無線選路協定

無線選路協定

無線選路協定是基於表的路徑矢量選路協定。網路上每一個節點維護一路徑表、選路表、鏈路—成本表和訊息轉發列表。

無線選路協定包括內部網關協定RIP、OSPF和外部網關協定BGP。

RIP是一種基於距離向量的路由協定,以路由跳數作為計數單位的路由協定。適合用於比較小型的網路環境。

OSPF(開放式最短路徑優先)是一個內部網關協定(簡稱IGP),用於在單一自治系統內決策路由。是對鏈路狀態路由協定的一種實現,隸屬內部網關協定(IGP)。

邊界網關協定(BGP)是運行於 TCP 上的一種自治系統路由協定。 BGP 是唯一一個用來處理像網際網路大小的網路的協定,也是唯一能夠妥善處理好不相關路由域間的多路連線的協定。

中文名稱無線選路協定
英文名稱wireless routing protocol
定  義基於表的路徑矢量選路協定。網路上每一個節點維護一路徑表、選路表、鏈路—成本表和訊息轉發列表。
套用學科通信科技(一級學科),通信協定(二級學科)

基本介紹

  • 中文名:無線選路協定
  • 外文名:wireless routing protocol
  • 定  義:基於表的路徑矢量選路協定
  • 套用學科:通信科技(一級學科),通信協定
無線選路協定的概念,無線選路協定的工作原理,無線選路協定的產生,無線選路協定的基本原理,

無線選路協定的概念

無線選路協定是基於表的路徑矢量選路協定。網路上每一個節點維護一路徑表、選路表、鏈路—成本表和訊息轉發列表。
無線選路協定包括內部網關協定RIP、OSPF和外部網關協定BGP。
RIP是一種基於距離向量的路由協定,以路由跳數作為計數單位的路由協定。適合用於比較小型的網路環境。
OSPF(Open Shortest Path First開放式最短路徑優先)是一個內部網關協定(Interior Gateway Protocol,簡稱IGP),用於在單一自治系統(autonomous system,AS)內決策路由。是對鏈路狀態路由協定的一種實現,隸屬內部網關協定(IGP),故運作於自治系統內部。著名的迪克斯加算法(Dijkstra)被用來計算最短路徑樹。OSPF分為OSPFv2和OSPFv3兩個版本,其中OSPFv2用在IPv4網路,OSPFv3用在IPv6網路。OSPFv2是由RFC 2328定義的,OSPFv3是由RFC 5340定義的。與RIP相比,OSPF是鏈路狀態協定,而RIP是距離矢量協定
邊界網關協定(BGP)是運行於 TCP 上的一種自治系統路由協定。 BGP 是唯一一個用來處理像網際網路大小的網路的協定,也是唯一能夠妥善處理好不相關路由域間的多路連線的協定。 BGP 構建在 EGP 的經驗之上。 BGP 系統的主要功能是和其他的 BGP 系統交換網路可達信息。網路可達信息包括列出的自治系統(AS)的信息。這些信息有效地構造了 AS 互聯的拓樸圖並由此清除了路由環路,同時在 AS 級別上可實施策略決策。

無線選路協定的工作原理

無線選路協定的產生

IETF為了滿足建造越來越大基於IP網路的需要,形成了一個工作組,專門用於開發開放式的鏈路狀態路由協定,以便用在大型、異構的I P網路中。新的路由協定已經取得一些成功的一系列私人的、和生產商相關的、最短路徑優先(SPF )路由協定為基礎, 在市場上廣泛使用。包括OSPF在內,所有的S P F路由協定基於一個數學算法—Dijkstra算法。這個算法能使路由選擇基於鏈路狀態,而不是距離向量。OSPF由IETF在20世紀80年代末期開發,OSPF是SPF類路由協定中的開放式版本。最初的OSPF規範體如今RFC1131中。這個第1版( OSPF版本1 )很快被進行了重大改進的版本所代替,這個新版本體如今RFC1247文檔中。RFC 1247OSPF稱為OSPF版本2是為了明確指出其在穩定性和功能性方面的實質性改進。這個OSPF版本有許多更新文檔,每一個更新都是對開放標準的精心改進。接下來的一些規範出如今RFC 1583、2178和2328中。OSPF版本2的最新版體如今RFC 2328中。最新版只會和由RFC 2138、1583和1247所規範的版本進行互操作。
鏈路路由器接口的另一種說法,因此OSPF也稱為接口狀態路由協定。OSPF通過路由器之間通告網路接口的狀態來建立鏈路狀態資料庫,生成最短路徑樹,每個OSPF路由器使用這些最短路徑構造路由表
OSPF路由協定是一種典型的鏈路狀態(Link-state)的路由協定,一般用於同一個路由域內。在這裡,路由域是指一個自治系統Autonomous System),即AS,它是指一組通過統一的路由政策或路由協定互相交換路由信息的網路。在這個AS中,所有的OSPF路由器都維護一個相同的描述這個AS結構的資料庫,該資料庫中存放的是路由域中相應鏈路的狀態信息,OSPF路由器正是通過這個資料庫計算出其OSPF路由表的。
作為一種鏈路狀態的路由協定,OSPF將鏈路狀態組播數據LSA(Link State Advertisement)傳送給在某一區域內的所有路由器,這一點與距離矢量路由協定不同。運行距離矢量路由協定的路由器是將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器。
BGP用於在不同的自治系統(AS)之間交換路由信息。當兩個AS需要交換路由信息時,每個AS都必須指定一個運行BGP的節點,來代表AS與其他的AS交換路由信息。這個節點可以是一個主機。但通常是路由器來執行BGP。兩個AS中利用BGP交換信息的路由器也被稱為邊界網關(Border Gateway)或邊界路由器(Border Router) 。
由於可能與不同的AS相連,在一個AS內部可能存在多個運行BGP的邊界路由器。同一個自治系統(AS)中的兩個或多個對等實體之間運行的BGP 被稱為 IBGP(Internal/Interior BGP)。歸屬不同的AS的對等實體之間運行的BGP稱為EBGP (External/Exterior BGP)。在AS邊界上與其他AS交換信息的路由器被稱作邊界路由器(border/edge router)。在網際網路作業系統(Cisco IOS)中,IBGP通告的路由的距離為200,優先權比EBGP和任何內部網關協定(IGP)通告的路由都低。其他的路由器實現中,優先權順序也是EBGP高於IGP,而IGP又高於IBGP。
BGP屬於外部網關路由協定,可以實現自治系統間無環路的域間路由。BGP是溝通Internet廣域網的主用路由協定,例如不同省份、不同國家之間的路由大多要依靠BGP協定。BGP可分為IBGP(Internal BGP)和EBGP(External BGP)。BGP的鄰居關係(或稱通信對端/對等實體)是通過人工配置實現的,對等實體之間通過TCP(連線埠179)會話互動數據。BGP路由器會周期地傳送19位元組的保持存活keep-alive訊息來維護連線(默認周期為30秒)。在路由協定中,只有BGP使用TCP作為傳輸層協定。

無線選路協定的基本原理

因為OSPF路由器之間會將所有的鏈路狀態(LSA)相互交換,毫不保留,當網路規模達到一定程度時,LSA將形成一個龐大的資料庫,勢必會給OSPF計算帶來巨大的壓力;為了能夠降低OSPF計算的複雜程度,快取計算壓力,OSPF採用分區域計算,將網路中所有OSPF路由器劃分成不同的區域,每個區域負責各自區域精確的LSA傳遞與路由計算,然後再將一個區域的LSA簡化和匯總之後轉發到另外一個區域,這樣一來,在區域內部,擁有網路精確的LSA,而在不同區域,則傳遞簡化的LSA。區域的劃分為了能夠儘量設計成無環網路,所以採用了Hub-Spoke的拓樸架構,也就是採用核心與分支的拓樸,如下圖:
無線選路協定
區域的命名可以採用整數數字,如1、2、3、4,也可以採用IP位址的形式,0.0.0.1、0.0.0.2,因為採用了Hub-Spoke的架構,所以必須定義出一個核心,然後其它部分都與核心相連,OSPF的區域0就是所有區域的核心,稱為BackBone 區域(骨幹區域),而其它區域稱為Normal 區域(常規區域),在理論上,所有的常規區域應該直接和骨幹區域相連,常規區域只能和骨幹區域交換LSA,常規區域與常規區域之間即使直連也無法互換LSA,如上圖中Area 1、Area 2、Area 3、Area 4隻能和Area 0互換LSA,然後再由Area 0轉發,Area 0就像是一個中轉站,兩個常規區域需要交換LSA,只能先交給Area 0,再由Area 0轉發,而常規區域之間無法互相轉發。
BGP/MPLS VPN以隧道的方式解決了在公網中傳送私網數據的問題,但傳統的BGP/MPLS VPN架構要求每個VPN實例單獨使用一個CE與PE相連,如圖 所示。
無線選路協定
隨著用戶業務的不斷細化和安全需求的提高,很多情況下一個私有網路內的用戶需要劃分成多個VPN,不同VPN 用戶間的業務需要完全隔離。此時,為每個VPN 單獨配置一台CE 將加大用戶的設備開支和維護成本;而多個VPN 共用一台CE,使用同一個路由表項,又無法保證數據的安全性。使用MCE 功能,可以有效解決多VPN 網路帶來的用戶數據安全與網路成本之間的矛盾,它使用CE 設備本身的VLAN 接口編號與網路內的VPN 進行綁定,並為每個VPN 創建和維護獨立的路由轉發表(Multi-VRF)。這樣不但能夠隔離私網內不同VPN 的報文轉發路徑,而且通過與PE 間的配合,也能夠將每個VPN 的路由正確發布至對端PE,保證VPN報文在公網內的傳輸。

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