互联网路由是指在网络之间引导数据包以到达其预定目的地的过程。它涉及确定数据从源到目的地跨越各种互联网络所需的最有效路径。
互联网路由是一个复杂且动态的过程,依赖于路由协议、路由表、数据包转发和路由器之间的互连。以下是互联网路由的工作机制的细分:
路由协议:为了交换路由信息并确定数据包的最佳路径,网络使用路由协议,如Border Gateway Protocol (BGP)、Open Shortest Path First (OSPF)和Routing Information Protocol (RIP)。这些协议使路由器能够通信和交换有关网络目的地及到达它们的首选路线的信息。
路由表:路由器维护路由表,其中包含有关网络地址及到达它们的最佳路径的信息。每个路由器的路由表通过接收到的邻近路由器的信息不断更新。当路由器接收到一个数据包时,它会查阅其路由表,以确定数据包的下一跳地址,即通往目的地路径上的下一个路由器。
数据包转发:一旦确定了最佳路径,路由器会根据其路由表中的信息转发数据包。每个路由器独立决定下一步转发数据包的方向,考虑到路由表、网络拥塞和其他因素。这个过程确保数据包有效地接近其目的地。
互连:数据包通过多个路由器传递,每个路由器将数据包转发到更接近其目的地,直至到达目标网络。路由器通过物理链接或虚拟连接进行互连,形成一个遍布全球的复杂网络基础设施。
为了确保互联网路由的安全性和可靠性,可以实施几项预防措施:
路由过滤:实施过滤器以防止传播错误的路由信息。通过使用访问控制列表 (ACLs) 或前缀过滤器,网络运营商可以控制接受和传播哪些路由,防止未授权或恶意的路由公告在网络上蔓延。
BGP 安全:Border Gateway Protocol (BGP)容易受到各种安全威胁,包括路由劫持和伪造。使用加密技术,如BGPsec,可以帮助保护BGP通信,确保路由信息的真实性和完整性。
路由验证:资源公开密钥基础设施 (RPKI) 是一种用于验证路由公告起源的机制。通过对路由公告进行加密签名,网络运营商可以确保只有授权的路由被接受,从而防止接收未经授权的路由,减少路由劫持的风险。
监控和警报:定期监控路由公告对于检测和响应任何未经授权的更改或异常情况至关重要。网络运营商可以使用像Border Gateway Protocol Monitoring (BMP)和Routing Policy Specification Language (RPSL)这样的工具来跟踪和分析BGP更新,并迅速识别任何可疑的路由行为。
网络分段:隔离内部网络并实施如防火墙、访问控制策略和虚拟专用网络 (VPN) 这样的网络分段技术,有助于保护路由器和路由基础设施免受未经授权访问。网络分段还通过将其限制在较小的网络段内,减轻任何网络入侵的影响。
Anycast Routing:Anycast 是一种允许多个服务器或路由器共享相同IP地址的路由技术。当客户端发送请求到Anycast IP地址时,路由基础设施根据网络拓扑确定最近的服务器或路由器,并将请求路由到该位置。Anycast通常用于内容分发网络 (CDNs),以提升性能和可用性。例如,一家CDN可能使用Anycast将用户请求路由到最近的服务器,以加快内容传输。
Multihoming:Multihoming 是将网络连接到多个互联网服务提供商 (ISPs) 的做法,以实现冗余和负载均衡。在多宿网络中,使用路由协议根据网络性能和成本等因素来确定出站流量的最佳路径。这允许网络运营商在多个连接之间分配流量,提高弹性,并提供更好的网络连接性。
Segment Routing:Segment Routing (SR) 是一种新兴的路由范式,允许网络运营商使用段标识符 (SIDs) 来指定数据包通过网络的明确路径。借助SR,网络运营商可以在网络中定义逻辑片段,并通过这些片段路由流量,在流量工程和网络优化中提供更多控制和灵活性。Segment Routing 因其在现代网络中可扩展和灵活的路由解决方案中受到关注。
路由安全倡议:越来越多的关注通过各种倡议来改善互联网路由的安全性。Mutually Agreed Norms for Routing Security (MANRS) 是一个全球性倡议,鼓励网络运营商采用最佳实践来减少常见的路由安全威胁。MANRS 关注四个领域:防止路由劫持,防止路由泄露,通过RPKI促进准确的路由起源验证,并鼓励网络运营商之间的全球协调与合作。
通过探索这些发展并参与路由安全倡议,网络运营商可以保持对互联网路由最新进展的了解,并为提高互联网路由基础设施的整体安全性和可靠性做出贡献。