動態(tài)路由協(xié)議及報文格式

1、10.4 RIP選路信息協(xié)議本節(jié)對R I P進行了描述，這是因為它是最廣為使用（也是最受攻擊）的選路協(xié)議。對于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)議實現(xiàn)數(shù)年后才出現(xiàn)的。 10.4.1報文格式RIP報文包含中在UDP數(shù)據(jù)報中，如圖10-2所示（在第11章中對UDP進行更為詳細的描述）。 圖1 0 - 3給出了使用I P地址時的R I P報文 格式。命令字段為1表示請求，2表示應答。還有兩個舍棄不用的命令（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(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報文圖10-2封裝在UDP數(shù)據(jù)報中的RIP報文表。應答則包含發(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）（對于IP地址來說，其值是2）、I P地 址以及相應的度量。在本節(jié)的后面可以看出，R I P的度量是以跳計數(shù)的。采用這種2 0字節(jié)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 0X25 + 4 = 504,小于5 1 2字節(jié)。由于每個報文最多攜帶2 5個路由，因

3、此為了發(fā)送整 個路由表，經(jīng)常需要多個報文。10.4.2正常運行讓我們來看一下采用R I P協(xié)議的r o u t e d程序正常運行的結(jié)果。R I P常用的U D P端口號 是5 2 0。-初始化：在啟動一個路由守護程序時，它先判斷啟動了哪些接口，并在每個接口上發(fā)送 一個請求報文，要求其他路由器發(fā)送完整路由表。在點對點鏈路中，該請求是發(fā)送給其 他終點的。如果網(wǎng)絡支持廣播的話，這種請求是以廣播形式發(fā)送的。目的UD P端口號是 5 2 0 （這是其他路由器的路由守護程序端口號）。這種請求報文的命令字段為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求報文。-

4、接收到請求。如果這個請求是剛才提到的特殊請求，那么路由器就將完整的路由表發(fā)送 給請求者。否則，就處理請求中的每一個表項：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“無窮大”的特殊值，它 意味著沒有到達目的的路由）。然后發(fā)回響應。-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。-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)送給點對點鏈路的其他終點的。觸發(fā)更新。每當一條路由的度量發(fā)生變化時，就對它進行

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。每條路由都有與之相關(guān)的定時器。如果運行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)置成無窮大（1 6），并標注為刪除。這意味著已經(jīng)在6個3 0秒更新時間里 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。10.5 RIP 版本 2RFC 1388 Malkin 1993a中對R I P定義進行了擴充，通常稱其結(jié)果為R I P - 2。這些擴充并 不改變協(xié)議本身，而是利用圖1 0 - 3中的一些標注為“必須為0”的字段來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。對于R I P - 2來說，其版本字段為2。圖E-1D框文格式選路域(routing domain)是一個選路守護程序的標識符，它指出了這個數(shù)據(jù)報的所有者。在一個U n i x實現(xiàn)中，它可以是選路守護程序的進程號。該域允許管理者在單個路由器上運行 多個R I P實例，每個實例在一個選路域內(nèi)運行。選路標記(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E G P和B G ?的自 治系統(tǒng)號。每個表項的子網(wǎng)掩碼應用于相應的I P地址上。下一站IP地址

7、指明發(fā)往目的IP地址的報文該發(fā)往哪里。該字段為0意味著發(fā)往目的地址的報文應該發(fā)給發(fā)送R I P報文的系統(tǒng)。R I P - 2提供了一種簡單的鑒別機制?？梢灾付≧ I P報文的前2 0字節(jié)表項地址系列為0 x ffff， 路由標記為2。表項中的其余16字節(jié)包含一個明文口令。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報文的主機 的負載。DR/BDRDR/BDRDR/BDR 簡介在廣播網(wǎng)和NBMA網(wǎng)絡中，任意兩臺路由器之間都要交換路由信息。如果網(wǎng)絡中有n臺 路由器，則需要建立n(n-1)/2個鄰接關(guān)系。這使得任何一臺路由器的路由變化都會導致 多次

8、傳遞，浪費了帶寬資源。為解決這一問題，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)絡中的路由器必須重新選舉DR，再與新的DR同步。 這需要較長的時間，在這段時間內(nèi)，路由的計算是不正確的。為了能夠縮短這個過程，O SPF提出了 BDR(Backup Designated Router，備份指定路由器)的概念。BDR實際上是對DR的一個備份，在選舉DR的同時也選舉出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DR失效后，BDR會立即成為。日。由于

9、不需要重新選舉，并且鄰接關(guān)系事先已建立，所以這個過程是非常短暫的。當然這時還需 要再重新選舉出一個新的BDR，雖然一樣需要較長的時間，但并不會影響路由的計算。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)絡上各路由器之間鄰接關(guān)系的數(shù)量。如圖7所示，用實線代表以太網(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機制后，5臺路由器之間只需要建立7個鄰接關(guān)系就可以了。圖7 DR和BDR示意圖2. DR/BDR選舉過程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、Router ID通過HELLO報

10、 文選舉出來的，只有優(yōu)先級大于0的路由器才具有選取資格。進行DR/BDR選舉時每臺路由器將自己選出的DR寫入Hello報文中，發(fā)給網(wǎng)段上的每 臺運行OSPF協(xié)議的路由器。當處于同一網(wǎng)段的兩臺路由器同時宣布自己是DR時，路由 器優(yōu)先級高者勝出。如果優(yōu)先級相等，則Router ID大者勝出。如果一臺路由器的優(yōu)先 級為0，則它不會被選舉為DR或BDR。需要注意的是： 只有在廣播或NBMA類型接口才會選舉DR，在點到點或點到多點類型的接口上不需要選舉DR。 DR是某個網(wǎng)段中的概念，是針對路由器的接口而言的。某臺路由器在一個接口上可能是DR，在另一個接口上有可能是BDR，或者是DR Other。 路由器

11、的優(yōu)先級可以影響一個選取過程，但是當DR/BDR已經(jīng)選取完畢，就算一 臺具有更高優(yōu)先級的路由器變?yōu)橛行?，也不會替換該網(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)先級次高的路由器接口。OSPF的報文格式2008-09-12 19:07:13標簽：OSPF推送到技術(shù)圈的報文格式JsPFOSPF報文直接封裝為IP報文協(xié)議報文，協(xié)議號為89。一個比較完整的OSPF報文（以LSU報文為例）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報文結(jié)構(gòu)1. OSPF報文頭OSPF有五種報文類型，它們有相同的報文頭。如圖9所示。圖9OSPF報文頭格式主要字段的解釋如下：Version： OSPF的版本號。對于OSPFv2來說，其值為2。Type： OSPF報文的類型。數(shù)值從1到5，分別對應Hello報文、DD報文、LS R報文、LSU報文和LSAck報文。Packet length： OSPF報文的總長度，包括報文頭在內(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 :對整個報文的校驗和。AuType：驗證類型?？煞譃椴或炞C、簡單（明文）口令驗

13、證和MD5驗證，其值 分別為0、1、2。Authentication :其數(shù)值根據(jù)驗證類型而定。當驗證類型為0時未作定義，為1 時此字段為密碼信息，類型為2時此字段包括Key ID、MD5驗證數(shù)據(jù)長度和序列號的信 息。ffl說明：MD5驗證數(shù)據(jù)添加在OSPF報文后面，不包含在Authenticaiton字段中。Hello 報文（Hello Packet）最常用的一種報文，周期性的發(fā)送給鄰居路由器用來維持鄰居關(guān)系以及DR/BDR的選舉， 內(nèi)容包括一些定時器的數(shù)值、DR、BDR以及自己已知的鄰居。Hello報文格式如圖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報文格式主要字段解釋如下：Network Mask:發(fā)送Hello報文的接口所在網(wǎng)絡的掩碼，如果相鄰兩臺路由器 的網(wǎng)絡掩碼不同，則不能建立鄰居關(guān)系。Hellointerval：發(fā)送Hello報文的時間間隔。如果相鄰兩臺路由器的Hello間隔

15、時間不同，則不能建立鄰居關(guān)系。Rtr Pri:路由器優(yōu)先級。如果設(shè)置為0，則該路由器接口不能成為DR/BDR。RouterDeadinterval：失效時間。如果在此時間內(nèi)未收到鄰居發(fā)來的Hello報文，則認為鄰居失效。如果相鄰兩臺路由器的失效時間不同，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 報文(Database Description Packet)兩臺路由器進行數(shù)據(jù)庫同步時，用DD報文來描述自己的LSDB，內(nèi)

16、容包括LSDB中每一 條 LSA 的 Header（LSA 的 Header 可以唯一標識一條 LSA）。LSA Header 只占一條 L SA的整個數(shù)據(jù)量的一小部分，這樣可以減少路由器之間的協(xié)議報文流量，對端路由器根 據(jù)LSA Header就可以判斷出是否已有這條LSA。DD報文格式如圖11所示。1 DD報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報文長度。I（Initial）：當發(fā)送連續(xù)多個DD報文時，如果這是第一個DD報文，則置為1， 否則置為0。M （More）：當連續(xù)發(fā)送多個DD報文時，如果這是最后一個DD報文，則置為0。 否則置

17、為1，表示后面還有其他的DD報文。MS（Master/Slave）：當兩臺OSPF路由器交換DD報文時，首先需要確定雙 方的主（Master）從（Slave）關(guān)系，Router ID大的一方會成為Master。當值為1時 表示發(fā)送方為Master。DD Sequence Number： DD報文序列號，由Master方規(guī)定起始序列號，每 發(fā)送一個DD報文序列號加1，Slave方使用Master的序列號作為確認。主從雙方利用 序列號來保證DD報文傳輸?shù)目煽啃院屯暾?。LSR報文(Link State Request Packet)兩臺路由器互相交換過DD報文之后，知道對端的路由器有哪些LSA是本

18、地的LSDB所 缺少的，這時需要發(fā)送LSR報文向?qū)Ψ秸埱笏璧腖SA。內(nèi)容包括所需要的LSA的摘要。 LSR報文格式如圖12所示。2 LSR報文格式主要字段解釋如下：LS type： LSA 的類型號。例如 Typel 表示 Router LSA。Link State ID：鏈路狀態(tài)標識，根據(jù)LSA的類型而定。Advertising Router:產(chǎn)生此 LSA 的路由器的 Router ID。LSU報文(Link State Update Packet)LSU報文用來向?qū)Χ寺酚善靼l(fā)送所需要的LSA,內(nèi)容是多條LSA （全部內(nèi)容）的集合。L SU報文格式如圖13所示。3 LSU報文格式主要字段

19、解釋如下：Number of LSAs：該報文包含的LSA的數(shù)量。LSAs：該報文包含的所有LSA。LSAck 報文(Link State Acknowledgment Packet)LSAck報文用來對接收到的LSU報文進行確認，內(nèi)容是需要確認的LSA的Header。一 個LSAck報文可對多個LSA進行確認。報文格式如圖14所示。主要字段解釋如下：LSA Headers:該報文包含的LSA頭部。7. LSA頭格式所有的LSA都有相同的報文頭，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)過的時間，以秒為單位。LSA在本路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫（L

20、SDB）中會隨時間老化（每秒鐘加1），但在網(wǎng)絡的傳輸過程中卻不會。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，其他路由器根據(jù)這個值可以判斷哪個 LSA是最新的。LS checksum:除了 LS age字段外，關(guān)于LSA的全部信息的校驗和。length: LSA的總長度，包括LSA Header，以字節(jié)為單位。OSPF報文的具體格式怎樣?日期：2006-6-28 14:22:00 Host01.Com訪問： Q全屏查看全

21、文答：所有的OSPF報文有統(tǒng)一的報文頭格式，如下圖版本：指OSPF版本1或2為每一 L跛重復為每連接狀態(tài)數(shù)據(jù)報文有如下報文頭該報文發(fā)出的時間（16）連接狀態(tài)類型偈）連接狀態(tài)ID （羽）發(fā)送報文的路由器（裂）報文的序號（3W）報文檢驗和（16）長度（成圖14連接狀態(tài)傳送報文頭結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)描述報文有如下格式:OSPF 頭標(192)保留可選（| J m|m$DD序號（口*裂）數(shù)據(jù)庫段1 t。n數(shù)據(jù)庫段的拓撲結(jié)構(gòu)列表，每一連接狀態(tài)傳送都由連接狀態(tài)報文頭描述連接狀態(tài)請求報文有以下格式CiSPF報義頭（1劉）連接狀態(tài)類型1（3W）連接狀態(tài)ID1 （羽）發(fā)送報文的路由器1（羽）連接狀態(tài)類型口（2）連接狀態(tài)ID

22、 口（裂）。發(fā)送報文的路由器口（裂）圖15連接狀態(tài)請求報文連接狀態(tài)升級報文有如下格式：1 .路由器連接狀態(tài)升級報文：連接狀態(tài)確認報文格式圖18連接狀態(tài)確認報文PIM-DM、PIM-SM分別適于小規(guī)模和大規(guī)模網(wǎng)絡的原因PIM-DM :協(xié)議無關(guān)組播協(xié)議一密集模式。它不需要單獨的組播協(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?、接收者數(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定義了一個集合點（RP），所有的接收者在RP注冊，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（RP）收集并記錄對組播數(shù)據(jù)有需求的路由器，并通過匯聚點將源發(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)路徑來接受組播數(shù)據(jù)。主 要用于幫助運營商實現(xiàn)大型網(wǎng)絡（如Internet）中發(fā)送者和接收者距離遠，且組播流持續(xù)性 差的點到多點的IPv6組播服務。PIM-SM是目前應用最為廣泛的組播協(xié)議。（RFC4601 ）PIM-DM for IPv6 :密集模式協(xié)議