存在，采用广播＋剪枝的工作策略。其默认假设是向所有的下游转发数据，当收到某下游发来的明确的剪枝信息后，才把该接口从下游列表中除去。一般说来，转发路径应该是以“源”为根、组员为枝叶的一棵树。密集模式的路由协议包括DVMRP、MOSPF和PIMDM。 稀疏模式是Internet上应用广泛的一种情形。毕竟，针对Internet网，现在任何一次多播应用都不会有1％以上的机器需要接收。 稀疏模式默认所有机器都不需要收多播包，只有明确指定需要的才予以转发，这确实能适用于“稀疏”的考虑。现在所有稀疏模式协议的主要转发思路是所有同类报文按相同的路径转发，即先发送到一个汇聚点（或称为核），再沿以汇聚点为根的组员为枝叶的共享树转发。稀疏方式的路由协议包括PIMSM和CBT。 华为公司的Quidway 高端路由器将全面支持多播方式，包括Multicast client、稀疏模式的路由协议PIMSM、密集模式路由协议PIMDM、DVMRP，配合语音功能和QoS服务策略控制，挖掘网络潜力，使网络得到充分的利用 。 可以毫不夸张的说，路由协议支持着IP，支持着Internet。没有路由协议，Internet将是一个混乱的世界，不可能有今天这样的方便快捷。而多播则开创了一个新的发展前景，将成为引导Internet未来的主力。