3. BGP 路由选择
## 3. BGP 路由选择 **考点选注** BGP 路由选择的策略（2024） 若从一个 AS 到另一个 AS 中的网络 X 只有一条 BGP 路由，则无须进行 BGP 路由选择，该路由即为唯一路径。然而，如果存在两条或更多的 BGP 路由可供选择，则应根据以下原则，并按下面给定的优先顺序，选择一条较好的 BGP 路由。 ### （1）首先选择本地偏好值最高的路由 在 BGP 路由的属性中，有一个称为本地偏好（LOCAL-PREF）的选项，其值可由管理员根据政治或经济上的策略来设置。以图 4.21 为例，从 AS1 到 AS4 共有两条 BGP 路由，管理员设置 LOCAL-PREF 值后，根据该原则，所有发往 AS4 的流量都选择从 R1 离开。然而，即使高速链路过载，BGP 也无法自动将部分流量切换到较空闲的低速链路。</x,></x,> <!-- page: 207 --> 第4章 网络层 195
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图4.21 本地偏好值较高的路由优先
若在几条BGP路由中找不出本地偏好值最高的路由，则采用下面的方法。
## （2）选择AS跳数最少（AS-PATH最短）的路由
假设到达目的 AS 的多条 BGP 路由的本地偏好值都相同，则 BGP 选择 AS 跳数最少的路由。以图 4.22 为例，从 AS1 到 AS5 共有两条 BGP 路由，根据该原则，应选择仅通过 1 个 AS 的 BGP 路由，即 $\mathrm{AS1} \rightarrow \mathrm{AS4} \rightarrow \mathrm{AS5}$。然而，由于 AS4 是个很大的 AS，分组在 AS4 中反而要经过更多次的转发，可能要花费更长的时间。可见，AS 跳数最少的路由未必是最好的。
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图4.22 根据经过AS跳数的多少选择BGP路由
## （3）使用热土豆路由选择算法
假设按前两种方法都无法确定最好的路由。以图4.23为例，从AS1到AS3共有两条BGP路由，假设这两条路由的本地偏好都相同，所经过的AS个数也相同。此时，AS1中的每个路由器执行热土豆路由选择算法（比喻成资手的热土豆），使分组经过最少的转发次数离开本AS。这时要使用内部网关协议（如RIP或OSPF），对于不同的路由器，得出的选择结果是不同的。对于R1，要使分组尽快离开AS1，应选择R4作为下一跳，因此应选择BGP路由2，最终的转发路径为 $\mathrm{R1}\rightarrow \mathrm{R4}\rightarrow \underline{\mathrm{BGP}}\text{路由2}$。同理，对于R2，要使分组尽快离开AS1，应选择R3作为其下一跳，因此应选择BGP路由1，最终的转发路径为 $\mathrm{R2}\rightarrow \mathrm{R3}\rightarrow \underline{\mathrm{BGP}}\text{路由1}$。
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图4.23 热土豆路由选择算法的举例 ## （4）选择BGP标识符数值最小的路由 在BGP报文的首部有一个称为BGP标识符的字段，该字段是运行BGP路由器的唯一标识符。当以上三种方法都无法找出最好的BGP路由时，可使用BGP标识符来选择路由。 <!-- page: 208 --> 2027年计算机网络考研复习指导 ## 4. BGP的四种报文 当BGP刚启动时，BGP会话的两端需要交换完整的BGP路由表；此后，仅在路由发生变化时发送更新部分。这种方式有助于节省网络带宽并降低路由器的处理开销。 **考点建议** BGP报文类型及作用（2024） BGP-4 定义了以下四种报文类型。 1）Open（打开）报文。用来与 BGP 会话的对等方建立关系，使通信初始化。 2）Update（更新）报文。用来通告某一路由的信息，以及列出要撤销的多条路由。 3）Keepalive（保洁）报文。用来周期性地证实与对等方的连通性。 4）Notification（通知）报文。用来发送检测到的差错。 两个路由器在建立 TCP 连接后，必须首先交换 Open 报文，以相互识别对方，并协商一些协议参数。收到 Open 报文的路由器若接受 BGP 连接请求，则返回 Keepalive 报文。BGP 会话建立后，对等方需要周期性地交换 Keepalive 报文（默认间隔为 60 秒），以维持连接活跃状态。 Update 报文是 BGP 的核心，用于撤销它之前通告过的路由，或者宣布增加一条新的路由。撤销路由可以一次撤销多条，但新增路由时，每个更新报文只能增加一条。 为检测对等方是否失效，每个 BGP 路由器都维护一个保持时间计时器。每当收到任意 BGP 报文，计时器就重置为 0 并开始计时，若在约定的保持时间内未收到任何 BGP 报文，则认为对等方已失效，BGP 连接将被关闭。保持时间默认为 180s，而 Keepalive 报文的发送间隔为其 1/3。 RIP、OSPF 与 BGP 的比较如表 4.6 所示。 表 4.6 三种路由协议的比较 | 协议 | RIP | OSPF | BGP | | | --- | --- | --- | --- | --- | | 类型 | 内部 | 内部 | 外部 | | | 路由算法 | 距离向量 | 链路状态 | 路径向量 | | | 传递协议 | UDP | IP | TCP | | | 路径选择 | 跳数最少 | 代价最低 | 较好，非最佳 | | | 交换节点 | 和本节点相邻的路由器 | 网络中的所有路由器 | 和本节点相邻的路由器 | | | 交换内容 | 当前本路由器知道的全部信息，即自己的路由表 | 与本路由器相邻的所有路由器的链路状态 | 首次 | 整个路由表 | | | | | 非首次 | 有变化的部分 | ## 4.4.6 本节习题精选 ### 一、单项选择题 01. 下列关于动态路由选择和静态路由选择的主要区别的描述中，正确是（）。 A. 动态路由选择需要维护整个网络的拓扑结构信息，而静态路由选择只需要维护部分拓扑结构信息 B. 动态路由选择可随网络的通信量或拓扑变化而自适应地调整，而静态路由选择则需要手工去调整相关的路由信息 C. 动态路由选择简单且开销小，静态路由选择复杂且开销大 D. 动态路由选择使用路由表，静态路由选择不使用路由表 02. 下列关于路由算法的描述中，错误的是（）。 A. 静态路由有时也被称为非自适应算法 B. 静态路由所使用的路由选择一旦启动就不能修改 C. 动态路由也称自适应算法，会根据网络的拓扑变化和流量变化改变路由决策 <!-- page: 209 --> 第4章 网络层 197 D. 动态路由算法需要实时获得网络的状态 03. 下列关于链路状态协议的描述中，错误的是（ ）。 A. 仅相邻路由器需要交换各自的路由表 B. 全网路由器的拓扑数据库是一致的 C. 采用洪泛技术更新链路变化信息 D. 具有快速收敛的优点 04. 在链路状态算法中，每个路由器都得到网络的完整拓扑结构后，使用（ ）算法来找出它到其他路由器的路径长度。 A. Prim 最小生成树算法 B. Dijkstra 最短路径算法 C. Kruskal 最小生成树算法 D. 拓扑排序 05. 下列关于分层路由的描述中，错误的是（ ）。 A. 采用分层路由后，路由器被划分成区域 B. 每个路由器不仅知道如何将分组路由到自己区域的目标地址，还知道如何路由到其他区域 C. 采用分层路由后，可以将不同的网络连接起来 D. 对于大型网络，可能需要多级的分层路由来管理 06. 以下关于自治系统的描述中，错误的是（ ）。 A. 自治系统划分区域的好处是，将利用洪泛法交换链路状态信息的范围局限在每个区域内，而不是整个自治系统 B. 采用分层划分区域的方法使交换信息的种类增多，同时也使 OSPF 协议更加简单 C. OSPF 协议将一个自治系统再划分为若干更小的范围，称为区域 D. 在一个区域内部的路由器只知道本区域的网络拓扑，而不知道其他区域的网络拓扑的情况 07. 在计算机网络中，路由选择协议的功能不包括（ ）。 A. 交换网络状态或通路信息 B. 选择到达目的地的最佳路径 C. 更新路由表 D. 发现下一跳的物理地址 08. 用于域间路由的协议是（ ）。 A. RIP B. BGP C. OSPF D. ARP 09. 在 RIP 中，到某个网络的距离值为 16，其意义是（ ）。 A. 该网络不可达 B. 存在循环路由 C. 该网络为直接连接网络 D. 到达该网络要经过 15 次转发 10. 在 RIP 中，假设路由器 X 和路由器 K 是两个相邻的路由器，X 向 K 说 “我到目的网络 Y 的距离为 $N$”，则收到此信息的 K 就知道 “若将到网络 Y 的下一个路由器选为 X，则我到网络 Y 的距离为（ ）”。（假设 $N$ 小于 15） A. $N$ B. $N - 1$ C. 1 D. $N + 1$ 11. 以下关于 RIP 的描述中，错误的是（ ）。 A. RIP 是基于距离-向量路由选择算法的 B. RIP 要求内部路由器将它关于整个 AS 的路由信息发布出去 C. RIP 要求内部路由器向整个 AS 的路由器发布路由信息 D. RIP 要求内部路由器按照一定的时间间隔发布路由信息 12. 在 RIP 中，当路由器收到相邻路由器发来的路由更新信息时，若发现有更优的路由，则（ ）。 A. 直接更新自己的路由表 B. 向相邻路由器发送确认信息后再更新自己的路由表 C. 向所有相邻路由器发送确认信息后再更新自己的路由表 <!-- page: 210 --> 2027年计算机网络考研复习指导 D. 不更新自己的路由表 13. 对路由选择协议的一个要求是必须能够快速收敛，所谓“路由收敛”是指（）。 A. 路由器能把分组发送到预定的目标 B. 路由器处理分组的速度足够快 C. 网络设备的路由表与网络拓扑结构保持一致 D. 能把多个子网聚合成一个超网 14. 下列关于 RIP 和 OSPF 协议的叙述中，错误的是（）。 A. RIP 和 OSPF 协议都是网络层协议 B. 在进行路由信息交换时，RIP 中的路由器仅向自己相邻的路由器发送信息，OSPF 协议中的路由器向本自治系统中的所有路由器发送信息 C. 在进行路由信息交换时，RIP 中的路由器发送的信息是整个路由表，OSPF 协议中的路由器发送的信息只是路由表的一部分 D. RIP 的路由器不知道全网的拓扑结构，OSPF 协议的任何一个路由器都知道自己所在区域的拓扑结构 15. OSPF 协议使用（）分组来保持与其邻居的连接。 A. Hello B. Keepalive C. SPF（最短路径优先） D. LSU（链路状态更新） 16. 以下关于OSPF协议的描述中，最准确的是（）。 A. OSPF 协议根据链路状态法计算最佳路由 B. OSPF 协议是用于自治系统之间的外部网关协议 C. OSPF 协议不能根据网络通信情况动态地改变路由 D. OSPF 协议只适用于小型网络 17. 在OSPF协议中，划分区域的最主要目的是（）。 A. 减少路由表的大小 B. 减少洪泛法交换的通信量 C. 增加路由选择的灵活性 D. 增加网络的安全性 18. 下列关于OSPF协议特征的描述中，错误的是（）。 A. OSPF 协议将一个自治域划分成若干域，有一种特殊的域称为主干区域 B. 域之间通过区域边界路由器互连 C. 在自治系统中有 4 类路由器：区域内部路由器、主干路由器、区域边界路由器和自治域边界路由器 D. 主干路由器不能兼作区域边界路由器 19. BGP 交换的网络可达性信息是（）。 A. 到达某个网络所经过的路径 B. 到达某个网络的下一跳路由器 C. 到达某个网络的链路状态摘要信息 D. 到达某个网络的最短距离及下一跳路由器 20. RIP、OSPF 协议、BGP 的路由选择过程分别使用（）。 A. 路径向量协议、链路状态协议、距离向量协议 B. 距离向量协议、路径向量协议、链路状态协议 C. 路径向量协议、距离向量协议、链路状态协议 D. 距离向量协议、链路状态协议、路径向量协议 21. 从数据封装的角度看，下列（）协议属于 TCP/IP 模型的应用层。 I. OSPF II. RIP III. BGP IV. ICMP <!-- page: 211 --> 第4章 网络层 199 A. I、II B. II、III C. I、IV D. I、II、III、IV 22. 考虑如下图所示的子网，该子网使用了距离-向量算法，下面的向量刚刚到达路由器 C: 来自 B 的向量为 (5, 0, 8, 12, 6, 2); 来自 D 的向量为 (16, 12, 6, 0, 9, 10); 来自 E 的向量为 (7, 6, 3, 9, 0, 4)。经过测量，C 到 B、D 和 E 的延迟分别为 6、3 和 5，则 C 到达所有节点的最短路径是 ( )。
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A. (5,6,0,9,6,2)
B. (11,6,0,3,5,8)
C. (5,11,0,12,8,9)
D. (11,8,0,7,4,9)
23. 某分组交换网络的拓扑如下图所示，各路由器使用 OSPF 协议且均已收敛，各链路的度量已在图中标注。假设各段链路的带宽均为 $100\mathrm{Mb / s}$，分组长度为 1000B，其中分组的首部长度为 20B。若主机 A 向主机 B 发送一个大小为 980000B 的文件，忽略分组的传播时延和封装/解封时间，从 A 发送开始到 B 接收完毕为止，需要的时间是 ( )。
A. 80.08ms
B. 80.16ms
C. 80.32ms
D. 80.64ms
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24. 【2010 统考真题】某自治系统内采用 RIP，若该自治系统内的路由器 R1 收到其邻居路由器 R2 的距离向量，距离向量中包含信息<net1, 16="">，则能得出的结论是（）。 A. R2 可以经过 R1 到达 Net1，跳数为 17 B. R2 可以到达 Net1，跳数为 16 C. R1 可以经过 R2 到达 Net1，跳数为 17 D. R1 不能经过 R2 到达 Net1 25. 【2016 统考真题】假设下图中的 R1、R2、R3 采用 RIP 交换路由信息，且均已收敛。若 R3 检测到网络 201.1.2.0/25 不可达，并向 R2 通告一次新的距离向量，则 R2 更新后，其到达该网络的距离是（）。 A. 2 B. 3 C. 16 D. 17
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</net1,> <!-- page: 212 --> 2027年计算机网络考研复习指导 26. 【2017统考真题】直接封装 RIP、OSPF、BGP 很文的协议分别是（ ）。 A. TCP、UDP、IP B. TCP、IP、UDP C. UDP、TCP、IP D. UDP、IP、TCP 27. 【2021 统考真题】某网络中的所有路由器均采用距离-向量算法计算路由。若路由器 E 与邻居路由器 A、B、C 和 D 之间的直接链路距离分别是 8、10、12 和 6，且 E 收到邻居路由器的距离向量如下表所示，则路由器 E 更新后，到达目的网络 Net1～Net4 的距离分别是（ ）。 | 目的网络 | A 的距离向量 | B 的距离向量 | C 的距离向量 | D 的距离向量 | | --- | --- | --- | --- | --- | | Net1 | 1 | 23 | 20 | 22 | | Net2 | 12 | 35 | 30 | 28 | | Net3 | 24 | 18 | 16 | 36 | | Net4 | 36 | 30 | 8 | 24 | A. 9, 10, 12, 6 B. 9, 10, 28, 20 C. 9, 20, 12, 20 D. 9, 20, 28, 20 ## 二、综合应用题 01. RIP 使用 UDP，OSPF 使用 IP，而 BGP 使用 TCP。这样做有何优点？为什么 RIP 周期性地和邻站交换路由信息而 BGP 却不这样做？ 02. 在某个使用 RIP 的网络中，B 和 C 互为相邻路由器，其中表 1 为 B 的原路由表，表 2 为 C 广播的距离向量很文<目的网络、距离>。 表 1 | 目的网络 | 距离 | 下一跳 | | --- | --- | --- | | N1 | 7 | A | | N2 | 2 | C | | N6 | 8 | F | | N8 | 4 | E | | N9 | 4 | D | 表 2 | 目的网络 | 距离 | | --- | --- | | N2 | 15 | | N3 | 2 | | N4 | 8 | | N8 | 2 | | N7 | 4 | 1）试求路由器 B 更新后的路由表并说明主要步骤。 2）当路由器 B 收到发往网络 N2 的 IP 分组时，应该做何处理？ 03. 互联网中的一个自治系统的内部结构如下图所示。路由选择协议采用 OSPF 协议时，计算 R6 的关于网络 N1、N2、N3、N4 的路由表。
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注：端口处的数字是该路由器向该链路转发分组的代价。 04. 【2013统考真题】假设 Internet 的两个自治系统构成的网络如下图所示，自治系统 AS1 <!-- page: 213 --> 第4章 网络层 由路由器R1连接两个子网构成；自洁系统AS2由路由器R2、R3互连并连接3个子网构成。各子网地址、R2的接口名、R1与R3的部分接口IP地址如下图所示。
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请回答下列问题： 1）假设路由表结构如下表所示。利用路由聚合技术，给出R2的路由表，要求包括到达图中所有子网的路由，且路由表中的路由项尽可能少。 | 目的网络 | 下一跳 | 接口 | | --- | --- | --- | 2）若R2收到一个目的IP地址为194.17.20.200的IP分组，R2会通过哪个接口转发该IP分组？ 3）R1与R2之间利用哪个路由协议交换路由信息？该路由协议的报文被封装到哪个协议的分组中进行传输？ 05. 【2014统考真题】某网络中的路由器运行OSPF路由协议，下表是路由器R1维护的主要链路状态信息（LSI），下图是根据该表及R1的接口名构造的网络拓扑。 | | | R1的LSI | R2的LSI | R3的LSI | R4的LSI | 备注 | | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | | Router ID | | 10.1.1.1 | 10.1.1.2 | 10.1.1.5 | 10.1.1.6 | 标识路由器的IP地址 | | Link1 | ID | 10.1.1.2 | 10.1.1.1 | 10.1.1.6 | 10.1.1.5 | 所连路由器的Router ID | | | IP | 10.1.1.1 | 10.1.1.2 | 10.1.1.5 | 10.1.1.6 | Link1的本地IP地址 | | | Metric | 3 | 3 | 6 | 6 | Link1的费用 | | Link2 | ID | 10.1.1.5 | 10.1.1.6 | 10.1.1.1 | 10.1.1.2 | 所连路由器的Router ID | | | IP | 10.1.1.9 | 10.1.1.13 | 10.1.1.10 | 10.1.1.14 | Link2的本地IP地址 | | | Metric | 2 | 4 | 2 | 4 | Link2的费用 | | Net1 | Prefix | 192.1.1.0/24 | 192.1.6.0/24 | 192.1.5.0/24 | 192.1.7.0/24 | 直连网络Net1的网络前缀 | | | Metric | 1 | 1 | 1 | 1 | 到达直连网络Net1的费用 |
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请回答下列问题： 1）假设路由表结构如下表所示，给出图中R1的路由表，要求包括到达图中子网192.1.x.x <!-- page: 214 --> 2027年计算机网络考研复习指导 的路由，且路由表中的路由项尽可能少（注意，本题是数据结构和计算机网络的组合题，数据结构的问题中已要求计算R1到达每个子网的最短路径及费用）。 | 目的网络 | 下一跳 | 接口 | | --- | --- | --- | 2）当主机192.1.1.130向主机192.1.7.211发送一个TTL=64的IP分组时，R1通过哪个接口转发该IP分组？主机192.1.7.211收到的IP分组的TTL是多少？ 3）若R1增加一条Metric为10的链路连接Internet，则表中R1的LSI需要增加哪些信息？ 06. 【2024统考真题】网络空间是继陆海空天之后的“第五疆域”，网络技术是网络疆域建设与治理的基础。路由算法与协议是网络核心技术之一，对其准确认知、合理选择与应用，对于网络建设十分重要。假设现有互联网中的4个自治系统互连拓扑示意图如下图所示。其中，AS1运行内部网关协议RIP；AS3规模较小，自治系统内任意两个主机间通信，经过路由器的数量不超过15个；AS4规模较大，自治系统内任意两个主机间通信，经过路由器的数量可能超过20个。请回答下列问题。
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1）若仅有RIP和OSPF内部网关协议供选择，则AS4应该选择哪个协议？ 2）若AS3中的某主机向本自治系统内的另一主机发送1个IP分组，为确保该IP分组能够被正常接收，则该IP分组的初始TTL值应该至少设置为多少？ 3）假设AS1中的路由器同一时刻启动，启动后立即构建并交换初始距离向量，之后每隔30s交换一次最新的距离向量，则从交换初始距离向量时刻算起，R11～R16路由器均获得到达网络210.2.3.0/24的正确路由至少需要多长时间？均获得到达网络210.2.4.0/24的正确路由至少需要多长时间？ 4）R44 向 R13 通告到达网络 136.5.16.0/20 路由时，由 BGP 哪类会话完成？通过哪个 BGP 报文通告？R13 通过 BGP 的哪类会话将该网络可达性信息通告给 R14 和 R15？ 5）若R14和R15均收到分别由R11、R12、R13通告的到达网络136.5.16.0/20的可达性信息如下。 目的网络：136.5.16.0/20，AS路径：AS2AS8AS19，下一跳：R11 目的网络：136.5.16.0/20，AS路径：AS3AS7AS11AS19，下一跳：R12 目的网络：136.5.16.0/20，AS路径：AS4AS10AS19，下一跳：R13 则在无策略约束情况下，R14 和 R15 更新路由表后，各自路由表中到达网络 136.5.16.0/20 路由的下一跳分别是什么（用路由器名称表示）？ <!-- page: 215 --> 第4章 网络层 203