IP路由第2頁內(nèi)容概述路由的基本概念路由選擇算法靜態(tài)路由選擇算法動態(tài)路由選擇算法路由選擇算法介紹第3頁第4頁第5頁第6頁/Software/Cichlid/gallery/cheap_callouts.html第7頁第8頁網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是將分組從源端機(jī)器經(jīng)選定的路由送到目的端機(jī)器。在絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中分組需要經(jīng)過多次的轉(zhuǎn)發(fā)才能到達(dá)目的端機(jī)器。路由選擇算法和它們所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計當(dāng)中的一個關(guān)鍵問題。第9頁發(fā)送端的處理過程： 當(dāng)主機(jī)A要和主機(jī)B進(jìn)行通信時，首先判斷主機(jī)B是否和它位于同一子網(wǎng)。方法：把兩個主機(jī)的IP地址分別與它(主機(jī)A)的 子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“位與”操作，把分別得到的網(wǎng)絡(luò)ID進(jìn)行比較，如果結(jié)果相同，則表明位于同一子網(wǎng)，否則位于不同的子網(wǎng)。示例：第10頁主機(jī)A的IP地址與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“位與”操作主機(jī)B的IP地址與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“位與”操作結(jié)果相同，可見，兩個主機(jī)位于同一子網(wǎng)中示例1：第11頁主機(jī)A的IP地址與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“位與”操作主機(jī)B的IP地址與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“位與”操作結(jié)果不同，可見，兩個主機(jī)不在同一子網(wǎng)中示例2：第12頁

如果在同一子網(wǎng)，則源主機(jī)用ARP確定目標(biāo)主機(jī)的硬件地址后直接發(fā)送數(shù)據(jù)幀到目標(biāo)主機(jī)。(直接路由，無需路由器)

如果不在同一子網(wǎng)，則源主機(jī)用ARP確定默認(rèn)網(wǎng)關(guān)(路由器)的硬件地址后，把數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)給默認(rèn)網(wǎng)關(guān)(間接路由)。 至此源主機(jī)的發(fā)送就結(jié)束了。第13頁

剩下的任務(wù)是間接路由情形下： 路由器把收到的數(shù)據(jù)幀解開，利用IP包中的地址選擇如何進(jìn)一步處理， 如果目的主機(jī)在路由器所處的另一個子網(wǎng)，則變成直接路由的情況，封裝IP包，直接發(fā)送。 如果目的主機(jī)不在與路由器直接相連的子網(wǎng)，則需要選擇轉(zhuǎn)發(fā)到下一個路由器。通過進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，最終到達(dá)與目的主機(jī)在同一物理網(wǎng)絡(luò)的路由，從而傳送到目標(biāo)主機(jī)（最終的一個步驟總是直接路由）。 問題：路由器如何選擇轉(zhuǎn)發(fā)的下一個路由器?第14頁路由器為了把收到的數(shù)據(jù)傳送到目標(biāo)主機(jī)，需要知道那些主機(jī)是可達(dá)的以及如何達(dá)到。這些網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒂陕酚善髦械穆酚杀肀４妫酚善魍ㄟ^查找路由表，選擇轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的路徑。路由表第15頁下一跳(Next-Hop)路由表一個簡化：是只保存目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路由信息，因為一旦找到目標(biāo)主機(jī)所在的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，就可以直接在物理層傳輸數(shù)據(jù)幀了。進(jìn)一步的簡化：是不必在每個路由器中都保存一個到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的完整路徑，而只保存從本路由器到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑的下一步路由器地址，這樣就可以一步一步達(dá)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)了。這種路由方式稱為下一跳路由。其路由表的內(nèi)容是這樣的：第16頁下一跳路由表示例表的第一列指明目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，第二列指明為到達(dá)該目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)下一步應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給哪一個路由器。第17頁說明：路由表中通過指定網(wǎng)絡(luò)號而非具體的主機(jī)，對主機(jī)進(jìn)行屏蔽。使主機(jī)通信依賴于路由器。更主要的是，通過只指定網(wǎng)絡(luò)，極大地減少了路由表的大小，只有網(wǎng)絡(luò)數(shù)目的增長才會引起路由表的擴(kuò)大，而主機(jī)的增加對路由表沒有影響。路由表中列出的接口地址均應(yīng)與路由器在同一物理網(wǎng)絡(luò)，可直接轉(zhuǎn)發(fā)物理幀的。還應(yīng)該指定一個默認(rèn)路由，以確定當(dāng)網(wǎng)絡(luò)號均不匹配時，如何轉(zhuǎn)發(fā)。（當(dāng)主機(jī)只能訪問一個路由器時尤其應(yīng)設(shè)置）也可以為了某些目的為某個主機(jī)指定路由。第18頁

Destination

Gateway

Flags

Ref

Use

Interface

UH 0 26492lo055 UGH 0 0 emd02 3 U 3 58503le0default29 UG 0 43454emd0第19頁Flags:U:可用G:網(wǎng)關(guān)H:主機(jī)D:ICMP重定向報文創(chuàng)建M:ICMP重定向報文修改Refent：正在使用路由的活動進(jìn)程個數(shù)Use：通過該路由的分組數(shù)第20頁問題：一旦路由表給定，所有的流量均將沿指定的同一路徑轉(zhuǎn)發(fā)，即使有多個可選路徑。只有最后與目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)相連的路由器才和目標(biāo)主機(jī)直接通信，前面的路由器完全不知道目標(biāo)主機(jī)的狀態(tài)，如果目標(biāo)主機(jī)已經(jīng)不存在，那么也只有等數(shù)據(jù)發(fā)到最后一個路由器時才知道。第21頁下一跳路由的算法：執(zhí)行：拆開IP數(shù)據(jù)報，從中抽取目的IP地址：D，通過“位與”運(yùn)算求出目的地址的網(wǎng)絡(luò)ID：NifN和某個與路由器直接相連的網(wǎng)絡(luò)匹配，則直接轉(zhuǎn)發(fā)到該網(wǎng)絡(luò)中的相應(yīng)主機(jī)（這需要執(zhí)行：從IP地址D解析出目的主機(jī)的物理地址，封裝IP數(shù)據(jù)報為幀，幀頭包含目的主機(jī)的物理地址，發(fā)送幀）。elseif路由器的路由表中包含有為該主機(jī)D指定的路由，則按路由表中所指定的發(fā)送到下一跳（這需要執(zhí)行：解析所指定的下一跳路由的物理地址，封裝IP數(shù)據(jù)報為幀，幀頭包含下一跳路由的物理地址，發(fā)送幀）。elseif路由器的路由表中包含有到達(dá)該網(wǎng)絡(luò)N的路由，則按路由表中所指定的發(fā)送到下一跳（這需要執(zhí)行：同上）。elseif路由器的路由表中包含有默認(rèn)路由，則發(fā)送到路由表中所指定的默認(rèn)路由（這需要執(zhí)行：解析所指定的默認(rèn)路由的物理地址，封裝IP數(shù)據(jù)報為幀，幀頭包含默認(rèn)路由的物理地址，發(fā)送幀）。else發(fā)回路由出錯消息。

第22頁一個問題：上述執(zhí)行中均要解析下一跳的物理地址封裝成幀，而不用IP地址，十分繁瑣，為什么不在路由中直接指定下一跳的物理地址呢？原因：層次分明，物理地址在低層使用，如果又在網(wǎng)絡(luò)層使用，則層次不清。分層體系的一個要點就是下層應(yīng)該對上層是透明的。IP地址易于管理和維護(hù)，當(dāng)路由表更新時，查看IP地址比查看物理地址更易明白發(fā)生了什么問題。第23頁子網(wǎng)路由當(dāng)要與子網(wǎng)中的主機(jī)進(jìn)行通信時，那么只在路由表中指定網(wǎng)絡(luò)ID還不夠，因為一個網(wǎng)絡(luò)ID中可能有多個物理子網(wǎng)，此時，還必須指定子網(wǎng)掩碼：當(dāng)選擇路由時，就需要把目的主機(jī)的IP地址與子網(wǎng)掩碼進(jìn)行“位與”，以確定目標(biāo)主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址，從而選擇下一跳地址。第24頁IP是提供的是無連接的服務(wù)，源主機(jī)一旦把數(shù)據(jù)報發(fā)出之后，各個中間路由器根據(jù)數(shù)據(jù)報中的信息自主操作，與源主機(jī)無關(guān)，如果所有中間傳輸以及目的接收都不出問題，則此機(jī)制能正常工作。但如果出現(xiàn)問題，如路徑擁塞不能正常轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報或目的主機(jī)宕機(jī)等，如何通知源主機(jī)此類情況以便其采取相應(yīng)措施。(ICMP消息)路由表中包含一些什么內(nèi)容最好？如何建立路由表？(路由協(xié)議)第25頁主機(jī)A主機(jī)Beth0eth1eth2eth2/24eth1/24eth2/24eth1/24eth0/24接口下一跳路由網(wǎng)絡(luò)地址路由器1eth2/24eth0/24eth2/24eth1/24eth0/24接口下一跳路由網(wǎng)絡(luò)地址路由器2eth0eth1eth2第26頁IP路由協(xié)議第27頁兩個問題：路由表中應(yīng)該包含一些什么信息？路由器如何獲得這些信息？第28頁11

Iproute

IprouteCisco路由器：11add-iproute=add-iproute=3com路由器：11

Iproute

Iprouteadd-iproute=add-iproute=11第29頁路由表第30頁路由表輸出的解釋第31頁理想路由算法特點算法必須是正確的和完整的。算法在計算上應(yīng)簡單。算法應(yīng)能適應(yīng)通信量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓惴☉?yīng)具有穩(wěn)定性。

路由算法應(yīng)收斂于一個可以接受的解，路由不應(yīng)不停的變化。算法應(yīng)是公平的。算法應(yīng)是最佳的。

只能相對于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇。

第32頁第33頁關(guān)于“最佳路由”不存在一種絕對的最佳路由算法。所謂“最佳”只能是相對于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。實際的路由選擇算法，應(yīng)盡可能接近于理想的算法。路由選擇是個非常復(fù)雜的問題它是網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點共同協(xié)調(diào)工作的結(jié)果。路由選擇的環(huán)境往往是不斷變化的，而這種變化有時無法事先知道。

第34頁從路由算法的自適應(yīng)性考慮靜態(tài)路由選擇策略——即非自適應(yīng)路由選擇，其特點是簡單和開銷較小，但不能及時適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化。動態(tài)路由選擇策略——即自適應(yīng)路由選擇，其特點是能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，但實現(xiàn)起來較為復(fù)雜，開銷也比較大。第35頁ExampleofStaticRouting

directdefault

00NetMaskNexthopNetwork/16H1H2H3H4TotherestoftheInternetRouteraddress00RouterR1第36頁路由表的創(chuàng)建包含兩個方面—初始化路由表和更新路由表初始化路由表取決于操作系統(tǒng)，可能有如下幾種情況：路由器在啟動時從二級存儲器中讀取一個初始路由表，并駐留在主存中。初始路由表為空，在啟動后通過執(zhí)行外部命令來填充。從它所連接的本地網(wǎng)絡(luò)的地址集推出一個初始的路由，并與相鄰的路由器聯(lián)系以獲得更多的路由信息。初始的路由表建立之后，就需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)路由的變化進(jìn)行更新。對于較小的、變化較慢的網(wǎng)絡(luò)可以由管理員手工來做；而對于大的、變化較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)則很難能由手工完成迅速的更新，就需要一些自動的方法第37頁下一跳路由表的問題：由于下一跳路由表中只包含了到下一個網(wǎng)絡(luò)（對于中間路由器而言，下一個網(wǎng)絡(luò)不是目的網(wǎng)絡(luò)）的路徑，如果所有網(wǎng)絡(luò)都是互通的，那么可以斷定的是：除非進(jìn)入了某個循環(huán)路徑，數(shù)據(jù)最終總能到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)，但問題在于：所走的路徑是否是到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的最短路徑？例如：第38頁分層次的路由選擇協(xié)議因特網(wǎng)采用分層次的路由選擇協(xié)議。因特網(wǎng)的規(guī)模非常大。如果讓所有的路由器知道所有的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)怎樣到達(dá)，則這種路由表將非常大，處理起來也太花時間。而所有這些路由器之間交換路由信息所需的帶寬就會使因特網(wǎng)的通信鏈路飽和。許多單位不愿意外界了解自己單位網(wǎng)絡(luò)的布局細(xì)節(jié)和本部門所采用的路由選擇協(xié)議（這屬于本部門內(nèi)部的事情），但同時還希望連接到因特網(wǎng)上。第39頁自治系統(tǒng)AS

(AutonomousSystem)自治系統(tǒng)AS的定義：在單一的技術(shù)管理下的一組路由器，而這些路由器使用一種AS內(nèi)部的路由選擇協(xié)議和共同的度量以確定分組在該AS內(nèi)的路由，同時還使用一種AS之間的路由選擇協(xié)議用以確定分組在AS之間的路由。現(xiàn)在對自治系統(tǒng)AS的定義是強(qiáng)調(diào)下面的事實：盡管一個AS使用了多種內(nèi)部路由選擇協(xié)議和度量，但重要的是一個AS對其他AS表現(xiàn)出的是一個單一的和一致的路由選擇策略。第40頁通過把網(wǎng)絡(luò)中的路由器分為兩類：一類路由器成為核心路由器，其中保有所有網(wǎng)絡(luò)路徑完整、可靠、一致的信息，這一類的路由器數(shù)目較少，由專門的組織負(fù)責(zé)維護(hù)；另一類是非核心的路由器，自治地維護(hù)本地路徑。示意圖：第41頁因特網(wǎng)有兩大類路由選擇協(xié)議內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議

IGP(InteriorGatewayProtocol)即在一個自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)議。目前這類路由選擇協(xié)議使用得最多，如RIP和OSPF協(xié)議。外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP(ExternalGatewayProtocol)若源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng)中，當(dāng)數(shù)據(jù)報傳到一個自治系統(tǒng)的邊界時，就需要使用一種協(xié)議將路由選擇信息傳遞到另一個自治系統(tǒng)中。這樣的協(xié)議就是外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP。在外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議中目前使用最多的是BGP-4。第42頁自治系統(tǒng)和

內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議、外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議

用內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（例如，RIP）自治系統(tǒng)B自治系統(tǒng)A用外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（例如，BGP-4）R1R2

用內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（例如，OSPF）自治系統(tǒng)之間的路由選擇也叫做域間路由選擇(interdomainrouting)，在自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由選擇叫做域內(nèi)路由選擇(intradomainrouting)第43頁這里要指出兩點因特網(wǎng)的早期RFC文檔中未使用“路由器”而是使用“網(wǎng)關(guān)”這一名詞。但是在新的RFC文檔中又使用了“路由器”這一名詞。應(yīng)當(dāng)把這兩個屬于當(dāng)作同義詞。IGP和EGP是協(xié)議類別的名稱。但RFC在使用EGP這個名詞時出現(xiàn)了一點混亂，因為最早的一個外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議的協(xié)議名字正好也是EGP。因此在遇到名詞EGP時，應(yīng)弄清它是指舊的協(xié)議EGP還是指外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP這個類別。第44頁因特網(wǎng)的路由選擇協(xié)議內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP：具體的協(xié)議有多種，如RIP和OSPF等。外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP：目前使用的協(xié)議就是BGP。第45頁abbaaC ABdA.cA.aC.bB.acbcborder(exteriorgateway)routers第46頁Intra-ASandInter-ASroutingHosth2abbaaCABdcA.aA.cC.bB.acbHosth1Intra-ASroutingwithinASAInter-ASroutingbetweenAandBIntra-ASroutingwithinASB第47頁

InternetBackbonesinNorthAmerica第48頁第49頁第50頁在核心路由系統(tǒng)中，通過把所有可能路徑的完備信息在核心路由器之間不斷傳播、更新而使核心路由系統(tǒng)能保有完整、一致、可靠的路由信息。其中的一個關(guān)鍵是路由傳播和更新的算法。兩種路由協(xié)議的區(qū)別：網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小的不同域和域之間的路徑度量不同考慮策略不同第51頁內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議RIP

(RoutingInformationProtocol)1.工作原理路由信息協(xié)議RIP是內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP中最先得到廣泛使用的協(xié)議。RIP是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議。RIP協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)中的每一個路由器都要維護(hù)從它自己到其他每一個目的網(wǎng)絡(luò)的距離記錄。

第52頁“距離”的定義從一路由器到直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為1。從一個路由器到非直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為所經(jīng)過的路由器數(shù)加1。RIP協(xié)議中的“距離”也稱為“跳數(shù)”(hopcount)，因為每經(jīng)過一個路由器，跳數(shù)就加1。這里的“距離”實際上指的是“最短距離”，第53頁“距離”的定義RIP認(rèn)為一個好的路由就是它通過的路由器的數(shù)目少，即“距離短”。RIP允許一條路徑最多只能包含15個路由器。“距離”的最大值為16時即相當(dāng)于不可達(dá)。可見RIP

只適用于小型互聯(lián)網(wǎng)。RIP不能在兩個網(wǎng)絡(luò)之間同時使用多條路由。RIP選擇一個具有最少路由器的路由（即最短路由），哪怕還存在另一條高速(低時延)但路由器較多的路由。第54頁RIP協(xié)議的三個要點僅和相鄰路由器交換信息。交換的信息是當(dāng)前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。按固定的時間間隔交換路由信息，例如，每隔30秒。第55頁路由信息協(xié)議（RouteInformationProtocol）v1首個RIP（RIP1RFC1058，1988）標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布于1988年六月。RIP把網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點分為活動的和被動的。活動節(jié)點可以廣播路由信息，也可以接收、更新信息，被動節(jié)點只能接收廣播并更新自己的路由信息。只有路由器可以作為活動節(jié)點，而主機(jī)只能作為被動節(jié)點。活動節(jié)點每隔30秒廣播一輪其當(dāng)前路由表中的路由信息。RIP使用“跳數(shù)”來計算到目的網(wǎng)絡(luò)的距離。通過一個網(wǎng)絡(luò)為一跳，可以人為地把某些慢速網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為多跳數(shù)，以更精確。RIP規(guī)定最大跳數(shù)為15，若跳數(shù)為16則表示不可達(dá)。RIP路由信息中只包含兩項：目的網(wǎng)絡(luò)和達(dá)到目的網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)。第56頁路由信息協(xié)議僅和相鄰路由器交換信息交換信息是當(dāng)前本路由器所知道全部信息按固定時間間隔交換信息采用距離向量算法第57頁距離向量算法路由表格式第58頁距離向量算法收到相鄰路由器X的RIP報文1。修改此報文中的所有項目：將“下一跳”字段的地址都改為X，并且將所有的“距離”字段＋12。對修改后的RIP報文的每一個項目，重復(fù)以下步驟：若項目當(dāng)中的目的網(wǎng)絡(luò)不在路由表中，則添加該項目到路由表中否則：若下一跳字段給出的路由器地址是相同的，則將收到項目替換原路由表中的項目否則：若收到項目中的距離小于路由器表當(dāng)中的距離，則進(jìn)行更新否則：什么也不做若超過3分鐘沒有收到相鄰路由器的更新路由表，則將相鄰路由距離置16返回第59頁NET1ABCNET2NET3NET4NetHopNextnet31-net41-NetHopNextnet11-net21-NetHopNextnet21-net31-第60頁NET1ABCNET2NET3NET4NetHopNextnet31-net41-net22BNetHopNextnet11-net21-net32BNetHopNextnet21-net31-net12Anet42C第61頁NET1ABCNET2NET3NET4NetHopNextnet31-net41-net22Bnet13BNetHopNextnet11-net21-net32Bnet43BNetHopNextnet21-net31-net12Anet42C第62頁RIP提出了一些規(guī)則來提供性能和可靠性。例如：一旦路由器從別的路由器學(xué)習(xí)到一個路由，那么它將一致保留直到學(xué)到了另一個更好的。（最優(yōu)，又避免振蕩）被動節(jié)點在學(xué)到一個路由后要立即開始計時，在180秒之內(nèi)，如果一直沒有再次得到關(guān)于此路由的廣播，則放棄此路由。（寧缺勿錯）RIP中的問題：慢收斂問題問題的描述：第63頁NET1ABNET2NetHopNextnet11-net21-net32BNetHopNextnet21-net31-net12ANET3第64頁NET1ABNET2NetHopNextnet116-net21-net32BNetHopNextnet21-net31-net12ANET3第65頁NET1ABNET2NetHopNextnet13Bnet21-net32BNetHopNextnet21-net31-net12ANET3第66頁NET1ABNET2NetHopNextnet13Bnet21-net32BNetHopNextnet21-net31-net14ANET3………………第67頁NET1ABNET2NetHopNextnet116Bnet21-net32BNetHopNextnet21-net31-net116ANET3好消息傳播快，壞消息傳播慢－需要較長時間才能將網(wǎng)絡(luò)故障信息傳播到網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中所有路由器第68頁解決方案:水平切割路由器計錄每個接口收到的路由信息，禁止把一條路由信息從收到它的接口再廣播出去。如上例，可以解決問題，但有些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也不行。保持一旦某個路由器在收到一個網(wǎng)絡(luò)變?yōu)椴豢蛇_(dá)的消息后，它將在一個規(guī)定時間區(qū)間內(nèi)保持此消息而忽略其他路由器發(fā)給它的其他消息（壞消息優(yōu)先，針對網(wǎng)上：好消息傳的快，壞消息傳的慢），這樣就確保壞消息能先傳播出去，而不會在傳出去之前就被更新。但會造成一個較長的保持時間，特別對廣域網(wǎng)。即使此時有好消息，也不可傳播。觸發(fā)更新一旦收到消息報告網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)，就立即廣播，不必等下一個廣播周期到。同時，在廣播中保留此目的網(wǎng)絡(luò)，只是加一個很大的代價值。但在某些結(jié)構(gòu)中，如多個路由器同時連在某個網(wǎng)絡(luò)上，此時會造成突然的流量激增。第69頁RIP報文格式:RIP報文封裝在用戶數(shù)據(jù)報(UDP)中，默認(rèn)UDP端口號為520第70頁不同的命令字段值指定不同的操作:路由器和主機(jī)可以通過發(fā)送請求命令來請求另外的路由器發(fā)送路由信息。通常，路由器周期性發(fā)送非請求的路由信息。每個報文最多攜帶25個路由。第71頁RIP選路中的距離為hop值，有以下問題：hop值刻畫距離并不能十分精確，每一跳并不可能精確相同不能動態(tài)表現(xiàn)某個網(wǎng)絡(luò)的通信量負(fù)載不支持子網(wǎng)RIP2（RFC1388，1993）對RIP1的擴(kuò)展，協(xié)議本身并無變化，只是利用RIP報文格式中的為零部分來傳遞更多的信息。其中通過傳遞子網(wǎng)掩碼擴(kuò)展了對子網(wǎng)路由的支持。格式見下頁圖：第72頁第73頁內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議OSPF

(OpenShortestPathFirst)1.OSPF協(xié)議的基本特點“開放”表明OSPF協(xié)議不是受某一家廠商控制，而是公開發(fā)表的。“最短路徑優(yōu)先”是因為使用了Dijkstra

提出的最短路徑算法SPFOSPF只是一個協(xié)議的名字，它并不表示其他的路由選擇協(xié)議不是“最短路徑優(yōu)先”。是分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議。

第74頁三個要點向本自治系統(tǒng)中所有路由器發(fā)送信息，這里使用的方法是洪泛法。發(fā)送的信息就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài)，但這只是路由器所知道的部分信息。“鏈路狀態(tài)”就是說明本路由器都和哪些路由器相鄰，以及該鏈路的“度量”(metric)。

只有當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，路由器才用洪泛法向所有路由器發(fā)送此信息。

第75頁鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫

(link-statedatabase)

由于各路由器之間頻繁地交換鏈路狀態(tài)信息，因此所有的路由器最終都能建立一個鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。這個數(shù)據(jù)庫實際上就是全網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，它在全網(wǎng)范圍內(nèi)是一致的（這稱為鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的同步）。OSPF的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫能較快地進(jìn)行更新，使各個路由器能及時更新其路由表。OSPF的更新過程收斂得快是其重要優(yōu)點。第76頁OSPF的區(qū)域(area)為了使OSPF能夠用于規(guī)模很大的網(wǎng)絡(luò)，OSPF將一個自治系統(tǒng)再劃分為若干個更小的范圍，叫作區(qū)域。每一個區(qū)域都有一個32位的區(qū)域標(biāo)識符（用點分十進(jìn)制表示）。區(qū)域也不能太大，在一個區(qū)域內(nèi)的路由器最好不超過200個。第77頁自治系統(tǒng)ASOSPF劃分為兩種不同的區(qū)域區(qū)域區(qū)域主干區(qū)域至其他自治系統(tǒng)R9R7R6R5R4R3R2R1網(wǎng)

8網(wǎng)

6網(wǎng)

3網(wǎng)

2網(wǎng)

1網(wǎng)

7區(qū)域網(wǎng)4網(wǎng)

5R8第78頁劃分區(qū)域劃分區(qū)域的好處就是將利用洪泛法交換鏈路狀態(tài)信息的范圍局限于每一個區(qū)域而不是整個的自治系統(tǒng)，這就減少了整個網(wǎng)絡(luò)上的通信量。在一個區(qū)域內(nèi)部的路由器只知道本區(qū)域的完整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌恢榔渌麉^(qū)域的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞那闆r。OSPF使用層次結(jié)構(gòu)的區(qū)域劃分。在上層的區(qū)域叫作主干區(qū)域(backbonearea)。主干區(qū)域的標(biāo)識符規(guī)定為。主干區(qū)域的作用是用來連通其他在下層的區(qū)域。

第79頁自治系統(tǒng)AS主干路由器區(qū)域區(qū)域主干區(qū)域至其他自治系統(tǒng)R9R7R6R5R4R3R2R1網(wǎng)

8網(wǎng)

6網(wǎng)

3網(wǎng)

2網(wǎng)

1網(wǎng)

7區(qū)域網(wǎng)4網(wǎng)

5R8第80頁自治系統(tǒng)AS區(qū)域邊界路由器區(qū)域區(qū)域主干區(qū)域至其他自治系統(tǒng)R9R7R6R5R4R3R2R1網(wǎng)

8網(wǎng)

6網(wǎng)

3網(wǎng)

2網(wǎng)

1網(wǎng)

7區(qū)域網(wǎng)4網(wǎng)

5R8第81頁OSPF直接用IP數(shù)據(jù)報傳送OSPF不用UDP而是直接用IP

數(shù)據(jù)報傳送。OSPF構(gòu)成的數(shù)據(jù)報很短。這樣做可減少路由信息的通信量。數(shù)據(jù)報很短的另一好處是可以不必將長的數(shù)據(jù)報分片傳送。分片傳送的數(shù)據(jù)報只要丟失一個，就無法組裝成原來的數(shù)據(jù)報，而整個數(shù)據(jù)報就必須重傳。第82頁OSPF的其他特點OSPF對不同的鏈路可根據(jù)IP分組的不同服務(wù)類型TOS而設(shè)置成不同的代價。因此，OSPF對于不同類型的業(yè)務(wù)可計算出不同的路由。如果到同一個目的網(wǎng)絡(luò)有多條相同代價的路徑，那么可以將通信量分配給這幾條路徑。這叫作多路徑間的負(fù)載平衡。所有在OSPF路由器之間交換的分組都具有鑒別的功能。支持可變長度的子網(wǎng)劃分和無分類編址CIDR。每一個鏈路狀態(tài)都帶上一個32位的序號，序號越大狀態(tài)就越新。第83頁IP數(shù)據(jù)報OSPF分組IP數(shù)據(jù)報首部OSPF分組OSPF分組首部類型1至類型5的OSPF分組24字節(jié)081631版本路由器標(biāo)識符類型分組長度檢驗和鑒別位鑒別區(qū)域標(biāo)識符鑒別類型第84頁OSPF的五種分組類型類型1，問候(Hello)分組。類型2，數(shù)據(jù)庫描述(DatabaseDescription)分組。類型3，鏈路狀態(tài)請求(LinkStateRequest)分組。類型4，鏈路狀態(tài)更新(LinkStateUpdate)分組，用洪泛法對全網(wǎng)更新鏈路狀態(tài)。類型5，