動(dòng)態(tài)路由協(xié)議及報(bào)文格式

1、10.4 RIP選路信息協(xié)議本節(jié)對(duì)R I P進(jìn)行了描述，這是因?yàn)樗亲顝V為使用（也是最受攻擊）的選路協(xié)議。對(duì)于R I P 的正式描述文件是RFC 1058 Hedrick 1988a，但是該R F C是在該協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)年后才出現(xiàn)的。 10.4.1報(bào)文格式RIP報(bào)文包含中在UDP數(shù)據(jù)報(bào)中，如圖10-2所示（在第11章中對(duì)UDP進(jìn)行更為詳細(xì)的描述）。 圖1 0 - 3給出了使用I P地址時(shí)的R I P報(bào)文 格式。命令字段為1表示請(qǐng)求，2表示應(yīng)答。還有兩個(gè)舍棄不用的命令（3和4），兩個(gè)非正式的命令：輪詢（5）和輪詢表項(xiàng)（6）。請(qǐng) 求表示要求其他系統(tǒng)發(fā)送其全部或部分路由IP款據(jù)握 一H-5璋墻抵HJPU

2、DP首都恥振文2。字節(jié) 8宇節(jié)圖1心 封裝在UE1F數(shù)據(jù)極中的RIF報(bào)文圖10-2封裝在UDP數(shù)據(jù)報(bào)中的RIP報(bào)文表。應(yīng)答則包含發(fā)送者全部或部分路由表。版本字段通常為1，而第2版R I P（1 0.5節(jié)）將此字段設(shè)置為2。緊跟在后面的2 0字節(jié)指定地址系列（address family）（對(duì)于IP地址來(lái)說(shuō)，其值是2）、I P地 址以及相應(yīng)的度量。在本節(jié)的后面可以看出，R I P的度量是以跳計(jì)數(shù)的。采用這種2 0字節(jié)格式的R I P報(bào)文可以通告多達(dá)2 5條路由。上限2 5是用來(lái)保證R I P報(bào)文的總 長(zhǎng)度為2 0X25 + 4 = 504,小于5 1 2字節(jié)。由于每個(gè)報(bào)文最多攜帶2 5個(gè)路由，因

3、此為了發(fā)送整 個(gè)路由表，經(jīng)常需要多個(gè)報(bào)文。10.4.2正常運(yùn)行讓我們來(lái)看一下采用R I P協(xié)議的r o u t e d程序正常運(yùn)行的結(jié)果。R I P常用的U D P端口號(hào) 是5 2 0。-初始化：在啟動(dòng)一個(gè)路由守護(hù)程序時(shí)，它先判斷啟動(dòng)了哪些接口，并在每個(gè)接口上發(fā)送 一個(gè)請(qǐng)求報(bào)文，要求其他路由器發(fā)送完整路由表。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路中，該請(qǐng)求是發(fā)送給其 他終點(diǎn)的。如果網(wǎng)絡(luò)支持廣播的話，這種請(qǐng)求是以廣播形式發(fā)送的。目的UD P端口號(hào)是 5 2 0 （這是其他路由器的路由守護(hù)程序端口號(hào)）。這種請(qǐng)求報(bào)文的命令字段為1，但地址系列字段設(shè)置為0，而度量字段設(shè)置為16。這是一 種要求另一端完整路由表的特殊請(qǐng)求報(bào)文。-

4、接收到請(qǐng)求。如果這個(gè)請(qǐng)求是剛才提到的特殊請(qǐng)求，那么路由器就將完整的路由表發(fā)送 給請(qǐng)求者。否則，就處理請(qǐng)求中的每一個(gè)表項(xiàng)：如果有連接到指明地址的路由，則將度 量設(shè)置成我們的值，否則將度量置為1 6 （度量為16是一種稱為“無(wú)窮大”的特殊值，它 意味著沒(méi)有到達(dá)目的的路由）。然后發(fā)回響應(yīng)。-接收到響應(yīng)。使響應(yīng)生效，可能會(huì)更新路由表?？赡軙?huì)增加新表項(xiàng)，對(duì)已有的表項(xiàng)進(jìn)行 修改，或是將已有表項(xiàng)刪除。-定期選路更新。每過(guò)3 0秒，所有或部分路由器會(huì)將其完整路由表發(fā)送給相鄰路由器。發(fā) 送路由表可以是廣播形式的（如在以太網(wǎng)上），或是發(fā)送給點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路的其他終點(diǎn)的。觸發(fā)更新。每當(dāng)一條路由的度量發(fā)生變化時(shí)，就對(duì)它進(jìn)行

5、更新。不需要發(fā)送完整路由表， 而只需要發(fā)送那些發(fā)生變化的表項(xiàng)。每條路由都有與之相關(guān)的定時(shí)器。如果運(yùn)行R I P的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)一條路由在3分鐘內(nèi)未更新，就將該路由的度量設(shè)置成無(wú)窮大（1 6），并標(biāo)注為刪除。這意味著已經(jīng)在6個(gè)3 0秒更新時(shí)間里 沒(méi)收到通告該路由的路由器的更新了。再過(guò)6 0秒，將從本地路由表中刪除該路由，以保證該 路由的失效已被傳播開。10.5 RIP 版本 2RFC 1388 Malkin 1993a中對(duì)R I P定義進(jìn)行了擴(kuò)充，通常稱其結(jié)果為R I P - 2。這些擴(kuò)充并 不改變協(xié)議本身，而是利用圖1 0 - 3中的一些標(biāo)注為“必須為0”的字段來(lái)傳遞一些額外的信息。 如果R I P

6、忽略這些必須為0的字段，那么，R I P和R I P - 2可以互操作。圖1 0 - 1 0重新給出了由日I P - 2定義的圖。對(duì)于R I P - 2來(lái)說(shuō)，其版本字段為2。圖E-1D框文格式選路域(routing domain)是一個(gè)選路守護(hù)程序的標(biāo)識(shí)符，它指出了這個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的所有者。在一個(gè)U n i x實(shí)現(xiàn)中，它可以是選路守護(hù)程序的進(jìn)程號(hào)。該域允許管理者在單個(gè)路由器上運(yùn)行 多個(gè)R I P實(shí)例，每個(gè)實(shí)例在一個(gè)選路域內(nèi)運(yùn)行。選路標(biāo)記(routing tag)是為了支持外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議而存在的。它攜帶著一個(gè)E G P和B G ?的自 治系統(tǒng)號(hào)。每個(gè)表項(xiàng)的子網(wǎng)掩碼應(yīng)用于相應(yīng)的I P地址上。下一站IP地址

7、指明發(fā)往目的IP地址的報(bào)文該發(fā)往哪里。該字段為0意味著發(fā)往目的地址的報(bào)文應(yīng)該發(fā)給發(fā)送R I P報(bào)文的系統(tǒng)。R I P - 2提供了一種簡(jiǎn)單的鑒別機(jī)制?？梢灾付≧ I P報(bào)文的前2 0字節(jié)表項(xiàng)地址系列為0 x ffff， 路由標(biāo)記為2。表項(xiàng)中的其余16字節(jié)包含一個(gè)明文口令。最后，R I P - 2除了廣播(第12章)夕卜，還支持多播。這可以減少不收聽R I P - 2報(bào)文的主機(jī) 的負(fù)載。DR/BDRDR/BDRDR/BDR 簡(jiǎn)介在廣播網(wǎng)和NBMA網(wǎng)絡(luò)中，任意兩臺(tái)路由器之間都要交換路由信息。如果網(wǎng)絡(luò)中有n臺(tái) 路由器，則需要建立n(n-1)/2個(gè)鄰接關(guān)系。這使得任何一臺(tái)路由器的路由變化都會(huì)導(dǎo)致 多次

8、傳遞，浪費(fèi)了帶寬資源。為解決這一問(wèn)題，OSPF協(xié)議定義了指定路由器DR(Desi gnated Router)，所有路由器都只將信息發(fā)送給DR，由DR將網(wǎng)絡(luò)鏈路狀態(tài)發(fā)送出去。 如果DR由于某種故障而失效，則網(wǎng)絡(luò)中的路由器必須重新選舉DR，再與新的DR同步。 這需要較長(zhǎng)的時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，路由的計(jì)算是不正確的。為了能夠縮短這個(gè)過(guò)程，O SPF提出了 BDR(Backup Designated Router，備份指定路由器)的概念。BDR實(shí)際上是對(duì)DR的一個(gè)備份，在選舉DR的同時(shí)也選舉出BDR，BDR也和本網(wǎng)段內(nèi) 的所有路由器建立鄰接關(guān)系并交換路由信息。當(dāng)DR失效后，BDR會(huì)立即成為。日。由于

9、不需要重新選舉，并且鄰接關(guān)系事先已建立，所以這個(gè)過(guò)程是非常短暫的。當(dāng)然這時(shí)還需 要再重新選舉出一個(gè)新的BDR，雖然一樣需要較長(zhǎng)的時(shí)間，但并不會(huì)影響路由的計(jì)算。DR和BDR之外的路由器(稱為DR Other)之間將不再建立鄰接關(guān)系，也不再交換任何路由信息。這樣就減少了廣播網(wǎng)和NBMA網(wǎng)絡(luò)上各路由器之間鄰接關(guān)系的數(shù)量。如圖7所示，用實(shí)線代表以太網(wǎng)物理連接，虛線代表建立的鄰接關(guān)系。可以看到，采用D R/BDR機(jī)制后，5臺(tái)路由器之間只需要建立7個(gè)鄰接關(guān)系就可以了。圖7 DR和BDR示意圖2. DR/BDR選舉過(guò)程DR和BDR是由同一網(wǎng)段中所有的路由器根據(jù)路由器優(yōu)先級(jí)、Router ID通過(guò)HELLO報(bào)

10、 文選舉出來(lái)的，只有優(yōu)先級(jí)大于0的路由器才具有選取資格。進(jìn)行DR/BDR選舉時(shí)每臺(tái)路由器將自己選出的DR寫入Hello報(bào)文中，發(fā)給網(wǎng)段上的每 臺(tái)運(yùn)行OSPF協(xié)議的路由器。當(dāng)處于同一網(wǎng)段的兩臺(tái)路由器同時(shí)宣布自己是DR時(shí)，路由 器優(yōu)先級(jí)高者勝出。如果優(yōu)先級(jí)相等，則Router ID大者勝出。如果一臺(tái)路由器的優(yōu)先 級(jí)為0，則它不會(huì)被選舉為DR或BDR。需要注意的是： 只有在廣播或NBMA類型接口才會(huì)選舉DR，在點(diǎn)到點(diǎn)或點(diǎn)到多點(diǎn)類型的接口上不需要選舉DR。 DR是某個(gè)網(wǎng)段中的概念，是針對(duì)路由器的接口而言的。某臺(tái)路由器在一個(gè)接口上可能是DR，在另一個(gè)接口上有可能是BDR，或者是DR Other。 路由器

11、的優(yōu)先級(jí)可以影響一個(gè)選取過(guò)程，但是當(dāng)DR/BDR已經(jīng)選取完畢，就算一 臺(tái)具有更高優(yōu)先級(jí)的路由器變?yōu)橛行?，也不?huì)替換該網(wǎng)段中已經(jīng)選取的DR/BDR成為新 的 DR/BDRo DR并不一定就是路由器優(yōu)先級(jí)最高的路由器接口；同理，BDR也并不一定就是 路由器優(yōu)先級(jí)次高的路由器接口。OSPF的報(bào)文格式2008-09-12 19:07:13標(biāo)簽：OSPF推送到技術(shù)圈的報(bào)文格式JsPFOSPF報(bào)文直接封裝為IP報(bào)文協(xié)議報(bào)文，協(xié)議號(hào)為89。一個(gè)比較完整的OSPF報(bào)文（以LSU報(bào)文為例）結(jié)構(gòu)如圖8所示。iPh知血r OSPF packelNumtief trf LSAa LSA 而麗由LEA Data 圖 8

12、 OSPF報(bào)文結(jié)構(gòu)1. OSPF報(bào)文頭OSPF有五種報(bào)文類型，它們有相同的報(bào)文頭。如圖9所示。圖9OSPF報(bào)文頭格式主要字段的解釋如下：Version： OSPF的版本號(hào)。對(duì)于OSPFv2來(lái)說(shuō)，其值為2。Type： OSPF報(bào)文的類型。數(shù)值從1到5，分別對(duì)應(yīng)Hello報(bào)文、DD報(bào)文、LS R報(bào)文、LSU報(bào)文和LSAck報(bào)文。Packet length： OSPF報(bào)文的總長(zhǎng)度，包括報(bào)文頭在內(nèi)，單位為字節(jié)。Router ID：始發(fā)該LSA的路由器的ID。Area ID：始發(fā)LSA的路由器所在的區(qū)域ID。Checksum :對(duì)整個(gè)報(bào)文的校驗(yàn)和。AuType：驗(yàn)證類型?？煞譃椴或?yàn)證、簡(jiǎn)單（明文）口令驗(yàn)

13、證和MD5驗(yàn)證，其值 分別為0、1、2。Authentication :其數(shù)值根據(jù)驗(yàn)證類型而定。當(dāng)驗(yàn)證類型為0時(shí)未作定義，為1 時(shí)此字段為密碼信息，類型為2時(shí)此字段包括Key ID、MD5驗(yàn)證數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和序列號(hào)的信 息。ffl說(shuō)明：MD5驗(yàn)證數(shù)據(jù)添加在OSPF報(bào)文后面，不包含在Authenticaiton字段中。Hello 報(bào)文（Hello Packet）最常用的一種報(bào)文，周期性的發(fā)送給鄰居路由器用來(lái)維持鄰居關(guān)系以及DR/BDR的選舉， 內(nèi)容包括一些定時(shí)器的數(shù)值、DR、BDR以及自己已知的鄰居。Hello報(bào)文格式如圖10所 示。071531V&rsicirillPacket lengthRoul

14、sr IDArea IDChecksumAuthenlKaticmAutlwilicatlcinMctwcrk Ma 5kHelk)l ntefOptionsRtr PriRxjlfirDadlnLervoldesignated routerBackup d凸母心庭 頗也Neiglndilhjf、1-.-十 r .上 j-! ! 1 ra r0 Hello報(bào)文格式主要字段解釋如下：Network Mask:發(fā)送Hello報(bào)文的接口所在網(wǎng)絡(luò)的掩碼，如果相鄰兩臺(tái)路由器 的網(wǎng)絡(luò)掩碼不同，則不能建立鄰居關(guān)系。Hellointerval：發(fā)送Hello報(bào)文的時(shí)間間隔。如果相鄰兩臺(tái)路由器的Hello間隔

15、時(shí)間不同，則不能建立鄰居關(guān)系。Rtr Pri:路由器優(yōu)先級(jí)。如果設(shè)置為0，則該路由器接口不能成為DR/BDR。RouterDeadinterval：失效時(shí)間。如果在此時(shí)間內(nèi)未收到鄰居發(fā)來(lái)的Hello報(bào)文，則認(rèn)為鄰居失效。如果相鄰兩臺(tái)路由器的失效時(shí)間不同，則不能建立鄰居關(guān)系。Designated Router：指定路由器的接口的IP地址。Backup Designated Router:備份指定路由器的接口的IP地址。Neighbor：鄰居路由器的Router ID。DD 報(bào)文(Database Description Packet)兩臺(tái)路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)同步時(shí)，用DD報(bào)文來(lái)描述自己的LSDB，內(nèi)

16、容包括LSDB中每一 條 LSA 的 Header（LSA 的 Header 可以唯一標(biāo)識(shí)一條 LSA）。LSA Header 只占一條 L SA的整個(gè)數(shù)據(jù)量的一小部分，這樣可以減少路由器之間的協(xié)議報(bào)文流量，對(duì)端路由器根 據(jù)LSA Header就可以判斷出是否已有這條LSA。DD報(bào)文格式如圖11所示。1 DD報(bào)文格式主要字段的解釋如下：Interface MTU：在不分片的情況下，此接口最大可發(fā)出的IP報(bào)文長(zhǎng)度。I（Initial）：當(dāng)發(fā)送連續(xù)多個(gè)DD報(bào)文時(shí)，如果這是第一個(gè)DD報(bào)文，則置為1， 否則置為0。M （More）：當(dāng)連續(xù)發(fā)送多個(gè)DD報(bào)文時(shí)，如果這是最后一個(gè)DD報(bào)文，則置為0。 否則置

17、為1，表示后面還有其他的DD報(bào)文。MS（Master/Slave）：當(dāng)兩臺(tái)OSPF路由器交換DD報(bào)文時(shí)，首先需要確定雙 方的主（Master）從（Slave）關(guān)系，Router ID大的一方會(huì)成為Master。當(dāng)值為1時(shí) 表示發(fā)送方為Master。DD Sequence Number： DD報(bào)文序列號(hào)，由Master方規(guī)定起始序列號(hào)，每 發(fā)送一個(gè)DD報(bào)文序列號(hào)加1，Slave方使用Master的序列號(hào)作為確認(rèn)。主從雙方利用 序列號(hào)來(lái)保證DD報(bào)文傳輸?shù)目煽啃院屯暾?。LSR報(bào)文(Link State Request Packet)兩臺(tái)路由器互相交換過(guò)DD報(bào)文之后，知道對(duì)端的路由器有哪些LSA是本

18、地的LSDB所 缺少的，這時(shí)需要發(fā)送LSR報(bào)文向?qū)Ψ秸?qǐng)求所需的LSA。內(nèi)容包括所需要的LSA的摘要。 LSR報(bào)文格式如圖12所示。2 LSR報(bào)文格式主要字段解釋如下：LS type： LSA 的類型號(hào)。例如 Typel 表示 Router LSA。Link State ID：鏈路狀態(tài)標(biāo)識(shí)，根據(jù)LSA的類型而定。Advertising Router:產(chǎn)生此 LSA 的路由器的 Router ID。LSU報(bào)文(Link State Update Packet)LSU報(bào)文用來(lái)向?qū)Χ寺酚善靼l(fā)送所需要的LSA,內(nèi)容是多條LSA （全部?jī)?nèi)容）的集合。L SU報(bào)文格式如圖13所示。3 LSU報(bào)文格式主要字段

19、解釋如下：Number of LSAs：該報(bào)文包含的LSA的數(shù)量。LSAs：該報(bào)文包含的所有LSA。LSAck 報(bào)文(Link State Acknowledgment Packet)LSAck報(bào)文用來(lái)對(duì)接收到的LSU報(bào)文進(jìn)行確認(rèn)，內(nèi)容是需要確認(rèn)的LSA的Header。一 個(gè)LSAck報(bào)文可對(duì)多個(gè)LSA進(jìn)行確認(rèn)。報(bào)文格式如圖14所示。主要字段解釋如下：LSA Headers:該報(bào)文包含的LSA頭部。7. LSA頭格式所有的LSA都有相同的報(bào)文頭，其格式如圖15所示。5 LSA的頭格式主要字段的解釋如下： LS age： LSA產(chǎn)生后所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，以秒為單位。LSA在本路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（L

20、SDB）中會(huì)隨時(shí)間老化（每秒鐘加1），但在網(wǎng)絡(luò)的傳輸過(guò)程中卻不會(huì)。LS type： LSA 的類型。Link State ID：具體數(shù)值根據(jù)LSA的類型而定。Advertising Router:始發(fā) LSA 的路由器的 ID。 LS sequence number： LSA的序列號(hào)，其他路由器根據(jù)這個(gè)值可以判斷哪個(gè) LSA是最新的。LS checksum:除了 LS age字段外，關(guān)于LSA的全部信息的校驗(yàn)和。length: LSA的總長(zhǎng)度，包括LSA Header，以字節(jié)為單位。OSPF報(bào)文的具體格式怎樣?日期：2006-6-28 14:22:00 Host01.Com訪問(wèn)： Q全屏查看全

21、文答：所有的OSPF報(bào)文有統(tǒng)一的報(bào)文頭格式，如下圖版本：指OSPF版本1或2為每一 L跛重復(fù)為每連接狀態(tài)數(shù)據(jù)報(bào)文有如下報(bào)文頭該報(bào)文發(fā)出的時(shí)間（16）連接狀態(tài)類型偈）連接狀態(tài)ID （羽）發(fā)送報(bào)文的路由器（裂）報(bào)文的序號(hào)（3W）報(bào)文檢驗(yàn)和（16）長(zhǎng)度（成圖14連接狀態(tài)傳送報(bào)文頭結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)描述報(bào)文有如下格式:OSPF 頭標(biāo)(192)保留可選（| J m|m$DD序號(hào)（口*裂）數(shù)據(jù)庫(kù)段1 t。n數(shù)據(jù)庫(kù)段的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)列表，每一連接狀態(tài)傳送都由連接狀態(tài)報(bào)文頭描述連接狀態(tài)請(qǐng)求報(bào)文有以下格式CiSPF報(bào)義頭（1劉）連接狀態(tài)類型1（3W）連接狀態(tài)ID1 （羽）發(fā)送報(bào)文的路由器1（羽）連接狀態(tài)類型口（2）連接狀態(tài)ID

22、 口（裂）。發(fā)送報(bào)文的路由器口（裂）圖15連接狀態(tài)請(qǐng)求報(bào)文連接狀態(tài)升級(jí)報(bào)文有如下格式：1 .路由器連接狀態(tài)升級(jí)報(bào)文：連接狀態(tài)確認(rèn)報(bào)文格式圖18連接狀態(tài)確認(rèn)報(bào)文PIM-DM、PIM-SM分別適于小規(guī)模和大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的原因PIM-DM :協(xié)議無(wú)關(guān)組播協(xié)議一密集模式。它不需要單獨(dú)的組播協(xié)議，利用路由器上單播路 由協(xié)議的路由表作反向路徑轉(zhuǎn)發(fā)檢查，由此獲得組播分布樹。相比另兩種協(xié)議，PIM-DM的 開銷要小很多，它用于組播源和目的非?？拷⒔邮照邤?shù)量大于發(fā)送者數(shù)量并且組播流量比 較大的環(huán)境中效果很好。PIM-SM:協(xié)議無(wú)關(guān)組播協(xié)議一稀疏模式。工作原理與PIM-DM類似，但專門針對(duì)稀疏環(huán) 境優(yōu)化。適用于組播

23、組中接收者較少、間歇性組播流量的情況。不同于PIM-DM的廣播方 式，PIM-SM定義了一個(gè)集合點(diǎn)（RP），所有的接收者在RP注冊(cè)，組播分組由RP轉(zhuǎn)發(fā)給接 收者。PIM-SM for IPv6:松散模式協(xié)議獨(dú)立性組播，即不依賴于特定的單播路由協(xié)議。它采用匯 聚點(diǎn)（RP）收集并記錄對(duì)組播數(shù)據(jù)有需求的路由器，并通過(guò)匯聚點(diǎn)將源發(fā)出的組播數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 發(fā)到這些路由器。而且PIM-SM還允許接收者切換到更優(yōu)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑來(lái)接受組播數(shù)據(jù)。主 要用于幫助運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)大型網(wǎng)絡(luò)（如Internet）中發(fā)送者和接收者距離遠(yuǎn)，且組播流持續(xù)性 差的點(diǎn)到多點(diǎn)的IPv6組播服務(wù)。PIM-SM是目前應(yīng)用最為廣泛的組播協(xié)議。（RFC4601 ）PIM-DM for IPv6 :密集模式協(xié)議