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计算机网络自顶向下方法学习笔记(五)网络层:控制平面

前言:由于课程课时原因,从本章往后部分老师已不细讲,对计算机网络做一个简单了解的话涉及到前三层也差不多了,因此本章会简略些,后续章节也可能不会再出单章博客,不便之处敬请谅解,谢谢!

1.概述

控制平面主要有两种形式:

  • 每路由器控制:在每台路由器中运行一种路由选择算法,每台路由器中都包含转发和路由选择功能;
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  • 逻辑集中式控制:
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2.路由选择算法

根据算法是集中式还是分散式分类:

  • 集中式路由选择算法:拥有完整的、全局性的节点和链路开销信息,又被称作链路状态算法(LS),一般使用Dijkstra算法实现;
  • 分散式路由选择算法:每一个路由器节点仅拥有相邻节点的信息及链路开销信息,路由器以迭代、分布式的方式计算最低开销路径,如距离向量算法(DV),一般使用Prime算法实现;

还可根据静态还是动态分类为静态路由选择算法动态路由选择算法,根据负载敏感还是负载迟钝分类为负载敏感算法负载迟钝算法(如OSPF、BGP)

Dijkstra算法请参考博客:https://kunpw.cn/2020/11/27/Algorithm/dijkstra/

Prime和Kruskal算法请参考博客:https://kunpw.cn/2020/11/29/Algorithm/prime_kruskal/

2.1 距离向量算法中链路开销改变和链路故障问题

  • 当一个DV算法的节点检测到它自己到邻居的链路开销发生变化时,就更新其距离向量。并且如果其最低开销路径开销发生了变化,还要向其邻居通知其新的距离向量;
  • 当一个DV算法的节点一段时间内检测不到来自邻居的链路信息时,就更新其间的距离向量为无穷大即不可达;

3.因特网自治系统内部的路由选择:OSPF

通常在一个ISP中的路由器以及互联它们的链路构成一个自治系统(AS),一个AS由全局唯一的AS号标识,AS号由ICANN区域注册机构分配

在相同AS中的路由器都运行相同的路由选择算法且拥有彼此的信息,在一个AS系统内部运行的路由选择算法被称为自治系统内部路由选择协议OSPF即为其中一种;

开放最短优先(OSPF)

  • 是一种链路状态协议,使用洪泛链路状态信息和Dijkstra最低开销路径算法;
  • 路由器向自治系统内所有其它路由器广播路由选择信息;
  • 每台路由器在本地运行Dijkstra算法以确定一个以自身为根节点到所有子网的最短路径树;
  • 优点:
    • 安全;
    • 多条相同开销的路径;
    • 对单播与多播路由选择的综合支持;
    • 支持在单个AS中的层次结构;

4.ISP之间的路由选择:BGP

当分组跨越多个AS进行路由时,就需要自治系统间路由选择协议,在因特网中,所有AS运行相同的AS间路由选择协议,称为边界网关协议(BGP)

BGP的功能:

  • 从邻居AS获得前缀的可达性信息;
  • 确定到该前缀的最好的路由;

AS路由分类:

  • 网关路由器;
  • 内部路由器;

在BGP中,每对路由器通过使用179端口的半永久TCP连接交换路由选择信息,每条直接连接以及所有通过该连接发送的BGP报文称为BGP连接。此外,跨越两个AS的BGP连接称为外部BGP(eBGP)连接,在相同AS内部中的两台路由器之间的BGP会话称为内部BGP(iBGP)连接。

后记:emmm……就到这儿了

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