网关协议

Internet中的路由器称为IP网关。网关协议用于网关之间交换路由信息。

---

1.自治系统（IGP和EGP）

自治系统是由同构型的网关连接的互联网，这样的系统往往是由一个网络管理中心控制的。自治系统内部的网关之间执行内部网关协议（IGP），互相交换路由信息。IGP是自治系统内部专用的，为特定的应用服务，在自治系统之外是无效的。

一个互联网也可能由不同的自治系统互联而成。在这种情况下，不同的自治系统可能采用不同的路由表和不同的路由选择算法。在不同自治系统中的网关之间交换路由信息，要用外部网关协议（EGP）。EGP比IGP传送的信息要少一些，因为EGP只涉及自治系统之间的路由信息，而与系统内部路由无关。EGP以自治系统为节点，通告各个网关可到达哪些系统。

---

2.外部网关协议（BGP）

自治系统之间使用EGP，最新的EGP叫做边界网关协议（BGP）。BGP的主要功能是控制路由策略，如是否愿意转发过路的分组等。BGP的报文通过TCP连接传送。BGP报文可实现以下3个功能过程。

（1）建立邻居关系。位于不同的自治系统中的两个路由器首先要建立邻居关系，然后才能周期性地交换路由信息。建立邻居关系地过程是：一个路由器发送open报文，另一个路由器若愿意接收请求，则以keepalive（保持活动状态）报文应答。

（2）邻居可达性。这个过程维护邻居关系地有效性。通过周期性地互相发送keepalive报文，双方都知道对方的活动状态。

（3）网络可达性。每个路由器保持一个数据库，记录着它可到达的所有子网。当情况有变化时，用更新报文把最新信息及时地广播给所有实现BGP地路由器。

---

3.内部网关协议（RIP、OSPF）

Internet的内部路由协议经过了几次大的变化。最初的RIP（路由选择信息协议）是基于Bellman-Ford算法的延迟矢量协议。这个协议规模不大时工作得较好，当网络规模扩大后，因为交换的路由信息太多而显得效率很低。于是，在1979年5月被另一个路由协议——基于Dijkstra算法的链接状态协议所取代。从1988年开始，IETF开始研制新的路由协议，这就是OSPF（开放最短路径优先）协议。1990年，OSPF正式成为新的内部路由协议标准。

OSPF基本上仍是一种链路状态协议。OSPF的路由器维护一个本地链路状态表，并随时向其他相邻的路由器发送关于链路状态的更新信息。通过周期地扩散传播链路状态信息，每个路由器都记住了关于网络拓扑结构地全局数据库。同时OSPF路由器根据用户指定地链路费用标准（延迟、带宽或收费率等）计算最短通路，由到达各个目标地最短通路构成路由表，OSPF报文包含在原始地IP数据报中传送。

---

4.核心网关协议（GGP）

Internet中有一个主干网，所有地子系统都连接到主干网上。主干网中的网关叫核心网关。核心网关之间交换路由信息时使用网关到网关协议（GGP）。这里需要区分EGP和GGP：EGP用于两个不同自治系统中的网关之间交换路由信息；而GGP是主干网中的网关协议。因为主干网中的核心网关是由InterNOC(网络操作中心)直接控制的，所以GGP更具有专用性，当一个核心网关加入主干网时用GGP协议向邻机广播发送它所连接的网络的路由信息，各邻机更新路由表，并进一步传播新的路由信息。

GGP协议的报文分为4类。

（1）路由更新报文：发送路由信息。

（2）应答报文：对路由更新报文的应答，分肯定/否定两种。

（3）测试报文：测试相邻网关是否存在。

（4）网络接口状态报文：测试本地网络连接的状态。