计算机网络复习：第五章网络层控制平面

### 数据平面与控制平面

- **转发**：在数据平面上实现，主要任务是根据转发表将数据包从输入接口转发到正确的输出接口。
- **路由选择（选路）**：在控制平面上实现，通过计算最佳路径来更新路由器中的路由表。

#### ICMP（互联网控制报文协议）

ICMP用于在网络层提供错误报告和其他信息。例如，PING工具工作在应用层，直接使用ICMP而不依赖传输层的TCP或UDP。Traceroute/Tracert也使用ICMP协议来跟踪路径。

#### 控制平面的实现方法

1. **每路由器控制**（传统路由算法）：每台路由器包含转发和路由选择功能，通过与其他路由器通信来计算其转发表的内容。OSPF和BGP协议基于此方法。
2. **逻辑集中式控制**（SDN）：通过远程控制器计算并分发转发表给每台路由器。控制器与路由器中的控制代理交互以配置和管理转发表。

#### 路由选择算法及其分类

- **集中式路由选择算法**：需要完整的全局网络信息，如链路状态（LS）算法。
- **分散式路由选择算法**：节点仅需了解与其直接相连的链路信息，并通过迭代计算和相邻节点的信息交换来确定路径。距离向量（DV）算法属于此类。
- **静态路由选择算法**：路由随时间变化缓慢，通常由人工调整。
- **动态路由选择算法**：根据网络流量负载或拓扑变化自动调整路由。

#### 负载敏感与负载迟钝算法

- **负载敏感算法**：链路开销会动态变化以反映当前拥塞水平。
- **负载迟钝算法**：链路开销不明确地反映当前拥塞水平，如RIP、OSPF和BGP。

#### 链路状态路由选择与距离矢量

- **链路状态路由选择算法**（如OSPF）：每个节点获得整个网络的完整信息后运行Dijkstra算法。
- **距离向量算法**（如RIP）：分布式计算，不需要全局信息。

#### 自治系统（AS）

自治系统内部和外部的路由协议分别为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。AS的引入使得路由选择更加复杂和多样化。

#### RIP协议（基于DV算法）

RIP将距离定义为跳数，即从源端口到达目的端口所经过的路由器数量。每经过一个路由器，跳数加1。

#### OSPF（基于LS算法）

OSPF是一种开放式最短路径优先协议，广泛应用于大型网络中。它通过分层结构提高效率，包括区边界路由器（ABR）、主干路由器和AS边界路由器。

#### 路由表与转发表的区别

- **路由表**：保存最佳路径信息，属于网络范围动作，与选路算法相关。
- **转发表**：负责本地操作，将分组从输入链路接口转移到合适的输出链路接口。

#### 路由表更新示例

假设路由器B收到从C发来的路由信息，更新后的路由表如下：

| 目的网络 | 距离 | 下一跳路由器 |
|----------|------|--------------|
| N1 | 7 | A |
| N2 | 2 | C |
| N3 | 3 | C |
| N4 | 9 | C |
| N6 | 8 | F |
| N7 | 5 | C |
| N8 | 3 | C |
| N9 | 4 | D |

新来的网络要加到路由表中并且跳数加1，如果有比当前路由表项距离更短的就替换成它，跳数加1。