8.8、网络层—层次路由，RIP协议，OSPF协议，BGP协议

一、层次路由

不管是Dijkstra算法（链路状态(LS)路由算法），还是Bellman-Ford算法（距离向量（DV）路由算法）都只能将小规模网络抽象为一张图（graph）进行计算，不可能将大规模网络（比如Internet网络）抽象为一张图（graph）进行计算，原因有以下4点：
①、大规模网络的结点数量过多，路由表无法存储；
②、路由计算过程的信息交换量巨大，会淹没链路；
③、每个网络的管理可能都期望自主控制其网内的路由；
④、Dijkstra算法和Bellman-Ford算法的时间复杂度太高了，如需了解这2个算法的具体时间复杂度或者空间复杂度，请查看：
8.7、网络层—路由算法（Dijkstra算法、Bellman-Ford算法）
因此，需要将大规模网络抽象为层次路由，层次路由规定了一个区域（或者一个组织）内的路由器聚合为一个自治系统（autonomous systems），每个自治系统（autonomous systems）有以下3个特点：
①、每个自治系统（autonomous systems）有1个唯一的16位的数字编号；
②、同一自治系统内（Intra-AS）的路由器必须运行相同的路由协议(算法)，不同自治系统间（Inter-AS）的路由器可以运行相同或者不同的路由协议；
③、每个自治系统（autonomous systems）都至少有1个特殊的网关路由器（gateway router），位于每个自治系统的边缘，通过物理链路连接其它自治系统的网关路由器。

1.1、单网关路由器可以到达的自治系统间（inter-AS）的路由任务

1.2、多网关路由器可以到达的自治系统间（inter-AS）的路由任务

二、RIP协议

RIP协议是自治系统内（Intra-AS）的路由协议，采用了Bellman-Ford算法（距离向量（DV）路由算法），具体的特殊设置设置如下：

距离度量：跳步数 (max = 15 hops), 每条链路1个跳步（因此，RIP协议不适用于跳步数>15跳的大型网络，只适用于跳步数<15的小型网络）
每隔30秒，邻居之间交换一次DV，成为通告(advertisement)
每次通告：最多25个目的子网(IP地址形式)

RIP协议的工作过程如下：
①、某自治系统内（Intra-AS），有4个路由器A、B、C、D，4个子网w、x、y、z，如下图所示：

②、路由器D的路由表如下所示：

③、如果此时，路由器A向路由器D交换了一个距离向量，并带有next router（用于毒性逆转），如下所示：

④、那么路由器D就可以通过Bellman-Ford算法更新自己的路由表，如下所示：

2.1、RIP协议发生链路失效时的恢复策略

2.2、RIP协议路由表的处理

虽然RIP协议是由应用层实现的协议，但是按照功能，应该被划分在7层OSI模型的网络层，RIP协议的路由表处理如下图所示：

三、OSPF协议

OSPF协议是自治系统内（Intra-AS）的路由协议，采用了Dijkstra算法（链路状态(LS)路由算法），特点如下：

LS分组扩散（通告）；
每个路由器构造完整的自治系统（autonomous systems）拓扑图；
OSPF通告中每个入口对应一个邻居；
OSPF通告在整个AS范围泛洪（OSPF报文直接封装到IP数据报中）；
与IS-IS路由协议特别相似。

3.1、OSPF协议相比RIP协议的优点

3.2、OSPF协议的分层

OSPF协议可以将一个自治系统（autonomous systems）分为两层，分别为局部区（Area）、和主干区（Backbone）
局部区（Area）通过Area Border Routers（区边界路由器ABR，相当于网关路由器），进行数据交换
局部区（Area）和主干区（Backbone）分别在自己区域内采用了Dijkstra算法（链路状态(LS)路由算法）维护区域内的路由距离
自治系统（autonomous systems）边界路由器（ASBR，相当于网关路由器）可以连接其它自治系统（autonomous systems）边界路由器（ASBR）