《IP路由协议疑难解析》一第1章 理解IP路由选择-阿里云开发者社区

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《IP路由协议疑难解析》一第1章 理解IP路由选择

简介:

本节书摘来自异步社区《IP路由协议疑难解析》一书中的第1章,第1.1节,作者 【美】Zaheer Aziz, CCIE #4127 , Johnson Liu, CCIE #2637 , Abe Martey, CCIE #2373 , Faraz Shamim, CCIE #4131,更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

第1章 理解IP路由选择
IP路由协议疑难解析
本书侧重于讲解如何排除与Cisco路由器有关的IP路由协议故障。为此,后文将介绍为人所熟知的几种IP路由协议,例如:

  • 开放式最短路径优先(OSPF)协议;
  • 集成的中间系统到中间系统(IS-IS)协议;
  • 边界网关协议(BGP);
  • 协议无关多播(PIM)路由协议。

第1章 理解IP路由选择

本章会介绍IP路由选择相关知识,侧重于讲解基本概念,如IP编址及IP路由协议的分类等。此外,还会概述路由协议的实现与配置,同时涉及路由过滤和路由重分发。

TCP/IP(传输控制协议/Internet协议)协议族是Internet信息交换的根基(底层技术)。TCP/IP也使用类似于开放系统互联(Open System Intenconnection,OSI)参考模型的分层方法,来实现计算机间的通信,但其层数却低于7。图1-1并排显示了OSI参考模型和TCP/IP栈,标出了两种协议栈之间相对应的层次。

IP运行在TCP/IP族的Internet层,对应于OSI参考模型的网络层。IP层可提供无连接数据传输服务,即先将信息分割为数据单元(俗称数据包[packet]或数据报[datagram]),然后再从网络的一端传送至另一端。数据报交付服务模型的本质是,在网络的两个端点之间传递数据时,无需预先建立端点间的永久数据传输路径。在基于包交换的网络中,传输任一数据包时,沿途的每一台路由器都会针对通往目的网络的最佳路径,独立执行本机转发决策。路由器会根据转发信息(既可以通过路由协议动态获悉,也可以是人工录入的静态路由条目)来做出数据包的转发决策。


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编址是数据转发过程中的重要一环。只要是定向通信,都有信源和信宿。有了编址,进行定向通信时,信源可“定位”信宿,信宿亦可识别信源。之所以说编址在数据报交付操作模式中尤为重要,是因为数据报每次在同一源、目端之间传输时,途经的中间节点都不固定,IP数据包的转发就是如此。

如前所述,在IP数据报服务基础设施的内部,信息在设备之间传递之前,会被首先分割为数据包。每个数据包都由IP报头、传输层(TCP或UDP)报头和有效荷载组成,有效荷载就是原始信息的一部分。每个IP数据包都是自包含的,会沿着一条转发路径(由“一串”网络设备构成),独立转发至最终目的网络。

网络中的路由器会依靠动态路由协议或人工录入的静态路由信息,以数据流的形式将数据报转发至既定目的网络。无论数据包的目的地址为何,数据转发路径中的每台设备都只关心数据包的流出接口以及本机确立(或由特殊的转发策略指明)的通往目的网络的最优路径。IP数据包的转发机制通常也称为基于目的地址的逐跳(hop-by-hop)转发机制。这就是说,在正常情况下,数据转发链路沿途的每一跳路由器都会根据目的IP地址来转发数据包。不过,新型路由器还可依托特殊的路由策略,来控制数据包的转发,比如,根据源IP地址,执行IP流量的转发。

目的节点会将归属于同一个数据流的数据包重组为原始数据信息。IP编址将在下一节“IP编址概念”中再做讨论。

在无连接的网络中,根据三层地址(IP地址)在节点间转发数据包的过程称为路由选择。路由器是指具备路由选择功能的专用网络设备。

对穿梭于互联网络中的数据包来说,路由器到底是如何做出转发决策(如何转发、发往何处)的呢?路由器做出转发决策的方法多种多样。既可以在路由器上提前配置预先确立的路径信息(亦称设置静态路由);也可以让路由器运行特殊的应用程序,依靠其来自动学习并“分享”路由信息,这些在前文都已提及。后一种获取及传播路由信息的方法称为动态路由选择。

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