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　　根據(jù)上面的討論，我們知道IP網(wǎng)絡(luò)選路采用的是路由表驅(qū)動(dòng)的下一跳路由方法。路由器每收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，就根據(jù)目的IP地址查詢路由表，找出匹配網(wǎng)絡(luò)號(hào)及相應(yīng)的下一跳路由器，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。如果IP報(bào)指定至目的主機(jī)的路由，則按此路由轉(zhuǎn)發(fā)；如果找不到匹配網(wǎng)絡(luò)，則發(fā)往默認(rèn)路由器；如果已到達(dá)本網(wǎng)絡(luò)，則轉(zhuǎn)換成物理地址、重新封裝數(shù)據(jù)報(bào)后將其發(fā)給主機(jī)。

　　本節(jié)進(jìn)一步討論路由器中的路由表是如何形成和更新的，也就是路由算法問(wèn)題。

1.基本原理

　　雖然路由表只給出至給定目的地的下一跳地址，但是路由器知道這一定是通往該目的地的最佳路由，最佳的含義根據(jù)需要可以是時(shí)延、可靠度或吞吐晝等，在理論上都可以對(duì)應(yīng)為一個(gè)成本函數(shù)，最佳路由就是最低成本路由。另外，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)局部出現(xiàn)故障或擁塞時(shí)，路由表應(yīng)能動(dòng)態(tài)調(diào)整，以繞過(guò)這些出問(wèn)題的區(qū)域。

為此必須解決兩個(gè)問(wèn)題：

　　路由器之間如何交換網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浜蜖顟B(tài)信息，使每個(gè)路由器都能掌握全網(wǎng)的狀態(tài)，這就是路由協(xié)議問(wèn)題。

　　路由器如何根據(jù)所掌握的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，計(jì)算至各目的地點(diǎn)的最佳路由，這就是路由算法問(wèn)題。

　　為了降低問(wèn)題的復(fù)雜性，從路由的角度可以將一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)視為由許多個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)組成。每個(gè)子系統(tǒng)歸屬一個(gè)組織運(yùn)行，內(nèi)部的路由器執(zhí)行同樣的路由算法，具有相同的路由表，這樣的子系統(tǒng)稱(chēng)作自治系統(tǒng)(AS-AutonomousSystem)。例如3個(gè)公司的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)X、Y、Z,都連在Internet上，各自使用不同的路由算法，則就是3個(gè)AS。在自治系統(tǒng)內(nèi)部執(zhí)行的、用于內(nèi)部路由器之間交換網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息的路由協(xié)議稱(chēng)之為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(!GP-InteriorGatewayPratocol)。目前應(yīng)用最廣泛的IGP就是開(kāi)放式最短路經(jīng)優(yōu)先(OSPF-OpenShortestPathFirst)協(xié)議，在1990年成為IEfF標(biāo)準(zhǔn)。

　　在不同自治系統(tǒng)之間也必須交換信息，以便路由器確定至系統(tǒng)外網(wǎng)絡(luò)的路由。每個(gè)系統(tǒng)是由邊界路由器作為代表和相鄰系統(tǒng)交換路由信息的，所使用的協(xié)議就稱(chēng)為外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(EGP-ExteriorGate-wayProtocol)。典型的EGP就是邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP-BorderGateway Protocol)。

　　上述概念可用圖2.27予以說(shuō)明。R尸凡位于自治系統(tǒng)AS1中，它們之間執(zhí)行OSPF協(xié)議，由此每個(gè)路由器可以確定至AS1中所有網(wǎng)絡(luò)的最佳路由。R5-fle位于ASi中，也執(zhí)行OSPF協(xié)議。R1和R5為邊界路由器，分別代表AS1和氏為，它們之間執(zhí)行BGP,相互告之經(jīng)過(guò)自己能到達(dá)哪些網(wǎng)絡(luò)，R1和R5再將此信息轉(zhuǎn)告本系統(tǒng)內(nèi)部的路由器。如果一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)要從一個(gè)自治系統(tǒng)的一臺(tái)主機(jī)發(fā)往另一個(gè)自治系統(tǒng)的一臺(tái)主機(jī)，第一個(gè)系統(tǒng)的路由器只需要決定下一跳自治系統(tǒng)，將其轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)的邊界路由器。如此接力傳送至目的自治系統(tǒng)后，該系統(tǒng)的路由器就可根據(jù)路由表將數(shù)據(jù)報(bào)送達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，EGP傳遞的信息較IGP要少，且較簡(jiǎn)單。

2.OSPF協(xié)議

　　OSPF是一種鏈路狀態(tài)協(xié)議。每個(gè)路由器負(fù)責(zé)監(jiān)視和它直接相連的發(fā)送鏈路的狀態(tài)，包括鏈路的通達(dá)性，對(duì)端節(jié)點(diǎn)和鏈路成本（時(shí)延、距離等），當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，用OSPF更新消息通過(guò)洪泛方法及時(shí)將此信息告之自治系統(tǒng)中所有的路由器。執(zhí)行BGP協(xié)議的邊界路由器還要負(fù)責(zé)維護(hù)至外部系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)的路由狀態(tài)信息，用OSPF消息通告狀態(tài)變化信息。

　　每個(gè)路由器根據(jù)上述信息，將自治系統(tǒng)抽象為一個(gè)有向圖。有向圖的節(jié)點(diǎn)就是路由器和網(wǎng)絡(luò)，包括邊界路由器可通達(dá)的外部網(wǎng)絡(luò)。有向圖的邊就是連接兩個(gè)路由器或路由器和連接網(wǎng)絡(luò)的鏈路。每條邊賦予一定的成本，鏈路雙向成本一般不相同，且規(guī)定從網(wǎng)絡(luò)到路由器的邊的成本為零。圖2.28為一個(gè)自治系統(tǒng)的示例:

　　其中，H1為和路由器直接相連的主機(jī)，也作為有向圖節(jié)點(diǎn)處理；R5、凡為邊界路由器，分別可通達(dá)外部網(wǎng)絡(luò)N12-N14及N12、N15。圖2.'29為該自治系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的有向圖，圖中標(biāo)出各邊的成本。根據(jù)此圖，各路由器就可利用圖論中的最短路徑算法計(jì)算出至各網(wǎng)絡(luò)和各邊界路由器的最小成本路由。表2.2給出從路由器6轉(zhuǎn)發(fā)至各目的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)報(bào)的最優(yōu)路由及下一跳路由器。