路由协议
2011-12-08 22:22
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路由器提供了将异构网互联的机制，实现将一个网络的数据包发送到另一个网络。而路由就是指导IP数据包发送的路径信息。路由协议就是在路由指导IP数据包发送过程中事先约定好的规定和标准。
路由协议通过在路由器之间共享路由信息来支持可路由协议。路由信息在相邻路由器之间传递，确保所有路由器知道到其它路由器的路径。总之，路由协议创建了路由表，描述了网络拓扑结构；可路由协议与路由协议协同工作，执行路由选择和数据包转发功能。
路由选择协议是用来为可路由协议确定到达路径的，它包括RIP,IGRP,EIGRP,OSPF。起到一个地图导航，负责找路的作用。它工作在传输层或应用层。
路由选择协议主要是运行在路由器上的协议，主要用来进行路径选择。
路由协议作为TCP/IP协议族中重要成员之一，其选路过程实现的好坏会影响整个Internet网络的效率。按应用范围的不同，路由协议可分为两类：在一个AS（Autonomous System，自治系统，指一个互连网络，就是把整个Internet划分为许多较小的网络单位，这些小的网络有权自主地决定在本系统中应采用何种路由选择协议）内的路由协议称为内部网关协议（interior gateway protocol），AS之间的路由协议称为外部网关协议（exterior gateway protocol）。这里网关是路由器的旧称。现在正在使用的内部网关路由协议有以下几种：RIP-1，RIP-2，IGRP，EIGRP，IS-IS和OSPF。其中前4种路由协议采用的是距离向量算法，IS-IS和OSPF采用的是链路状态算法。对于小型网络，采用基于距离向量算法的路由协议易于配置和管理，且应用较为广泛，但在面对大型网络时，不但其固有的环路问题变得更难解决，所占用的带宽也迅速增长，以至于网络无法承受。因此对于大型网络，采用链路状态算法的IS-IS和OSPF较为有效，并且得到了广泛的应用。IS-IS与OSPF在质量和性能上的差别并不大，但OSPF更适用于IP，较IS-IS更具有活力。IETF始终在致力于OSPF的改进工作，其修改节奏要比IS-IS快得多。这使得OSPF正在成为应用广泛的一种路由协议。现在，不论是传统的路由器设计，还是即将成为标准的MPLS（多协议标记交换），均将OSPF视为必不可少的路由协议。
外部网关协议最初采用的是EGP。EGP是为一个简单的树形拓扑结构设计的，随着越来越多的用户和网络加入Internet，给EGP带来了很多的局限性。为了摆脱EGP的局限性，IETF边界网关协议工作组制定了标准的边界网关协议--BGP。
一、介绍
BGP是自治系统间的路由协议。BGP交换的网络可达性信息提供了足够的信息来检测路由回路并根据性能优先和策略约束对路由进行决策。特别地，BGP交换包含全部AS path的网络可达性信息，按照配置信息执行路由策略。
随着近年来互联网的进步和增长，它也不得不面对一些严重的规模问题，包括：
－B类网络地址空间的耗尽。该问题的主要原因之一，是缺少适于 中型组织的中等大小的网络；C类网络，最多拥有254个主机地址，实在太少，而B类网络允许最多65534个地址，却又太大无法充分使用。
－互联网路由器中路由表的增长使目前的软件（和人们）无法有效管理。
－32位IP地址空间的耗竭。
很明显，前两个问题和最后一个问题可能分别在今后一两年内和三年内变得急迫。无类别域间路由（CIDR）试图解决这些问题，设计相应机制来降低路由表和对新IP网络分配需求的增长速度。它并没有解决更具长期性的第三个问题，而是努力让近期问题推迟使得互联网仍能有效运作，同时着手远期的解决方案。
BGP-4对BGP-3做了扩展，支持路由信息的聚合及基于无类别域间路由体系（CIDR）的路由减少。本备忘录论述了BGP-4在互联网中的应用。
本文档的所有讨论基于如下假设：互联网是一些随意连接的自治系统的集合。也就是说，互联网可以建模成一张一般的网络图，图上节点是AS，边是每对AS间的连接。
自治系统的经典定义是，一组路由器在统一管理之下，在AS内使用内部网关协议和统一度量来路由数据包，而通过外部网关协议将数据包路由到其他AS。该经典定义尚在发展，一些AS在其内部使用多种内部网关协议和度量。在此，强调一下自治系统在本文档中的含义，即使它采用多种IGP和度量，它的管理区别于其他 AS，其内部路由是一致的，当路由穿越它时，它在图上视作一个节点。每个AS由一个管理机构管理，至少在外部看来它代表着该系统的路由信息。
二、BGP拓扑模型
当我们说一个在两个AS之间的连接时，意味着两件事：
物理连接：两个AS之间存在一条共享的数据链路子网，并且在该子网上，每个AS至少有一台自己的边界网关路由器。因此，每个AS的边界网关路由器可以转发数据包到其他AS的边界网关路由器，无需借助于AS内到AS间的路由。
BGP连接：在各个AS的BGP发言人之间有一个BGP会话进程，通过会话沟通路由，经过声明的AS到达某目标网络。
本文档中，我们对构成BGP连接的BGP发言人加以额外限制：他们必须是自己直接共享数据链路子网。因此，相邻AS间的BGP会话无需AS内或AS间的路由。超出本文范围的案例可能与该限制不符。
因此，在每个连接中，每个AS拥有一个以上的BGP发言人和边界网关路由器，这些BGP发言人和边界网关路由器分布在共享数据链路子网上。注意到， BGP发言人不一定是边界网关路由器，反之亦然。一条连接上一个AS的BGP发言人声明的路径可以被同一个共享子网上其他AS的边界网关路由器使用，也就是非直接的邻居是允许的。
一个AS内的流量，要么是源于该AS，要么是终于该AS（也就是说，IP数据包的源IP或目的IP在该AS内）。符合以上描述的流量称为"本地流量"，否则称为"过渡流量"。BGP使用的主要目的是控制过渡流量。
按照某AS如何处理过渡流量，AS可以分为以下几类：
末端AS：只连接到一个其他AS。自然地，末端AS只运输本地流量。
多宿主AS：连接到超过一个的其他AS，但不运输过渡流量。
过渡AS：连接到超过一个的其他AS，可以运输本地和过渡流量。
一个完整的AS path提供了有效和简捷的方式来避免路由回路、消除伴随距离向量算法的"计数到无穷"问题，因此，BGP没有对AS之间的连接拓扑加以任何限制。
三、互联网中的BGP
3.1 拓扑学考虑
互联网拓扑可以视作过渡AS、多宿主AS和末端AS的任意互连。为了尽可能减少对目前互联网结构的影响，末端和多宿主AS不一定要使用BGP。这些AS 可以运行其他的协议（比如，EGP）来与过渡AS交换网络可达性信息。使用BGP的过渡AS将对这些信息做标记，以表明其学习自BGP以外的方法。BGP 不一定运行于末端或多宿主AS，这就不会对源于或终于末端AS或多宿主AS的数据包的AS间路由质量产生负面影响。
然而，仍然建议在末端和多宿主AS上使用BGP。在这些情况下，BGP相比其他目前使用的协议（比如EGP），可以提供更优的带宽和性能。另外，这将减少默认路由的使用，为多宿主AS的AS间路由提供更好选择。
3.2 BGP的整体特性
整体水平上，BGP用来在多个自治系统间传递路由信息。其信息流如右图示：
这张图表说明，在AS间只用BGP传输信息，而在AS内BGP和IGP均可以传输信息。确保AS内BGP和IGP间路由信息的兼容性，是一个重大问题。
3.3 BGP邻居关系
互联网视作随意连接的AS的集合。通过BGP直接连接的路由器就是BGP发言人。BGP发言人可以在同一AS内，也可以在不同AS内。每个AS的BGP 发言人互相通信，遵照每个AS建立的策略，交换网络可达性信息。对某BGP发言人，如果与其他BGP发言人通信而且那个BGP发言人在不同的AS，则那个其他 BGP发言人称为外部对等体，而如果在相同的AS内，则称为内部对等体。
在一个AS内可以有许多BGP发言人并被认为是需要的。通常，如果一个 AS与其他AS有多个连接，则需要多个BGP发言人。所有BGP发言人代表着相同AS，对外保持统一形象。这就要求他们之间保持一致的路由信息。这些路由器可以通过BGP或其他方法互相通信。在同一AS内的所有BGP发言人的策略约束必须一致。一些技术，如使用带标记的IGP，可以用来探测可能的矛盾。
对于外部对等体，对等体分别属于不同的AS，但共享同一数据链路子网。这共同的子网用来在对等体之间运输BGP信息。如果BGP使用通过一个干预的AS，则将使AS path信息无效。自治系统号必须在BGP中使用，用来标明BGP发言人所在的自治系统。
外部网关协议（EGP：Exterior Gateway Protocol）是一种在自治系统的相邻两个网关主机间交换路由信息的协议。EGP 通常用来在因特网主机间交换路由表信息。它是一个轮询协议，能让每个网关控制和接收网络可大性信息的速率，允许每个系统控制它自己的开销，同时发出命令请求更新响应。路由表包含一组路由器、可达地址以及路径开销，从而可以选择最佳路由。每个路由器每间隔120秒或480秒会访问其邻居一次，邻居通过发送完整的路由表以示响应。EGP 的最新版本是EGP2。
加强型内部网关路由协议（EIGRP:Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）是Cisco的私有路由协议,它综合了距离矢量和链路状态2者的优点,它的特点包括:
1.快速收敛：链路状态包(Link-State Packet,LSP)的转发是不依靠路由计算的,所以大型网络可以较为快速的进行收敛.它只宣告链路和链路状态,而不宣告路由,所以即使链路发生了变化,不会引起该链路的路由被宣告.但是链路状态路由协议使用的是Dijkstra算法,该算法比较复杂,并且较占CPU和内存资源和其他路由协议单独计算路由相比,链路状态路由协议采用种扩散计算(diffusingcomputations ),通过多个路由器并行的记性路由计算,这样就可以在无环路产生的情况下快速的收敛.
2.减少带宽占用:EIGRP不作周期性的更新,它只在路由的路径和度发生变化以后做部分更新.当路径信息改变以后,DUAL只发送那条路由信息改变了的更新,而不是发送整个路由表.和更新传输到一个区域内的所有路由器上的链路状态路由协议相比,DUAL只发送更新给需要该更新信息的路由器。 在WAN低速链路上,EIGRP可能会占用大量带宽,默认只占用链路带宽50%,之后发布的IOS允许使用命令ip bandwidth-percent eigrp来修改这一默认值 .
3.支持多种网络层协议:EIGRP通过使用“协议相关模块”(即protocol-dependentmodule),可以支持IPX,ApplleTalk,IP,IPv6和NovellNetware等协议.
4.无缝连接数据链路层协议和拓扑结构:EIGRP不要求对OSI参考模型的层2协议做特别是配置.不像OSPF,OSPF对不同的层2协议要做不同配置,比如以太网和帧中继总之,EIGRP能够有效的工作在LAN和WAN中,而且EIGRP保证网络不会产生环路(loop-free);而且配置起来很简单;支持VLSM;它使用多播和单播,不使用广播,这样做节约了带宽;它使用和IGRP一样的度的算法,但是是32位长的;它可以做非等价的路径的负载平衡.
有几种内部网关协议可用，最流行的是RIP和HELLO，另一个协议称为开放式最短路径优先协议(OSPF)，这些协议没有一个是占主导地位的，但是RIP可能是最常见的IGP（内部网关协议）协议。选择特定的IGP以网络体系结构为基础。
RIP和HELLO协议都是计算到目的地的距离，它们的消息包括机器标识和到机器的距离。一般来讲，由于它们的路由表包含很多项，因此消息比较长。RIP和HELLO一直维护相邻网关之间的连接性以确保机器是活跃的。
路由信息协议使用广播技术。意思是说网关每隔一定时间要把路由表广播给其他网关。这也是RIP的一个问题，因为这会增加网络流量，降低网络性能。
HELLO协议与RIP的不同之处在于HELLO使用时间而不是距离作为路由因素。这要求网关对每条路由有合理的准确时间信息。由于这个原因，所以HELLO协议依赖于时钟同步消息。
开放式最短路径优先协议是由Internet工程任务组开发的协议，希望它能成为居于主导地位的IGP。用“最短路径”来描述协议的路由过程不准确。更好一些的名字是“最优路径”， 这其中要考虑许多因素来决定到达目的地的最佳路由。
OSPF(Open Shortest Path First)是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP)，用于在单一自治系统(autonomous system,AS)内决策路由。与RIP相对，OSPF是链路状态路有协议，而RIP是距离向量路由协议。
链路是路由器接口的另一种说法，因此OSPF也称为接口状态路由协议。OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。
开放最短路径协议(OSPF)协议不仅能计算两个网络结点之间的最短路径，而且能计算通信费用。可根据网络用户的要求来平衡费用和性能，以选择相应的路由。在一个自治系统内可划分出若干个区域，每个区域根据自己的拓扑结构计算最短路径，这减少了OSPF路由实现的工作量；OSPF属动态的自适应协议，对于网络的拓扑结构变化可以迅速地做出反应，进行相应调整，提供短的收敛期，使路由表尽快稳定化。每个路由器都维护一个相同的、完整的全网链路状态数据库。这个数据库很庞大，寻径时， 该路由器以自己为根，构造最短路径树，然后再根据最短路径构造路由表。路由器彼此交换，并保存整个网络的链路信息，从而掌握全网的拓扑结构，并独立计算路由。
RIP(Routing information Protocol)是应用较早、使用较普遍的内部网关协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP)，适用于小型同类网络，是典型的距离向量(distance-vector)协议。文档见RFC1058、RFC1723。
RIP通过广播UDP报文来交换路由信息，每30秒发送一次路由信息更新。RIP提供跳跃计数(hop count)作为尺度来衡量路由距离，跳跃计数是一个包到达目标所必须经过的路由器的数目。如果到相同目标有二个不等速或不同带宽的路由器，但跳跃计数相同，则RIP认为两个路由是等距离的。RIP最多支持的跳数为15，即在源和目的网间所要经过的最多路由器的数目为15，跳数16表示不可达。
PLP：分组级协议（Packet Level Protocol）
分组级协议（PLP），也叫做 X.25 3 级协议，是在 X.25 协议栈中的一个网络层协议。
PLP: Perceptual Linear Predictive, 感知线性预测系数
感知线性预测 PLP是受人的听觉系统研究成果推动而导出的声学特征。对人的听觉机理的研究发现，当两个频率相近的音调同时发出时，人只能听到一个音调。临界带宽指的就是这样一种令人的主观感觉发生突变的带宽边界，当两个音调的频率差小于临界带宽时，人就会把两个音调听成一个，这称之为屏蔽效应。PLP仍用德宾法去计算LPC参数，但在计算自相关参数时用的也是对听觉激励的对数能量谱进行DCT的方法。
hello协议是一种网络层协议，它使得网络设备能够互相标识自己的身份，并表明自己仍然处于工作状态。网络上的设备在接收到hello请求后返回hello应答。网络设备按照指定的时间间隔发送hello数据包，以表明自己仍处于工作状态。通过检查hello数据包，网络设备可以学习到其他设备的mac地址。
距离矢量组播路由选择协议
（DVMRP：Distance Vector Multicast Routing Protocol）
距离矢量组播路由选择协议 （DVMRP） 是一种互联网路由协议，为互联网络的主机组提供了一种面向无连接信息组播的有效机制。 DVMRP 是一个“ 内部网关议 ”；适合在自治系统内的使用，不适合在不同的自治系统之间使用。当前开发的 DVMRP 不能用于为非组播数据报路由，因此要想一个路由器既能为多播数据报又能为单播数据报路由，则它必须运行两个不同的路由选择进程。
DVMRP 的开发基于路由选择信息协议（RIP）。 DVMRP DVMRP 整合 RIP 中的许多特性和截断方向路径广播（TRPB ： Truncated Reverse Path Broadcasting）算法。另外，为了试验跨越不支持多播的网络可行性，开发了一种叫“ 隧道 ”的机制。 DVMRP 和 RIP 的主要不同之处在于：RIP 路由和转发数据报到明确的目的地。 DVMRP 的目的是为了跟踪到组播数据报出发地的返回路径。
DVMRP 数据包封装于 IP 数据报中，使用的 IP 协议号为 2 ，这点与 Internet 组管理协议 （IGMP） 相同。
协议结构
DVMRP 通过 IGMP 交换路由选择数据报。DVMRP 数据报由两部分组成：一个小型定长的 IGMP 头和一个标志数据流。
________________________________________________________________
|4 | 8 | 16 | 24 | 32bit |
|--------|------------|--------------|---------------------------|
|Version | Type | Sub-Type | Checksum |
|--------|------------|--------------|---------------------------|
| DVMRP Data stream |
----------------------------------------------------------------
Version ― 版本号为1。
Type ― DVMRP 类型为3。
Sub-Type ― 子类型有：1 = Response，提供一些目的地路线。2 = Request，请求到达目的地的路线。3 = Non-Membership Report，提供非会员报告。4 = Non-Membership Cancellation，取消先前的非会员报告。
Checksum ― Checksum必须基于传输进行计算并且基于数据包的接收而生效。DVMRP 信息的 Checksum 计算前提是 Checksum 字段设置为0。
一个自治系统就是处于一个管理机构控制之下的路由器和网络群组。它可以是一个路由器直接连接到一个LAN上，同时也连到Internet上；它可以是一个由企业骨干网互连的多个局域网。在一个自治系统中的所有路由器必须相互连接，运行相同的路由协议，同时分配同一个自治系统编号。自治系统之间的链接使用外部路由协议，例如B G P.
自治系统：autonomous system。在互联网中，一个自治系统(AS)是一个有权自主地决定在本系统中应采用何种路由协议的小型单位。这个网络单位可以是一个简单的网络也可以是一个由一个或多个普通的网络管理员来控制的网络群体，它是一个单独的可管理的网络单元(例如一所大学，一个企业或者一个公司个体)。一个自治系统有时也被称为是一个路由选择域（routing domain）。一个自治系统将会分配一个全局的唯一的号码，有时我们把这个号码叫做自治系统号（ASN）。
一个自治系统网络内部进行路由信息的通信使用内部网关协议（IGP，interior Gateway Protocols），而各个自治系统网络之间是通过边界网关协议（BGP，Border Gateway Protocol）来共享路由信息的。以前，我们通常使用外部网关协议（EGP，Exterior Gateway Protocol）来进行路由信息的通信。将来，边界网关协议将有望取代OSI中的域间选路协议（Inter-Domain Routing Protocol，IDRP）。
互联网协议指南给自治系统提出了如上的的定义后，又提出了一个更具有技术性的定义如下：
一个自治系统即为由一个或多个网络运营商来运行一个或多个网络协议前缀的网络连接组合，这些运营商往往都具有单独的定义明确的路由策略.
路由协议通过在路由器之间共享路由信息来支持可路由协议。路由信息在相邻路由器之间传递，确保所有路由器知道到其它路由器的路径。总之，路由协议创建了路由表，描述了网络拓扑结构；可路由协议与路由协议协同工作，执行路由选择和数据包转发功能。
路由选择协议是用来为可路由协议确定到达路径的，它包括RIP,IGRP,EIGRP,OSPF。起到一个地图导航，负责找路的作用。它工作在传输层或应用层。
路由选择协议主要是运行在路由器上的协议，主要用来进行路径选择。
路由协议作为TCP/IP协议族中重要成员之一，其选路过程实现的好坏会影响整个Internet网络的效率。按应用范围的不同，路由协议可分为两类：在一个AS（Autonomous System，自治系统，指一个互连网络，就是把整个Internet划分为许多较小的网络单位，这些小的网络有权自主地决定在本系统中应采用何种路由选择协议）内的路由协议称为内部网关协议（interior gateway protocol），AS之间的路由协议称为外部网关协议（exterior gateway protocol）。这里网关是路由器的旧称。现在正在使用的内部网关路由协议有以下几种：RIP-1，RIP-2，IGRP，EIGRP，IS-IS和OSPF。其中前4种路由协议采用的是距离向量算法，IS-IS和OSPF采用的是链路状态算法。对于小型网络，采用基于距离向量算法的路由协议易于配置和管理，且应用较为广泛，但在面对大型网络时，不但其固有的环路问题变得更难解决，所占用的带宽也迅速增长，以至于网络无法承受。因此对于大型网络，采用链路状态算法的IS-IS和OSPF较为有效，并且得到了广泛的应用。IS-IS与OSPF在质量和性能上的差别并不大，但OSPF更适用于IP，较IS-IS更具有活力。IETF始终在致力于OSPF的改进工作，其修改节奏要比IS-IS快得多。这使得OSPF正在成为应用广泛的一种路由协议。现在，不论是传统的路由器设计，还是即将成为标准的MPLS（多协议标记交换），均将OSPF视为必不可少的路由协议。
外部网关协议最初采用的是EGP。EGP是为一个简单的树形拓扑结构设计的，随着越来越多的用户和网络加入Internet，给EGP带来了很多的局限性。为了摆脱EGP的局限性，IETF边界网关协议工作组制定了标准的边界网关协议--BGP。
一、介绍
BGP是自治系统间的路由协议。BGP交换的网络可达性信息提供了足够的信息来检测路由回路并根据性能优先和策略约束对路由进行决策。特别地，BGP交换包含全部AS path的网络可达性信息，按照配置信息执行路由策略。
随着近年来互联网的进步和增长，它也不得不面对一些严重的规模问题，包括：
－B类网络地址空间的耗尽。该问题的主要原因之一，是缺少适于 中型组织的中等大小的网络；C类网络，最多拥有254个主机地址，实在太少，而B类网络允许最多65534个地址，却又太大无法充分使用。
－互联网路由器中路由表的增长使目前的软件（和人们）无法有效管理。
－32位IP地址空间的耗竭。
很明显，前两个问题和最后一个问题可能分别在今后一两年内和三年内变得急迫。无类别域间路由（CIDR）试图解决这些问题，设计相应机制来降低路由表和对新IP网络分配需求的增长速度。它并没有解决更具长期性的第三个问题，而是努力让近期问题推迟使得互联网仍能有效运作，同时着手远期的解决方案。
BGP-4对BGP-3做了扩展，支持路由信息的聚合及基于无类别域间路由体系（CIDR）的路由减少。本备忘录论述了BGP-4在互联网中的应用。
本文档的所有讨论基于如下假设：互联网是一些随意连接的自治系统的集合。也就是说，互联网可以建模成一张一般的网络图，图上节点是AS，边是每对AS间的连接。
自治系统的经典定义是，一组路由器在统一管理之下，在AS内使用内部网关协议和统一度量来路由数据包，而通过外部网关协议将数据包路由到其他AS。该经典定义尚在发展，一些AS在其内部使用多种内部网关协议和度量。在此，强调一下自治系统在本文档中的含义，即使它采用多种IGP和度量，它的管理区别于其他 AS，其内部路由是一致的，当路由穿越它时，它在图上视作一个节点。每个AS由一个管理机构管理，至少在外部看来它代表着该系统的路由信息。
二、BGP拓扑模型
当我们说一个在两个AS之间的连接时，意味着两件事：
物理连接：两个AS之间存在一条共享的数据链路子网，并且在该子网上，每个AS至少有一台自己的边界网关路由器。因此，每个AS的边界网关路由器可以转发数据包到其他AS的边界网关路由器，无需借助于AS内到AS间的路由。
BGP连接：在各个AS的BGP发言人之间有一个BGP会话进程，通过会话沟通路由，经过声明的AS到达某目标网络。
本文档中，我们对构成BGP连接的BGP发言人加以额外限制：他们必须是自己直接共享数据链路子网。因此，相邻AS间的BGP会话无需AS内或AS间的路由。超出本文范围的案例可能与该限制不符。
因此，在每个连接中，每个AS拥有一个以上的BGP发言人和边界网关路由器，这些BGP发言人和边界网关路由器分布在共享数据链路子网上。注意到， BGP发言人不一定是边界网关路由器，反之亦然。一条连接上一个AS的BGP发言人声明的路径可以被同一个共享子网上其他AS的边界网关路由器使用，也就是非直接的邻居是允许的。
一个AS内的流量，要么是源于该AS，要么是终于该AS（也就是说，IP数据包的源IP或目的IP在该AS内）。符合以上描述的流量称为"本地流量"，否则称为"过渡流量"。BGP使用的主要目的是控制过渡流量。
按照某AS如何处理过渡流量，AS可以分为以下几类：
末端AS：只连接到一个其他AS。自然地，末端AS只运输本地流量。
多宿主AS：连接到超过一个的其他AS，但不运输过渡流量。
过渡AS：连接到超过一个的其他AS，可以运输本地和过渡流量。
一个完整的AS path提供了有效和简捷的方式来避免路由回路、消除伴随距离向量算法的"计数到无穷"问题，因此，BGP没有对AS之间的连接拓扑加以任何限制。
三、互联网中的BGP
3.1 拓扑学考虑
互联网拓扑可以视作过渡AS、多宿主AS和末端AS的任意互连。为了尽可能减少对目前互联网结构的影响，末端和多宿主AS不一定要使用BGP。这些AS 可以运行其他的协议（比如，EGP）来与过渡AS交换网络可达性信息。使用BGP的过渡AS将对这些信息做标记，以表明其学习自BGP以外的方法。BGP 不一定运行于末端或多宿主AS，这就不会对源于或终于末端AS或多宿主AS的数据包的AS间路由质量产生负面影响。
然而，仍然建议在末端和多宿主AS上使用BGP。在这些情况下，BGP相比其他目前使用的协议（比如EGP），可以提供更优的带宽和性能。另外，这将减少默认路由的使用，为多宿主AS的AS间路由提供更好选择。
3.2 BGP的整体特性
整体水平上，BGP用来在多个自治系统间传递路由信息。其信息流如右图示：
这张图表说明，在AS间只用BGP传输信息，而在AS内BGP和IGP均可以传输信息。确保AS内BGP和IGP间路由信息的兼容性，是一个重大问题。
3.3 BGP邻居关系
互联网视作随意连接的AS的集合。通过BGP直接连接的路由器就是BGP发言人。BGP发言人可以在同一AS内，也可以在不同AS内。每个AS的BGP 发言人互相通信，遵照每个AS建立的策略，交换网络可达性信息。对某BGP发言人，如果与其他BGP发言人通信而且那个BGP发言人在不同的AS，则那个其他 BGP发言人称为外部对等体，而如果在相同的AS内，则称为内部对等体。
在一个AS内可以有许多BGP发言人并被认为是需要的。通常，如果一个 AS与其他AS有多个连接，则需要多个BGP发言人。所有BGP发言人代表着相同AS，对外保持统一形象。这就要求他们之间保持一致的路由信息。这些路由器可以通过BGP或其他方法互相通信。在同一AS内的所有BGP发言人的策略约束必须一致。一些技术，如使用带标记的IGP，可以用来探测可能的矛盾。
对于外部对等体，对等体分别属于不同的AS，但共享同一数据链路子网。这共同的子网用来在对等体之间运输BGP信息。如果BGP使用通过一个干预的AS，则将使AS path信息无效。自治系统号必须在BGP中使用，用来标明BGP发言人所在的自治系统。
外部网关协议（EGP：Exterior Gateway Protocol）是一种在自治系统的相邻两个网关主机间交换路由信息的协议。EGP 通常用来在因特网主机间交换路由表信息。它是一个轮询协议，能让每个网关控制和接收网络可大性信息的速率，允许每个系统控制它自己的开销，同时发出命令请求更新响应。路由表包含一组路由器、可达地址以及路径开销，从而可以选择最佳路由。每个路由器每间隔120秒或480秒会访问其邻居一次，邻居通过发送完整的路由表以示响应。EGP 的最新版本是EGP2。
加强型内部网关路由协议（EIGRP:Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）是Cisco的私有路由协议,它综合了距离矢量和链路状态2者的优点,它的特点包括:
1.快速收敛：链路状态包(Link-State Packet,LSP)的转发是不依靠路由计算的,所以大型网络可以较为快速的进行收敛.它只宣告链路和链路状态,而不宣告路由,所以即使链路发生了变化,不会引起该链路的路由被宣告.但是链路状态路由协议使用的是Dijkstra算法,该算法比较复杂,并且较占CPU和内存资源和其他路由协议单独计算路由相比,链路状态路由协议采用种扩散计算(diffusingcomputations ),通过多个路由器并行的记性路由计算,这样就可以在无环路产生的情况下快速的收敛.
2.减少带宽占用:EIGRP不作周期性的更新,它只在路由的路径和度发生变化以后做部分更新.当路径信息改变以后,DUAL只发送那条路由信息改变了的更新,而不是发送整个路由表.和更新传输到一个区域内的所有路由器上的链路状态路由协议相比,DUAL只发送更新给需要该更新信息的路由器。 在WAN低速链路上,EIGRP可能会占用大量带宽,默认只占用链路带宽50%,之后发布的IOS允许使用命令ip bandwidth-percent eigrp来修改这一默认值 .
3.支持多种网络层协议:EIGRP通过使用“协议相关模块”(即protocol-dependentmodule),可以支持IPX,ApplleTalk,IP,IPv6和NovellNetware等协议.
4.无缝连接数据链路层协议和拓扑结构:EIGRP不要求对OSI参考模型的层2协议做特别是配置.不像OSPF,OSPF对不同的层2协议要做不同配置,比如以太网和帧中继总之,EIGRP能够有效的工作在LAN和WAN中,而且EIGRP保证网络不会产生环路(loop-free);而且配置起来很简单;支持VLSM;它使用多播和单播,不使用广播,这样做节约了带宽;它使用和IGRP一样的度的算法,但是是32位长的;它可以做非等价的路径的负载平衡.
有几种内部网关协议可用，最流行的是RIP和HELLO，另一个协议称为开放式最短路径优先协议(OSPF)，这些协议没有一个是占主导地位的，但是RIP可能是最常见的IGP（内部网关协议）协议。选择特定的IGP以网络体系结构为基础。
RIP和HELLO协议都是计算到目的地的距离，它们的消息包括机器标识和到机器的距离。一般来讲，由于它们的路由表包含很多项，因此消息比较长。RIP和HELLO一直维护相邻网关之间的连接性以确保机器是活跃的。
路由信息协议使用广播技术。意思是说网关每隔一定时间要把路由表广播给其他网关。这也是RIP的一个问题，因为这会增加网络流量，降低网络性能。
HELLO协议与RIP的不同之处在于HELLO使用时间而不是距离作为路由因素。这要求网关对每条路由有合理的准确时间信息。由于这个原因，所以HELLO协议依赖于时钟同步消息。
开放式最短路径优先协议是由Internet工程任务组开发的协议，希望它能成为居于主导地位的IGP。用“最短路径”来描述协议的路由过程不准确。更好一些的名字是“最优路径”， 这其中要考虑许多因素来决定到达目的地的最佳路由。
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| IGRP：内部网关路由协议（IGRP：Interior Gateway Routing Protocol） 内部网关路由协议（IGRP）是一种在自治系统（AS：autonomous system）中提供路由选择功能的思科专有路由协议。在上世纪80年代中期，最常用的内部路由协议是路由信息协议（RIP）。尽管 RIP 对于实现小型或中型同机种互联网络的路由选择是非常有用的，但是随着网络的不断发展，其受到的限制也越加明显。思科路由器的实用性和 IGRP 的强大功能性，使得众多小型互联网络组织采用 IGRP 取代了 RIP。早在上世纪90年代，思科就推出了增强的 IGRP，进一步提高了 IGRP 的操作效率。 IGRP 是一种距离向量（Distance Vector）内部网关协议（IGP）。距离向量路由选择协议采用数学上的距离标准计算路径大小，该标准就是距离向量。距离向量路由选择协议通常与链路状态路由选择协议（Link-State Routing Protocols）相对，这主要在于：距离向量路由选择协议是对互联网中的所有节点发送本地连接信息。 为具有更大的灵活性，IGRP 支持多路径路由选择服务。在循环（Round Robin）方式下，两条同等带宽线路能运行单通信流，如果其中一根线路传输失败，系统会自动切换到另一根线路上。多路径可以是具有不同标准但仍然奏效的多路径线路。例如，一条线路比另一条线路优先3倍（即标准低3级），那么意味着这条路径可以使用3次。只有符合某特定最佳路径范围或在差量范围之内的路径才可以用作多路径。差量（Variance）是网络管理员可以设定的另一个值。 IGRP度量标准的计算公式如下：度量标准=[K1*带宽+(K2*带宽)/(256-负载)+K3*延迟]*[K5/(可靠性+K4)],默认的常数值是K1=K3=1，K2=K4=K5=0。因此，IGRP的度量标准计算简化为：度量标准=带宽+延迟。 IGRP使用复合度量值，在选择到目的地的路径方面，这种度量值比RIP单一度量值“跳数”更精确，度量值最小的路由为最佳路由。 IGRP度量值中包含以下分量： 带宽：路径中的最低带宽； 延迟：路径上的累积接口延迟； 可靠性：信源和目的地之间的链路上的负载，单位为bit/s（比特每秒）； MTU：路径上的最大传输单元。 补充内容 有关命令 任务 命令 指定使用RIP协议 router igrp autonomous-system1 指定与该路由器相连的网络 network network 指定与该路由器相邻的节点地址 neighbor ip-address 注：1、autonomous-system可以随意建立，并非实际意义上的autonomous-system,但运行IGRP的路由器要想交换路由更新信息其autonomous-system需相同。 cisco最新产品及IOS停止了对IGRP的支持 仅支持新的增强型内部网关路由协议（EIGRP） EIGRP和IGRP为cisco专有协议 但部分华为设备也支持此两种协议 发布路由更新信息的周期是90秒 |
链路是路由器接口的另一种说法，因此OSPF也称为接口状态路由协议。OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。
开放最短路径协议(OSPF)协议不仅能计算两个网络结点之间的最短路径，而且能计算通信费用。可根据网络用户的要求来平衡费用和性能，以选择相应的路由。在一个自治系统内可划分出若干个区域，每个区域根据自己的拓扑结构计算最短路径，这减少了OSPF路由实现的工作量；OSPF属动态的自适应协议，对于网络的拓扑结构变化可以迅速地做出反应，进行相应调整，提供短的收敛期，使路由表尽快稳定化。每个路由器都维护一个相同的、完整的全网链路状态数据库。这个数据库很庞大，寻径时， 该路由器以自己为根，构造最短路径树，然后再根据最短路径构造路由表。路由器彼此交换，并保存整个网络的链路信息，从而掌握全网的拓扑结构，并独立计算路由。
RIP(Routing information Protocol)是应用较早、使用较普遍的内部网关协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP)，适用于小型同类网络，是典型的距离向量(distance-vector)协议。文档见RFC1058、RFC1723。
RIP通过广播UDP报文来交换路由信息，每30秒发送一次路由信息更新。RIP提供跳跃计数(hop count)作为尺度来衡量路由距离，跳跃计数是一个包到达目标所必须经过的路由器的数目。如果到相同目标有二个不等速或不同带宽的路由器，但跳跃计数相同，则RIP认为两个路由是等距离的。RIP最多支持的跳数为15，即在源和目的网间所要经过的最多路由器的数目为15，跳数16表示不可达。
PLP：分组级协议（Packet Level Protocol）
分组级协议（PLP），也叫做 X.25 3 级协议，是在 X.25 协议栈中的一个网络层协议。
PLP: Perceptual Linear Predictive, 感知线性预测系数
感知线性预测 PLP是受人的听觉系统研究成果推动而导出的声学特征。对人的听觉机理的研究发现，当两个频率相近的音调同时发出时，人只能听到一个音调。临界带宽指的就是这样一种令人的主观感觉发生突变的带宽边界，当两个音调的频率差小于临界带宽时，人就会把两个音调听成一个，这称之为屏蔽效应。PLP仍用德宾法去计算LPC参数，但在计算自相关参数时用的也是对听觉激励的对数能量谱进行DCT的方法。
hello协议是一种网络层协议，它使得网络设备能够互相标识自己的身份，并表明自己仍然处于工作状态。网络上的设备在接收到hello请求后返回hello应答。网络设备按照指定的时间间隔发送hello数据包，以表明自己仍处于工作状态。通过检查hello数据包，网络设备可以学习到其他设备的mac地址。
距离矢量组播路由选择协议
（DVMRP：Distance Vector Multicast Routing Protocol）
距离矢量组播路由选择协议 （DVMRP） 是一种互联网路由协议，为互联网络的主机组提供了一种面向无连接信息组播的有效机制。 DVMRP 是一个“ 内部网关议 ”；适合在自治系统内的使用，不适合在不同的自治系统之间使用。当前开发的 DVMRP 不能用于为非组播数据报路由，因此要想一个路由器既能为多播数据报又能为单播数据报路由，则它必须运行两个不同的路由选择进程。
DVMRP 的开发基于路由选择信息协议（RIP）。 DVMRP DVMRP 整合 RIP 中的许多特性和截断方向路径广播（TRPB ： Truncated Reverse Path Broadcasting）算法。另外，为了试验跨越不支持多播的网络可行性，开发了一种叫“ 隧道 ”的机制。 DVMRP 和 RIP 的主要不同之处在于：RIP 路由和转发数据报到明确的目的地。 DVMRP 的目的是为了跟踪到组播数据报出发地的返回路径。
DVMRP 数据包封装于 IP 数据报中，使用的 IP 协议号为 2 ，这点与 Internet 组管理协议 （IGMP） 相同。
协议结构
DVMRP 通过 IGMP 交换路由选择数据报。DVMRP 数据报由两部分组成：一个小型定长的 IGMP 头和一个标志数据流。
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|4 | 8 | 16 | 24 | 32bit |
|--------|------------|--------------|---------------------------|
|Version | Type | Sub-Type | Checksum |
|--------|------------|--------------|---------------------------|
| DVMRP Data stream |
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Version ― 版本号为1。
Type ― DVMRP 类型为3。
Sub-Type ― 子类型有：1 = Response，提供一些目的地路线。2 = Request，请求到达目的地的路线。3 = Non-Membership Report，提供非会员报告。4 = Non-Membership Cancellation，取消先前的非会员报告。
Checksum ― Checksum必须基于传输进行计算并且基于数据包的接收而生效。DVMRP 信息的 Checksum 计算前提是 Checksum 字段设置为0。
一个自治系统就是处于一个管理机构控制之下的路由器和网络群组。它可以是一个路由器直接连接到一个LAN上，同时也连到Internet上；它可以是一个由企业骨干网互连的多个局域网。在一个自治系统中的所有路由器必须相互连接，运行相同的路由协议，同时分配同一个自治系统编号。自治系统之间的链接使用外部路由协议，例如B G P.
自治系统：autonomous system。在互联网中，一个自治系统(AS)是一个有权自主地决定在本系统中应采用何种路由协议的小型单位。这个网络单位可以是一个简单的网络也可以是一个由一个或多个普通的网络管理员来控制的网络群体，它是一个单独的可管理的网络单元(例如一所大学，一个企业或者一个公司个体)。一个自治系统有时也被称为是一个路由选择域（routing domain）。一个自治系统将会分配一个全局的唯一的号码，有时我们把这个号码叫做自治系统号（ASN）。
一个自治系统网络内部进行路由信息的通信使用内部网关协议（IGP，interior Gateway Protocols），而各个自治系统网络之间是通过边界网关协议（BGP，Border Gateway Protocol）来共享路由信息的。以前，我们通常使用外部网关协议（EGP，Exterior Gateway Protocol）来进行路由信息的通信。将来，边界网关协议将有望取代OSI中的域间选路协议（Inter-Domain Routing Protocol，IDRP）。
互联网协议指南给自治系统提出了如上的的定义后，又提出了一个更具有技术性的定义如下：
一个自治系统即为由一个或多个网络运营商来运行一个或多个网络协议前缀的网络连接组合，这些运营商往往都具有单独的定义明确的路由策略.
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