IP Routing & Dynamic Routing Protocols

Posted 2022-01-30 fbsharl

IP routing

Summary

定义: IP routing 指的是 IP 如何 make routing decisions,即将 IP datagram 发到哪里去.
基础:IP routing 的基础是 IP routing table, 每次发送 IP datagram 的时候,都会参照 routing table,选择合适的 route, 然后发送.
IP routing table 可以创建和修改,其方法如下:

1. 通过 ICMP redirect message 改动
2. 通过 user 命令行命令 route 增加(在 system bootstrap 时启用)
3. 通过 ICMP discovery message 动态地(dynamically)改动

Routing mechanism

定义

Routing mechanism 是由 IP 决定的,其用于决定哪一个 interface 用于将 packet 送出.
其优先级由高到低的顺序如下:

1. Search for a matching host address
2. Search for a matching network address
3. Search for a default entry

routing mechanism 与 routing policy

routing policy 是由 routing daemon 决定的( routing daemon 即 user 改变、增加 route) ,其用于决定 route 的数目和内容.

Dynamic Routing Protocols

Introduction

在上一章 IP routing 指的是 static 的 routing, 其具有一定的局限性,只能适用于以下三种情况:

1. network is small
2. single connection point to other networks
3. no redundant routes

当存在三种情况之外的情况的时候, static IP routing 将会失效,这时就会用到 Dynamic Routing Protocols

术语

routing protocol & daemon定义:
当 router 去跟附近的 router 进行交换信息的时候,需要遵循的 protocol 陈伟 routing protocol.
这些 router 通过上面的职能, 完成更新 routing table 的功能,这些 router 被陈为 routing daemon.

这一职能的实现需要一定的 routing policy, 即找到最好的 route, 删除失效的 route.

AS 定义:
Internet 是很多 autonomous systems (ASs) 的集合,之所以陈成 autonomous systems 是因为这些 system 可由 single entry 控制.这些集合有着不同的 routing protocol.

IGP & EGP 定义:
IGP 是 Interior gateway protocol, 指的是在本身的 autonomous system 中交换 routing table 的协议,其中典型的代表有:

1. Routing Information Protocol (RIP)
2. Open Shortest Path First Protocol (OSPF)

EGP 是 exterior gateway protocol, 指的是在不同的 autonomous system 之间交换 routing table 的协议,其中典型的代表有:

1. Exterior Gateway protocol (EGP, 是 EGP 的一种)
2. Border Gateway Protocol(BGP)

IGP · RIP

RIP 的机制: 
RIP message 是封装在 UDP 中的. 交换信息的过程如下:

1. Initialization: 选择是否有明确的端口, 向明确端口中的每一个支持的端口发送 request 信息
2. Request received: 端口收到 request 信息,附上 metric 信息, metric 用于记录 Ethernet 之间的 hop count.
3. Response received: 得到 response 信息,然后对 routing table 进行更新
4. Updates: 分为 Regular Routing Updates 和 Triggered Routing Updates, regular 方式为 30 秒发送一次, triggered 方式在 route 改变的时候发送,且只发送需要知道的发生改变的端口的 routing.

EGP-BGP

EGP 在不同的 AS 之间交换 routing, AS 的种类如下:

1. stub AS: 与其他 network 只存在单个的 connection 
2. multihomed AS: 与其他 network 存在多个 connection, 但是不支持 transit
3. transit AS: 与其他 network 存在多个 connection, 且支持 transit.

前两种用 EGP 的方式进行交换信息.
最后一种使用 BGP 的方式. BGP 以 TCP 进行封装,并且是一种 policy-based routing, 其可纳入 policy, economic, security 方面的问题.