動態選路協議のRIP
本章討論動態選路協議，它用於路由器間的通訊。我們主要討論R I P，即選路資訊協議(Routing Infromation Protocol)，大多數T C P / I P實現都提供這個應用廣泛的協議。然後討論兩種新的選路協議，O S P F和B G P。本章的最後研究一種名叫無分類域間選路的新的選路技術，現在I n t e r n e t上正在開始採用該協議以保持B類網路的數量。
動態選路
當相鄰路由器之間進行通訊，以告知對方每個路由器當前所連線的網路，這時就出現了動態選路。路由器之間必須採用選路協議進行通訊，這樣的選路協議有很多種。路由器上有一個程序稱為路由守護程式（routing daemon），它執行選路協議，並與其相鄰的一些路由器進行通訊。正如圖9 - 1所示，路由守護程式根據它從相鄰路由器接收到的資訊，更新核心中的路由表。動態選路並不改變我們在9 . 2節中所描述的核心在I P層的選路方式。這種選路方式稱為選路機制（routing mechanism）。核心搜尋路由表，查詢主機路由、網路路由以及預設路由的方式並沒有改變。僅僅是放置到路由表中的資訊改變了—當路由隨時間變化時，路由是由路由守護程式動態地增加或刪除，而不是來自於自載入程式檔案中的r o u t e命令。正如前面所描述的那樣，路由守護程式將選路策略（routing policy）加入到系統中，選擇路由並加入到核心的路由表中。如果守護程式發現前往同一信宿存在多條路由，那麼它（以某種方法）將選擇最佳路由並加入核心路由表中。如果路由守護程式發現一條鏈路已經斷開（可能是路由器崩潰或電話線路不好），它可以刪除受影響的路由或增加另一條路由以繞過該問題。在像I n t e r n e t這樣的系統中，目前採用了許多不同的選路協議。I n t e r n e t是以一組自治系統(A S，Autonomous System)的方式組織的，每個自治系統通常由單個實體管理。常常將一個公司或大學校園定義為一個自治系統。N S F N E T的I n t e r n e t骨幹網形成一個自治系統，這是因為骨幹網中的所有路由器都在單個的管理控制之下。每個治系統可以選擇該自治系統中各個路由器之間的選路協議。這種協議我們稱之為內部閘道器協議I G P（Interior Gateway Protocol）或域內選路協議（intradomain routing protocol）。最常用的I G P是選路資訊協議R I P。一種新的I G P是開放最短路徑優先O S P F（Open Shortest
Path First）協議。它意在取代R I P。另一種1 9 8 6年在原來N S F N E T骨幹網上使用的較早的I G P協議—H E L L O，現在已經不用了。新的RFC [Almquist 1993]規定，實現任何動態選路協議的路由器必須同時支援OSPF和RIP，還可以支援其他IGP協議。外部閘道器協議E G P（Exterier Gateway Protocol）或域內選路協議的分隔選路協議用於不
同自治系統之間的路由器。在歷史上，（令人容易混淆）改進的E G P有著一個與它名稱相同的協議：E G P。新E G P是當前在N S F N E T骨幹網和一些連線到骨幹網的區域性網
Unix選路守護程式
U n i x系統上常常執行名為r o u t e d路由守護程式。幾乎在所有的T C P / I P實現中都提供該程式。該程式只使用R I P進行通訊，我們將在下一節中討論該協議。這是一種用於小型到中型網路中的協議。另一個程式是g a t e d。I G P和E G P都支援它。
選路資訊協議
RIP報文包含中在UDP資料報中。這裡只總結版本1，對於版本2參考tcp/ip（v1
命令欄位為1表示請求，2表示應答。還有兩個捨棄不用的命令（ 3和4），兩個非正式的命令：輪詢（ 5）和輪詢表項（ 6）。請求表示要求其他系統傳送其全部或部分路由表。應答則包含傳送者全部或部分路由表。版本欄位通常為1，而第2版R I P將此欄位設定為2。緊跟在後面的2 0位元組指定地址系列（ address family）（對於I P地址來說，其值是2）、I P地址以及相應的度量。在本節的後面可以看出， R I P的度量是以跳計數的。採用這種2 0位元組格式的R I P報文可以通告多達2 5條路由。上限2 5是用來保證R I P報文的總長度為2 0×25 + 4 = 504，小於5 1 2位元組。由於每個報文最多攜帶2 5個路由，因此為了傳送整個路由表，經常需要多個報文。有一個注意點：跳數的最大值是1 5，這意味著R I P只能用在主機間最大跳數值為1 5的A S（自治系統）內。度量為1 6表示到無路由到達該I P地址。最大跳數為15限制了使用RIP網路的大小。
正常執行
讓我們來看一下采用R I P協議的r o u t e d程式正常執行的結果。R I P常用的U D P埠號是5 2 0。
1）初始化：在啟動一個路由守護程式時，它先判斷啟動了哪些介面，並在每個介面上傳送一個請求報文，要求其他路由器傳送完整路由表。在點對點鏈路中，該請求是傳送給其他終點的。如果網路支援廣播的話，這種請求是以廣播形式傳送的。這種請求報文的命令欄位為1，但地址系列欄位設定為0，而度量欄位設定為1 6。這是一種要求另一端完整路由表的特殊請求報文。
2）接收到請求。如果這個請求是剛才提到的特殊請求，那麼路由器就將完整的路由表傳送給請求者。否則，就處理請求中的每一個表項：如果有連線到指明地址的路由，則將度量設定成我們的值，否則將度量置為1 6（度量為1 6是一種稱為“無窮大”的特殊值，它意味著沒有到達目的的路由）。然後發回響應。
3）接收到響應。使響應生效，可能會更新路由表。可能會增加新表項，對已有的表項進行修改，或是將已有表項刪除。
4）定期選路更新。每過3 0秒，所有或部分路由器會將其完整路由表傳送給相鄰路由器。傳送路由表可以是廣播形式的（如在乙太網上），或是傳送給點對點鏈路的其他終點的。
5）觸發更新。每當一條路由的度量發生變化時，就對它進行更新。不需要傳送完整路由表，而只需要傳送那些發生變化的表項。
每條路由都有與之相關的定時器。如果執行R I P的系統發現一條路由在3分鐘內未更新，就將該路由的度量設定成無窮（16），並標註為刪除。這意味著已經在6個3 0秒更新時間裡沒收到通告該路由的路由器的更新了。再過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。
更新演算法
RIP採用的是距離向量演算法，是以最小的跳數為判定標準的。這裡舉個例子：
RIP存在的問題
RIP存在的一個問題就是當網路出現故障的時候，要經過較長的時間才能將此資訊傳送到所有的路由器。如下圖：
如果網路1出現故障，然後R1更新自己的路由表，但是需要30秒之後才向R2傳送，所以此時如果R2先發送了路由表過來的話，然們就會使得，需要很多次往返傳送才能使R2得知網路1故障。