考研笔记

分层次的路由选择协议

互联网采用的是自适应的、分布式路由选择协议。因为互联网的规模非常大，许多联网单位不愿让外界了解自己单位网络的布局细节，所以互联网采用分层次的路由选择协议。

分层是本节以后三个协议的组织框架：自治系统内部用 RIP 或 OSPF，自治系统之间用 BGP。分层的代价是每台路由器只了解本层次（本区域、本自治系统）内部的结构，对别处的结构一无所知。 本页的错题正是这一点。

机制

自治系统

可以把整个互联网划分为许多较小的自治系统（Autonomous System，AS）。自治系统是在单一技术管理下的一组路由器，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。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略。

这样，互联网就把路由选择协议划分为两大类：

内部网关协议（IGP）外部网关协议（EGP）
使用范围在一个自治系统内部在自治系统之间
作用自治系统内部的路由选择，与互联网中的其他自治系统选用什么路由选择协议无关源主机和目的主机处在不同的自治系统中（两个自治系统可能使用不同的 IGP），数据报传到一个自治系统的边界时，将路由选择信息传递到另一个自治系统中
又称域内路由选择域间路由选择
典型协议RIP、OSPF（目前使用得最多的一类）BGP-4（目前使用最多的外部网关协议）
flowchart LR
  subgraph ASA["自治系统 A（内部用 RIP）"]
    a1["路由器"] --- R1["R1"]
  end
  subgraph ASB["自治系统 B（内部用 OSPF）"]
    R2["R2"] --- b1["路由器"]
  end
  R1 <-- "外部网关协议（如 BGP-4）" --> R2

每个自治系统自己决定在本自治系统内部运行哪个内部网关协议（可以是 RIP 或 OSPF），但每个自治系统都有一个或多个路由器（图中的 R1 和 R2）除运行本系统的内部网关协议外，还要运行外部网关协议（如 BGP-4）。

分层路由

“分层”不只发生在自治系统这一级。自治系统内部还可以再分层：OSPF 把一个自治系统划分为若干区域（4.4.4）。每一层的规律相同：

  • 每个路由器知道如何将分组路由到自己所在区域内的目标地址，但对于其他区域内的结构毫不知情；去往其他区域的分组，只需交给通往那里的边界路由器。
  • 当不同的网络相互连接时，可将每个网络当作一个独立的区域，这样一个网络中的路由器不必知道其他网络的拓扑结构。
  • 对于大型网络，可能需要多级的分层路由来管理。

分层换来的是路由表规模和路由信息交换量的下降：一台路由器不必为别的区域里的每个网络各存一条路由，配合路由聚合（4.2.3），整个区域在外面看来可以只是一条路由。代价是路由不一定全局最优。

错题复盘：分层路由后，路由器只知道本区域的结构，对其他区域毫不知情

王道 4.4.6 第 5 题：下列关于分层路由的描述中，错误的是（A. 采用分层路由后，路由器被划分成区域　B. 每个路由器不仅知道如何将分组路由到自己区域的目标地址，还知道如何路由到其他区域　C. 采用分层路由后，可以将不同的网络连接起来　D. 对于大型网络，可能需要多级的分层路由来管理）。答案 B。

采用分层路由后，路由器被划分为区域，每个路由器知道如何将分组路由到自己所在区域内的目标地址，但对于其他区域内的结构毫不知情。当不同的网络相互连接时，可将每个网络当作一个独立的区域，这样做的好处是一个网络中的路由器不必知道其他网络的拓扑结构（C 对）。

分层路由的全部意义就在于”不必知道”：若每个路由器都还知道怎样路由到其他区域内部，路由表就没有因为分层而变小。去往其他区域的分组，只需交给边界路由器，由它负责。

边界

IGP 与 EGP 的”网关”就是路由器。 这是历史叫法（4.1.1）。EGP 既是这一类协议的统称，历史上也是一个具体协议的名字，今天的外部网关协议是 BGP-4。

一个 AS 内部只能用一种 IGP 吗？ 定义要求 AS 内部使用”一种 AS 内部的路由选择协议和共同的度量”，对外表现为单一策略。不同的 AS 可以选不同的 IGP，互不影响。

运行 BGP 的边界路由器同时也运行 IGP。 它既要知道本 AS 内部怎么走，又要与别的 AS 交换可达性信息。

对照速查

说法对错
自治系统是单一技术管理下的一组路由器✅
内部网关协议的选择受其他自治系统的影响❌
RIP 和 OSPF 是内部网关协议，BGP 是外部网关协议✅
自治系统之间的路由选择称为域内路由选择❌（域间）
自治系统的边界路由器只运行外部网关协议❌（同时运行内部网关协议）
分层路由后，每个路由器都知道其他区域的内部结构❌

考点

  • 自治系统 AS 的定义
  • IGP（域内）：RIP、OSPF；EGP（域间）：BGP-4
  • 边界路由器同时运行 IGP 与 EGP
  • 分层路由：只知本区域的结构，其他区域毫不知情

链接

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