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【基於IPv6的路由協議研究】路由協議

摘要:IPv6是下壹代互聯網的核心技術,也是物聯網應用的基礎網絡技術。因此,如何配置壹個高效穩定的IPv6網絡成為壹個熱點問題。以IPv6為基礎,介紹並比較了主流的動態路由協議。

關鍵詞:IPv6路由協議

中國圖書館分類法。:TP393文件識別碼:A貨號:1672-3791(2012)05(b)-0013-02目前,各種基於互聯網的互聯網應用發展迅速,導致互聯網終端訪問量激增。但是互聯網目前使用的IPv4因為自身的問題而舉步維艱。為了徹底解決IPv4存在的問題,國際互聯網工程任務組從1995開始研究下壹代IP協議,即IPv6。IPv6的地址長度是128位,所以基於IPv6的路由協議也要做相應的改變。

IPv6下的OSPFv3、RIPng、IS-ISv6路由協議都是目前常用的域內路由協議。本文將對這些協議進行分析和比較。

1 IPv6下的OSPFv3路由協議。

OSPFv3是RFC2740中定義的開放最短路徑優先的第三個版本。在IPv4向IPv6過渡的過程中,OSPFv3已經成為IPv6網絡中的核心路由技術,也是下壹代網絡中動態路由的主流協議[1]。OSPFv3基本延續了OSPFv2的框架,但根據IPv6的特點進行了修改,主要體現在以下幾個方面。

(1)支持在壹個鏈接上運行多個實例。OSPFv3通過數據報報頭的InstanceID支持在壹條鏈路上運行多個OSPF實例,而在OSPFv2中,通過數據報報頭的authentication字段達到同樣的目的。

(2)鏈路本地地址的使用。為了實現“鄰居發現”和“自動配置”,OSPFv3在單獨的鏈路上使用本地鏈路地址。IPv6路由器不會轉發帶有本地鏈路源地址的數據包,而是使用路由器的鏈路本地IPv6地址(以FF80::/10開頭)作為源地址和下壹跳地址。

(3)OSPFv3還重新定義了LSA的角色。在OSPFv3中,宣布網絡拓撲和IPv6地址信息的任務被分配給新引入的和現有的LSA。這可以使OSPFv3更方便地支持新的網絡協議,也可以使OSPFv3具有很好的通用性,可以在網絡升級很少、沒有重大協議遷移的情況下提高IPv6的性能。

(4)OSPFv3還增加了多種可選功能,在報文中增加了許多可選功能控制區,實現路由協議的通用性。

總之,OSPFv3與之前協議的區別在於,它通過提供固有的安全性簡化了消息結構。OSPFv3消息可以通過使用IPv6消息中的安全擴展頭進行身份驗證和加密。

IPv6下的RIPng協議。

RIPng(RIP下壹代)是基於RIP-2協議的修改,是為IPv6定義的新版本。RIP適用於小型相似網絡,是壹種典型的距離矢量協議。在RIP路由協議下,路由器每隔30s定時向其他路由器發送自己的路由表,如果在3min內沒有收到相鄰路由更新消息,則被標記為不可達。如果在120s內沒有收到網絡鄰居的路由更新消息,它將從路由表中刪除。這個過程保證了鄰居的維護和可靠性[2]。

RIPng通過UDP報文交換路由信息,使用的end slogan是521。RIPng使用跳數來測量到目的地址的距離,也稱為度量。在RIPng中,從路由器到與其直接相連的網絡的跳數是0,從通過路由器可訪問的網絡的跳數是1,以此類推。為了限制收斂時間,RIPng規定度量值應為0到15之間的整數,大於等於16的跳數定義為無窮大,即目的網絡或主機不可達。

RIPng保留了RIPv2的主要特性,但在報文格式上做了相應的改動:首先,由於IPv6采用了地址前綴,RIPng刪除了RIPv2中的子網掩碼字段。其次,RIPng將RIPv2中的下壹跳字段更新為下壹跳RTE(路由表條目)。此外,RIPv2規定每條報文最多可攜帶25個rte,但RIPng不再限制這壹項,而是由傳輸介質的最大傳輸單位決定。

基於距離向量算法的路由協議會存在收斂速度慢、計數無限大的問題,從而導致路由的不壹致性。RIPng使用水平分割技術、毒性反轉技術和觸發更新技術來解決這些問題。

總之,RIPng在中小型AS中仍然作為內部網關協議使用。

IPv6下的IS-Isv6協議。

Is-is(中間系統到中間系統路由協議)最初是由ISO為其無連接網絡協議CLNP設計的動態路由協議[3]。IS-IS是壹種鏈路狀態協議,它使用最短路徑優先(SPF)算法進行路由計算。

IS-IS協議通過與自治系統(AS)中的其它路由器交換路由信息來學習整個自治系統的網絡拓撲。通過自治系統邊界路由器註入的其他自治系統的路由信息,可以得到整個互聯網的路由信息。

隨著IPv6網絡的建設,也需要動態路由協議為IPv6數據包轉發提供準確有效的路由信息。IS-IS路由協議,結合其良好的擴展性,支持IPv6網絡層協議,可以發現和生成IPv6路由。支持IPv6協議的IS-IS路由協議也稱為IS-ISv6動態路由協議。為了支持IPv6環境下的運行,指導IPv6報文的轉發,IS-ISv6簡單的擴展了IS-IS,使其能夠處理IPv6的路由信息。

(1) CLV加入IS-ISV6: IETF規定了IS-IS支持IPv6的新內容,主要增加了兩個CLV(code-length-value),支持協議CLV的NLPID字段中的值為0×81表示支持IS-ISV6功能。

(2)IS-ISv6鄰接:IS-IS使用Hello消息發現同壹鏈路上的鄰居路由器,建立鄰接關系。鄰接建立後,它會繼續周期性的發送Hello消息來維持鄰接。為了支持IPv6路由,建立IPv6鄰接關系,IS-ISv6擴展了Hello報文:(1)在CLV中增加了壹個8-8位的NLPID,表示當前路由器支持IS-ISv6功能。(2)在Hello報文中添加啟用IS-ISv6功能的接口的IPv6地址的CLV,在接口地址字段中填寫啟用IS-ISv6功能的接口的IPv6鏈路的本地地址。

4三種協議的比較

OSPFv3增加了壹些OSPFv2不具備的功能,使其更具通用性,便於未來的協議升級。OSPFv3比較成熟,比較流行,易於使用和維護,具有通用性和可擴展性。RIPng的算法相對簡單,使得RIPng網絡的配置和維護相對簡單。適用於網絡拓撲相對簡單、數據鏈路故障率極低的小型網絡。對於壹般用戶,如網吧、學校、機關等中小型企業,使用這種RIPng路由器可以獲得更高的經濟效益。在大型網絡中,壹般不使用RIPng,而使用協議相對復雜的OSPF。IS-IS只需要在壹臺路由器上運行壹個進程,所以既能支持Ipv4又能支持Ipv6拓撲計算,占用資源更少。缺點是任何壹個協議的崩潰都會導致另壹個協議的崩潰,不夠靈活。

參考

[1]唐雍正,周大偉。基於Ipv6的路由協議研究[J].鹽城工學院學報(自然科學版),2011 (1)。

、黃華、孫。大規模網絡中兩種動態路由協議的分析與比較[J].科學技術與工程,2006 (9): 61 ~ 63。

李忠年。EIGRP路由協議分析[J].中國數據通信,2005(6):112 ~ 114。

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