tcpip 網絡基礎協議

1、2022年2月12日上海貝爾培訓中心1Internet 原理及應用簡介FTCP/IP簡介(Internet物理結構、TCP/IP原理)FIP路由協議介紹F其它主要內容2022年2月12日上海貝爾培訓中心2Internet 原理簡介TCP/IP簡介FInternet是一個利用TCP/IP技術技術，通過路由器路由器連接各種局域網各種局域網的覆蓋全球的計算機網絡，在它上面提供了許多我們所需要的服務。如，WWW ,FTP ,TFTP ,Telnet,BBS,Mail,Gopher等。一、Internet的物理結構LANFTP ServerHTTP ServerSMTP ServerRouterIntr

2、anetIntranetIntranetIntranetIntranetRouterRouter圖1 Internet結構示意圖2022年2月12日上海貝爾培訓中心3Internet 原理簡介TCP/IP簡介F在TCP/IP中，所有的協議被封裝在IP分組中，通過IP網間網傳輸。 IP是一個路由協議，這意味著使用IP通信的兩個節(jié)點不必連接到同一物理線路上(不進行路由)。要對信息是如何穿越有一個基本的了解，要理解以下六個問題： 1。該協議中的地址格式是什么？ 2.。設備如何獲得一個地址？ 3。協議中的地址如何映射到一個物理地址？ 4。終端節(jié)點如何查找路由器？ 5。路由器如何由網絡的拓撲結構進行路由

3、？ 6。用戶如何查找網絡上的服務(服務名字解析：DNS等)？二、了解TCP/IP信息如何從源端穿越網絡到達目的端？2022年2月12日上海貝爾培訓中心4Internet 原理簡介TCP/IP簡介FMAC地址： 在網上的兩個計算機要通信，最終要利用它們的物理地址來聯系。在局域網的技術中，使用最普遍的物理地址是MAC地址（以太網卡標識），它在以太網中唯一地標識了每個對象對象。MAC地址是一個48bit的整數。一般寫成：U:V:W:X:Y:Z或U-V-W-X-Y-Z，U到Z是0255的整數（常用16近制表示），其中X:Y:Z代表以太網卡廠家，如 00:20:AF屬于3Com。MAC地址是全球唯一的。

4、FIP地址：IP地址由一個32位值組成，它是由網絡管理員為每一臺工作站（或服務器）設置的一組數字。一般寫成：W.X.Y.Z，W到Z是0255的整數。Internet上的每個機器具有唯一的IP地址。它用于節(jié)點在IP互聯網上的通信。為了便于路由，IP地址是一種層次化地址，它可分為兩部分：網絡地址和節(jié)點地址。當一個IP包要前往一個IP終端的時候，先利用該網絡地址尋找最佳的到達終端網絡的路徑，然后利用節(jié)點地址定位到目的地。共由五類IP地址：A類地址、B類地址、C類地址、D類地址、E類地址。第一個問題、 MAC（物理地址）地址與IP地址2022年2月12日上海貝爾培訓中心5Internet 原理簡介TC

5、P/IP簡介FIP地址中有一些是保留的，它們具有特殊的用途。地址用途全0網絡地址只在系統啟動時有效，用于啟動時臨時通信網絡127指本地節(jié)點(一般為)，用于測試網卡及TCP/IP軟件，這樣浪費了1700萬個地址全0節(jié)點地址用于指定網絡本身，指網絡號，如用于子網掩碼全1節(jié)點地址全0 IP 地址全1 IP 地址用于本地廣播，也稱有限廣播，無須知道本地網絡地址用于廣播，也稱定向廣播，需要指定目標網絡RIP協議中用它指定默認路由,路由表中信宿的網絡號為表1 特殊的IP地址五類地址2022年2月12日上海貝爾培訓中心6Internet 原理簡介TCP/IP簡介 (1) A類

6、地址07bit24bit031網絡號節(jié)點號共有27-2(全0、全1)=126個A類網絡，每個網絡可容納224-2(全1、全0)個節(jié)點。 (2) B類地址 21-1014bit16bit031網絡號節(jié)點號共有214-1=16,383個B類網絡，每個網絡可容納216-2=65,534個節(jié)點。2022年2月12日上海貝爾培訓中心7Internet 原理簡介TCP/IP簡介 (3) C類地址 33- 7-lacalhost11021bit8bit031網絡號節(jié)點號共有221-1=2,097,171個C類網絡，每個網絡可容納28-2=

7、254個節(jié)點。一般net.1用于默認路由器，最多只有253個主機。 (4) D類地址111028bit0該地址 用于組播，從55，其中用于永久組播。31 (5) E類地址：11110XXX.H.H.H，作為實驗的保留地址，從55。 另外，11111XXX.H.H.H留著備用。2022年2月12日上海貝爾培訓中心8Internet 原理簡介TCP/IP簡介FIP地址與MAC地址的關系： 既然每一臺設備已經有一個物理地址，那么為什么還需要IP地址呢？首先，并不是每一臺設備都支持以太地址，而IP

8、地址能使那些沒有以太地址的設備(光纖、令牌環(huán)等)能利用IP地址連接到Internet。其次，以太地址由設備商管理，而不是由買方機構管理，因此最終要得到一個基于設備商，而不是設備位置的有效路由方式是不可能的。而IP地址是根據網絡拓撲結構來分配的，這利于網絡路由。最后一點，利用IP地址和MAC地址結合的方式增加了組網的靈活性。如果一塊以太卡壞了，可以換掉它，而不必獲取一個新的IP地址；如果一個IP節(jié)點從一個網絡被移到另一個網絡，可以給它分配一個新的IP地址，而不必更換一塊新的以太卡。 IP地址是網絡層地址，用于信息穿越互聯網絡的目的，可利用它路由。而MAC地址用于同一線路上兩個節(jié)點間的通信，不能用

9、來路由。2022年2月12日上海貝爾培訓中心9Internet 原理簡介TCP/IP簡介F要將網絡連接到Internet，可以向InterNIC(Internet Network Information Center)申請IP地址。可通過E-MAIL到聯系。也可以向ISP申請IP地址。過去，當一個組織向NIC申請IP地址時，你可以取得一個A或B或C。在某一類地址中具體的地址分配可以由組織自己控制。由于IP地址的緊張，現在已不以地址類別為地址分配單位了，而采用CIDR(Classless InterDomain Routing,無類型域間路由)分配方式。F解決IP地址緊張的手段有兩種：利用Pro

10、xy代理技術和子網劃分技術。假設公司只得到了一個B的地址。公司可能有幾個物理網絡，由于只有一個網絡號，所以不可能給每個物理網絡一個網絡地址?？梢詫⒐镜腎ntranet劃分成幾個子網，它們之間通過路由器連接起來。在IP地址中，可以將中的后兩個字節(jié)的一部分作為子網地址。這樣還可以減少網絡交通，便于管理。劃分子網時，要為每臺設備指定子網掩碼。這樣，具有相同的子網掩碼的設備就處于同一個子網內。子網之間的路由與Internet中的路由相似。注意，RIP I 不支持子網路由，RIP II支持。F例：將網絡分成4個子網。網絡結構-掩碼配置-子網識

11、別。第二個問題、 給TCP/IP設備分配IP地址2022年2月12日上海貝爾培訓中心10Internet 原理簡介TCP/IP簡介F有了子網的概念，下面進一步講CIDR地址分配?，F在NIC可以給你一個子網掩碼地址(即給你一個子網)，如可以提供子網號92，這樣你的網絡中可以有26-2=62臺設備。這樣的子網稱slash網(它具有的是子網號，而不是網絡號)。92子網是一個slash 26網，NIC控制前26位，組織控制后6位。F得到了IP地址，就可以將它分配給設備。大部分IP設備需要人工配置IP地址，將IP地址輸入到某些配置程序或控制臺中。一起輸入的通常

12、還有其它信息，如廣播地址，子網掩碼和默認網關地址等。某些站點支持IP地址的動態(tài)配置。像引導協議(Boot Protocol, BOOTP)和動態(tài)主機配置協議(Dynamic Host Configuration Protocol,DHCP)這樣的協議能利用集中服務器分配唯一的IP地址，并根據需求配置其它信息。2022年2月12日上海貝爾培訓中心11Internet 原理簡介TCP/IP簡介FInternet中的兩個節(jié)點要通信，它們首先是靠IP地址來標識聯系的，但它們最終要靠MAC地址來通信，一旦知道了對方的MAC地址，兩個節(jié)點就可以在以太網內進行通信。所以要將IP地址映射到MAC地址。完成這個

13、工作的協議是地址解析協議(Address Resolution Protocol,ARP)。在具體講述ARP之前,先來了解一下以太網中流動的信息(IEEE802.3)。F我們先看一下以太網的一般配置：第三個問題、 將IP地址映射到MAC地址(ARP)收發(fā)器: 負責處理載波監(jiān)聽和沖突檢測(A/D、D/A)網卡主機根服務器(包括第一級域名服務)2022年2月12日上海貝爾培訓中心37Internet 原理簡介TCP/IP簡介t 域服務器報文格式：請求和響應使用同一種報文格式。在響應中，服務器盡盡可能可能地將它所知道的信息返回請求者。標識 參數標識 參數問題數 回答數管理機構數 附加信息數問題部分回

14、答部分管理機構部分附加信息部分03116定長部分變長部分標識：用于解析器匹配請求與響應參數：含義見下表2022年2月12日上海貝爾培訓中心38Internet 原理簡介TCP/IP簡介四個“數”：指明后面可變部分相應的項目數問題部分：一個解析報文中可以包含多個域名詢問。問題部分由一組詢問組成，它包括以下幾個部分：參數域位含義0操作：0查詢、1響應14查詢類型：0標準、1反向5若回答是授權則置位6若報文被截斷則置位7若需要遞歸則置位8若有遞歸可用則置位911保留1215響應類型：0無差錯、1查詢格式錯、2服務器失效、3名字不存在2022年2月12日上海貝爾培訓中心39Internet 原理簡介T

15、CP/IP簡介回答部分、管理機構部分和附加信息部分：由一組“資源記錄”(見下圖)組成，描述域名和映射(域名和有關該域名的信息)。詢問域名.詢問類型 詢問類別01631詢問域名：域名由一組標號組成，每個標號開始是一個指明其長度的字節(jié)，緊接著是該標號的實際字符。當長度為0時，表示域名結束。詢問類型：指明解析的是機器名還是郵件地址詢問類別：指協議類型，DNS不只僅僅能解析Internet域名2022年2月12日上海貝爾培訓中心40Internet 原理簡介TCP/IP簡介資源域名.類型 類別01631TTL 資源數據長度資源數據.資源域名：指明本資源記錄(回答、管理機構信息、附加信息)所涉及的域名。

16、在回答域名中，多個回答域名可能采取壓縮域名格式。TTL：指明資源記錄可在緩存中保留的秒數。資源數據：可能是IP地址、管理機構信息、附加信息。類型：指明資源是有關IP地址的、郵件交換機名、CPU和操作系統、別名的規(guī)范名字等類型。2022年2月12日上海貝爾培訓中心41Internet 原理簡介TCP/IP簡介F以上講了域名系統的原理，它是一個高效的分布式多級的將域名轉換成IP地址的系統。當用戶通過域名請求一個主機上的服務時候，系統通過多個域名服務器將對端主機的域名轉換成對方的IP地址，然后它們就可以通過IP地址進行Internet上的通信。2022年2月12日上海貝爾培訓中心42Internet

17、原理IP路由F當IP分組被送到直接與該網絡相連的路由器以后，路由器就要對該分組進行處理。從IP協議的學習我們知道，需要路由的攜帶IP分組的幀送到路由器是靠分組中路由器的MAC地址而不是其IP地址來標識這段行程的。該幀在通過路由器的數據鏈路層時，路由器將幀頭去掉，將IP數據報送到路由器的IP層。路由器拿到該數據報的目的IP地址，如果它發(fā)現該地址不是自己的IP地址。它將通過路由將數據報轉發(fā)到下一路由器或目標主機。路由器在路由時，是靠其中的路由表為依據的。在詳細地討論路由器中的IP路由算法前，我們來看一下路由表。F在進行分組投遞時，路由器分兩個階段：1、如何到達目標主機的網絡。2、分組到了目標網絡后

18、，由終端路由器將分組送到目標主機。一般來說，第一個階段才是路由的實質階段，它關系到分組穿越網間網的路徑。所以，在網絡上路由是以目標IP地址中的網絡號為依據的。這樣可以只關心目標網絡的信息，而不用關心目標主機的信息，從而簡化路由表，提高路由效率。典型地，路由表包含許多(N,R,D)向量，其中N是目的網絡的IP地址，R是為了到達相應目的網絡要經過的下一個路由器的IP地址(下一跳，next hop)，D是到該網絡要經過的跳數(代價)。一面是一個路由表的例子：2022年2月12日上海貝爾培訓中心43Internet原理IP路由QRS 20

19、.0.0.0 直接到達 1 直接到達 1 2 2R中的路由表網絡路由器在路由表中，一般還有默認路由。當表中沒有到達目標網絡的下一跳時，分組將送到默認路由器。在路由表中該項網絡號為。另外，雖然路由是基于網絡，但多數IP路由軟件允許把每個主機的路由作為特例來指定。這樣可以便于測試和達到特別的安全性要求。綜上，得到路由器的路由算法：跳數2022年2月12日上海貝爾培訓中心44Internet原理IP路由

20、 RouteDatagram(Datagram,RortingTable)從數據報中抽取出目的IP地址D，計算網絡前綴N；if N與任何直接連接的網絡地址匹配 then在該網絡上把數據報投遞到目的地D上(包括把D轉換成一個物理地址、封裝數據報并發(fā)送該幀。)else if 表中包含了一個到D的指定主機路由 then把數據報發(fā)送到表中指定的下一站else if 表中包含到網絡N的一個路由 then把數據報發(fā)送到表中指定的下一站else if 表中包含一個默認路由 then把數據報發(fā)送到表中指定的默認路由器上else 宣布路由出錯；2022年2月12日上海貝爾培訓中心45Internet原理IP路由

21、F隨著Internet的發(fā)展，Internet的體系結構也在不斷變化(核心結構、對等結構、自治域集合結構)。路由協議隨著Internet的規(guī)模的增大和體系結構的變化也在不斷發(fā)展。這里只講述發(fā)展到現在的Internet的路由，我們先從Internet的體系結構講起。我們知道，Internet是由很多路由器連接起來的，但并不是所有的路由器都是完全對等的，不同的路由器在Internet中的位置和作用可能是不一樣的。事實上，Internet包括兩部分：主干和外圍。其中主干由主干網絡和連接主干和外圍的核心路由器組成，外圍部分劃分為若干自治系統。這樣，它構成一個樹形組織結構。主干網絡路由器路由器.LAN自

22、治系統核心系統自治系統自治系統LANLANLANLAN.核心2022年2月12日上海貝爾培訓中心46Internet原理IP路由F從上面的體系結構可以看出，Internet路由包括兩部分：自治系統內的路由和自治系統間的路由(由于核心網絡實際上也是一個自治系統，只是它連接了其它的自治系統)。所謂自治系統，它是一個處于一個管理機構控制下的網絡和路由器的群組，在一個自治系統內的路由器可以自由地尋找路由、廣播路由、確認路由以及檢測路由的一致性的機制。在位于兩個自治系統的邊界路由器負責在這兩個自治系統之間交換路由信息，這樣的邊界路由器稱特權路由器。在對這兩部分路由的具體介紹之前，我們先看一下路由中的兩種

23、基本算法：矢量距離算法和鏈路狀態(tài)算法。2022年2月12日上海貝爾培訓中心47Internet原理IP路由F思想：基于將最短全局路由信息逐步擴散全局路由信息逐步擴散的思想。F矢量距離路由算法 1、路由器在啟動時對路由表進行初始化，對每個與自己直接相連的網絡生成一個表項。路由表中的每個項目指出了一個目的網絡、給出相應的距離(一般以跳數為單位)和到達該網絡的下一跳(初試化時，相連網絡的下一跳為“直接”) 2、更新路由：路由器周期性地向直接相連的其他路由器發(fā)送自己的路由表，當一個路由器K收到它相鄰的路由器J發(fā)來的一個更新報文后，它按以下規(guī)則來更新自己的路由表。u如果J知道去某個目的網絡的路由有更短的

24、距離N，K將自己的路由表中到相應網絡的距離改為N+1，下一跳為J。u如果J列出了K不知道的目的網絡，在K路由表中將增加到該網絡的一項，其中下一跳為J，距離為J中的距離+1。u如果K原來到目的網絡的路由經過J而J到該網絡的距離變化為N，K就修改自己路由表中相應的項目，其中距離改為N+1。u如果K中原來到目的網絡經過J，而J中沒有到該網絡的路由，則K刪除相應的項目。F特征：1、基于逐步擴散，收斂慢，實現簡單。2、參加路由交流的路由器多(所有) ，報文數量大。3、每一個報文長度大(更新報文包括每一個可達網絡項目)。2022年2月12日上海貝爾培訓中心48Internet原理IP路由F思想：基于同步(

25、收集鏈路狀態(tài)組成全局信息)每個路由器中的網絡網絡拓撲拓撲圖(以為路由器節(jié)點，可通的網絡為邊，線路狀態(tài)為距離或代價的無向圖)，獨立計算最短路徑獨立計算最短路徑(包括鏈路帶寬、擁塞情況等因素所組成的鏈路代價)。F鏈路狀態(tài)算法(SPF,Shortest Path First，最短路徑優(yōu)先)1、測試相鄰路由器狀態(tài)：路由器周期性發(fā)送短報文，詢問鄰站是否可達，如果鄰站在 n 次詢問中有 k 次應答，并且最后有連續(xù)兩次應答，說明相鄰路由器處于活躍狀態(tài)，否則，它處于故障狀態(tài)。2、廣播鏈接狀態(tài)：路由器利用上一步中的結果周期性地向參與算法的路由器廣播自己與相鄰路由器的鏈接狀態(tài)報文。這種報文指出一對路由器之間是否能

26、夠通信。3、鏈接狀態(tài)報文到達之后，路由器把鏈接狀態(tài)標為正?；蚬收希伦约旱木W絡拓撲圖。4、鏈接狀態(tài)變化之后，路由器利用戴克斯特拉(Dijkstra)最短路徑優(yōu)先算法對相應的拓撲圖計算到參加算法的每個網絡的最短路徑。F特征：1、每個路由器中有一張標出所有路由器及其鏈接狀態(tài)的網絡拓撲圖。2、只傳輸鏈接狀態(tài)短報文，傳送信息少。3、每個路由器獨立計算最短路徑，它確保了路由算法的收斂性，但實現復雜。2022年2月12日上海貝爾培訓中心49Internet原理IP路由F前面講了路由問題中的兩種基本算法?，F在開始介紹Internet中的兩部分路由。首先看一下自治系統內的路由協議(內部路由協議)，在自治系統

27、內，路由器間通過它來建立路由表。內部路由協議有許多種，包括RIP(Routing Information Protocol)、HELLO、OSPF(Open Shortest Path First)協議，它們統稱為IGP(Interior Gateway Protocol)。其中，RIP是過去使用較多的協議，HELLO已廢棄不用，OSPF正逐漸被越來越多的廠家支持。FRIP協議 RIP協議采用矢量距離算法。運行RIP的設備可能包括主機和路由器，其中主機只是監(jiān)聽路由報文并更新自己的路由表。運行RIP的路由器每30秒鐘廣播(內部廣播)一次路由報文，該報文包括(N,D)向量。其中N是網絡號，D是跳數

28、。由于只考慮跳數而不考慮線路情況來衡量最短路徑，從而不一定得到好的路由結果，所以許多RIP軟件在通過低速網絡路由時人為增加了條數。為了處理路由器故障帶來的問題，RIP規(guī)定，對某路由如果自收到該路由通告開始，180秒后還沒有收到該路由的再一次通告，則認為該路由變?yōu)闊o效路由。另外，在RIP中要處理慢收斂問題(路由循環(huán)問題)。u例：建立路由表-連接失效引起IP報文進入路由循環(huán)-路由表更新引起跳數增加。網絡1R1R22022年2月12日上海貝爾培訓中心50Internet原理IP路由F為了解決路由循環(huán)問題，RIP首先規(guī)定：路由信息中的最大跳數不能大于16，若等于16則表示該路由不可達。另外，它還包括如

29、下技術：水平分割法、抑制法、毒性逆轉法和觸發(fā)更新法。F有了RIP協議的思想和概念，下面我們具體介紹一下RIP的報文格式(內容包括目的網絡和距離)：2022年2月12日上海貝爾培訓中心51Internet原理IP路由標識 參數命令 版本 全零網1協議 全零網1的IP地址全零全零到網1的距離(跳數)031168網2協議 全零網2的IP地址全零全零到網2的距離(跳數).2022年2月12日上海貝爾培訓中心52Internet原理IP路由F說明： 1、命令：1-請求部分或全部路由信息。 2-響應路由信息報文。 但大多數情況下是發(fā)送廣播路由信息報文。 2、版本：為1。RIP V2支持子網路由。 3、網絡

30、協議：指出網絡地址域的地址格式，使得它可以適應其它網絡協議。若是IP地址，則它為2。 4、網絡地址域：RIP包含14個字節(jié)的地址域。 5、指出到相應網絡的跳數。FRIP報文的傳輸 RIP工作在UDP的520端口之上，它依靠UDP來傳輸并指明報文長度。所以，路由信息報文也是最終靠IP來傳送的。 由于路由表更新發(fā)生在相鄰路由器之間，所以報文在IP層采用全1網絡號填入目的IP地址。同樣，在鏈路層用全1物理地址廣播。 由于一個路由器連接多個網絡，所以它是同時向多個網絡廣播。F例：2022年2月12日上海貝爾培訓中心53Internet原理IP路由3142R1R3R2初始化-傳輸-擴散2022年2月12

31、日上海貝爾培訓中心54Internet原理IP路由F前面介紹了RIP協議，下面看一下OSPF協議。OSPF是一種基于SPF算法的內部路由協議。每個路由器中有一張網絡拓撲圖，路由器間通過廣播它相鄰的鏈接狀態(tài)來同步拓撲圖，路由器獨立計算它到每個網絡的最短路徑。另外，OSPF還具有如下功能： 1、包含TOS路由。對從相同的出發(fā)點到相同的目的地的數據報可以按照其TOS的不同走不同的路由。 2、提供負載均衡功能。如果管理者規(guī)定了若干條代價相同的路由，OSPF會把通信量均勻地分配給這幾條路由。 3、提供路由信息數據鑒別機制。防止某個惡意的用戶進行電子欺騙從而控制路由 4、支持特定主機路由、子網路由、特定網

32、絡路由。 5、提供虛擬鏈路功能。OSPF允許管理者超越物理網絡細節(jié)而抽象出來的虛擬網絡拓撲結構。這樣，在路由拓撲圖上的兩個路由器之間的一條虛擬鏈接，可能它們的物理連接要通過整個網絡進行，但在路由通告時，仿佛它們處于同一個物理網絡之內。 6、OSPF允許交換外部路由信息。在內部路由器之間發(fā)送更新報文時可以包括從外部網絡得到的路由信息，但在報文格式中區(qū)分了信息的來源。 7、對多點接入網絡，用指定路由器來減少廣播次數。一個物理網絡內的多個路由器向指定的路由器發(fā)送鏈路狀態(tài)報文，由指定的路由器代表該網絡向連接在該網絡上的其它路由器發(fā)送鏈路狀態(tài)報文。2022年2月12日上海貝爾培訓中心55Internet

33、原理IP路由FOSPF的報文格式一共有五種類型的OSPF報文，它們具有同樣結構的首部(下圖)：標識 參數版本 類型 報文長度源路由器IP地址區(qū)域標識符校驗和 鑒別類型鑒別(03B)鑒別(47B)0168類型：1-HELLO報文，測試鄰站可達性。2-網絡拓撲數據庫報文。3-鏈路狀態(tài)請求報文。4-鏈路狀態(tài)更新報文。5-鏈路狀態(tài)確認報文。源路由器IP地址：發(fā)出報文的路由器，指明了鏈路的一端。區(qū)域標識符：指出參與算法的區(qū)域標號。鑒別類型：0-不鑒別；1-用口令鑒別。312022年2月12日上海貝爾培訓中心56Internet原理IP路由下面我們看一下這五種類型的報文的完整格式：1、HELLO報文標識

34、參數類型=1的OSPF首部(24B)網絡掩碼 失效定時器 HELLO間隔 路由器優(yōu)先級指定路由器備份指定路由器鄰站1的IP地址0162431.鄰站n的IP地址2022年2月12日上海貝爾培訓中心57Internet原理IP路由網絡掩碼：指出發(fā)送報文的網絡掩碼(為了完成子網路由）。失效定時器：鄰站超過定時值(秒)還沒有反應，就認為它不能應答。HELLO間隔：以秒計的發(fā)送HELLO報文的周期。指定路由器：代表多點接入網絡上的所有路由器發(fā)送路由信息報文的路由器。后備指定路由器：用于防止指定路由器故障。路由器優(yōu)先級：如果該網絡還沒有指定路由器，則優(yōu)先級最高的路由器將成為指定路由器。一個路由器上每塊網卡

35、的優(yōu)先級可以分別配置。鄰站IP地址：表示發(fā)送者最近收到鄰站HELLO報文 的IP地址。2022年2月12日上海貝爾培訓中心58Internet原理IP路由2、拓撲數據庫報文：描述了整個拓撲結構(鏈路、節(jié)點)標識 參數類型=2的OSPF首部(24B) 全0 I M S數據庫序號鏈路類型鏈路標識通告路由器0162431鏈路序號鏈路校驗和 鏈路年齡829.拓撲數據庫報文是在路由器初始化時由它的鄰站送來的，它初始化路由器的拓撲圖。 2022年2月12日上海貝爾培訓中心59Internet原理IP路由I、M、S 比特：拓撲數據庫可能很大，所以要進行分片。在第一片中，I=1；若有后續(xù)報文，則M=1；S=1

36、表示由主方發(fā)送，S=0表示由從方發(fā)送，這樣能標明發(fā)出的報文和確認接收報文。數據庫序號：使接收方知道是否有丟失的報文。鏈路類型：指明一條鏈路的屬性。1-路由器鏈路；2-網絡(子網)鏈路；3-到IP網絡的鏈路；4-到邊界路由器(特權路由器)的鏈路，特權路由器要負責和外部網絡交流路由信息；5-外部鏈路(到另一個區(qū)域)。其中，3和4統稱為簡要鏈路(Summary Link)。鏈路標識：鏈路編號，根據鏈路類型而定。通告路由器：指出通告該鏈路的路由器地址。鏈路序號：由發(fā)送該報文 的路由器生成的整數編號。接收方按次編號重建拓撲數據庫。鏈路年齡：指出鏈路建立的時間(秒)，幫助重建拓撲數據庫。描述一條鏈路202

37、2年2月12日上海貝爾培訓中心60Internet原理IP路由3、鏈路狀態(tài)請求報文標識 參數類型=3的OSPF首部(24B)鏈路類型鏈路標識通告路由器01631.當路由器發(fā)現自己的拓撲結構中某部分信息過時時，可以請求鄰站提供相應部分的更新信息。 2022年2月12日上海貝爾培訓中心61Internet原理IP路由4、鏈路狀態(tài)更新報文：路由器廣播鏈路狀態(tài)標識 參數類型=4的OSPF首部(24B)鏈路狀態(tài)通告數鏈路狀態(tài)通告1.01631鏈路狀態(tài)通告n每個鏈路狀態(tài)通告包括相同的首部結構：鏈路年齡 鏈路類型鏈路標識通告路由器鏈路序號鏈路校驗和 長度016312022年2月12日上海貝爾培訓中心62In

38、ternet原理IP路由對不同的鏈路類型，跟在首部后面的數據格式是不一樣的。對應于鏈路類型1、2、3和4、5共四種數據格式，這里不一一描述。5、鏈路狀態(tài)確認報文：確保路由器正確收到鏈路狀態(tài)類型=5的OSPF首部(24B)鏈路狀態(tài)首部鏈路狀態(tài)首部指明它收到了那些鏈路狀態(tài)。.2022年2月12日上海貝爾培訓中心63Internet原理IP路由F前面介紹了報文格式，下面看一下報文的傳輸。 OSPF報文的傳輸直接工作在IP之上，在IP頭中用“協議”域為89來指明數據是OSPF報文。 OSPF的鏈路狀態(tài)的廣播和RIP的路由信息的廣播具有很大不同。在廣播鏈路狀態(tài)更新報文時，直接的傳輸只限于在相鄰的路由器之

39、間進行，但它不是用點到點直接傳輸，而是用組播地址和進行廣播。也就是說，在它打入IP包時，IP頭中的目的地址是以上的組播地址，但為了只在相鄰的路由器之間傳播，要設IP包的TTL=1。在一個路由器接收到它鄰站傳來的鏈路狀態(tài)報文后，它查看相應的鏈路和它已經有的鏈路狀態(tài)是否一樣。若不一樣，則它以它自己為源以TTL=1廣播到它的鄰站；否則，它不再進一步傳播。這樣逐步傳播(Flood)，一個新的鏈路狀態(tài)會廣播到自治系統中的所有路由器。而RIP的路由信息廣播只在物理網絡內部進行。但這兩種協議也有相同的地方，路由器都會同時向與它相連的所有物理網絡廣播。2022年2月12日上

40、海貝爾培訓中心64Internet原理IP路由F上面我們介紹了兩種自治系統內的路由協議(更新路由表的協議)。下面看一下自治系統間的路由協議EGP(Exterior Gateway Protocol，外部網關協議)。F由于一個自治系統一般包含多個物理網絡，自治系統間要用EGP來通告到自治系統內部的網絡的可達信息。其典型工作環(huán)境見下圖：AS1AS2AS1的特權路由器AS2的特權路由器R1R2R1和R2之間交換它們各自AS內部的網絡可達信息。2022年2月12日上海貝爾培訓中心65Internet原理IP路由FEGP具有三大功能：1、鄰站獲取，路由器可以請求另一AS的某路由器成為自己的外部鄰站(EG

41、P鄰站)。2、鄰站測試，不斷測試鄰站是否可達。3、與EGP鄰站交換路由信息，通過周期性的路由刷新報文交換來實現FEGP的報文格式 EGP規(guī)定了四類報文類型(各類報文又用代碼分成若干子類型共九種報文)：EGP報文類型描述獲取請求請求路由器成為鄰站獲取證實答應成為鄰站獲取拒絕拒絕成為鄰站終止請求終止鄰站關系終止證實答應終止鄰站關系HELLO請求鄰站回答是否活躍I Heard You對HELLO的應答輪詢請求請求更新網絡的路由路由更新網絡可達信息Error對不正確報文的響應類型號代碼3031323334505120/1102022年2月12日上海貝爾培訓中心66Internet原理IP路由F所有的報

42、文都有固定的首部說明報文類型：版本 類型 代碼 狀態(tài)校驗和 AS編號序號01631824AS編號：指出發(fā)出報文的AS編號。序號：用于同步請求和應答。下面看一下除首部以外的數據部分的格式：1、鄰站獲取報文(類型號為3)HELLO間隔01631輪詢間隔輪詢間隔：用于要求對方控制路由更新的最高頻率。2022年2月12日上海貝爾培訓中心67Internet原理IP路由它只有首部，按照n中取k的原則來確認鄰站是否正常。2、鄰站可達性報文(類型號為5)3、EGP輪詢請求報文 (類型號為2)保留01631IP源網絡路由器用EGP輪詢請求請求獲得網絡的可達信息。IP源網絡：指出報文應該傳向哪個網絡(EGP見工

43、作環(huán)境圖)。5、路由更新報文 (類型號為1)用路由更新報文將網絡可達信息傳送到EGP鄰站。關于網絡的可達信息有“第三方”限制：路由器只通告它自己AS內的網絡可達信息，而不能通告它外部的網絡可達信息。2022年2月12日上海貝爾培訓中心68Internet原理IP路由EGP采用適量距離算法中路由信息結構來傳送AS內的網絡可達信息。傳送的內容也包括網絡號、距離(代價)，這些信息指出了AS內每個路由器到其中的每個網絡的距離。另外，特權路由器也向自己的AS內廣播從外部鄰站接收到的路由信息，IP數據報在尋找路由時可以利用這些外部路由信息，在AS內就可以知道它的相鄰的AS中的某個網絡是否可達。注意，在不同

44、AS中的距離度量標準可能是不一樣的。所以在IP數據報尋找路由時，它不能對內部路由和外部路由等同對待，這就要將內部路由和外部路由區(qū)別開，EGP通過分別通告內部路由和外部路由來區(qū)分它們。EGP規(guī)定，如果報文中的距離為255，則表示該網絡不可達。路由更新報文由一系列塊(AS全局路由表)組成，見下圖：2022年2月12日上海貝爾培訓中心69Internet原理IP路由內部路由器數 外部路由器數01631IP源網絡824路由器1的IP地址(無網絡前綴)距離組數距離D11 距離D11網絡數在距離D11的網絡1在距離D11的網絡2.距離D12 距離D12網絡數在距離D12的網絡1在距離D12的網絡2.第一個塊2022年2月12日上海貝爾培訓中心70Internet原理IP路由F前面介紹了外部路由和內部路由，這里做一個總結： 外部路由協議提供AS間的可達信息。 內部路由協議建立AS內部的路由表。 AS內的特權路