計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)第3章路由與路由器

1、第第3章章 路由與路由器路由與路由器網(wǎng)絡(luò)與計算中心第3章 路由與路由器3.1 路由技術(shù)路由技術(shù)3.2 路由器路由器3.3 路由協(xié)議配置路由協(xié)議配置3.4 訪問控制列表（自學(xué)）訪問控制列表（自學(xué)）網(wǎng)絡(luò)與計算中心3.1 路由技術(shù)什么是路由什么是路由(routing)技術(shù)技術(shù) 路由問題郵政舉例路由問題郵政舉例 郵件的路徑選擇郵件的路徑選擇 誰來完成路徑選擇工作誰來完成路徑選擇工作 如何選擇路徑如何選擇路徑 網(wǎng)絡(luò)中的路由網(wǎng)絡(luò)中的路由 路徑選擇方式路徑選擇方式 路由技術(shù)的基本概念路由技術(shù)的基本概念網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由問題：路徑選擇如何把這封信如何把這封信發(fā)往舊金山？發(fā)往舊金山？北京北京上海上海東京東京舊金

2、山舊金山可選路徑可選路徑北京北京舊金山舊金山北京北京東京東京舊金山舊金山北京北京上海上海東京東京舊金山舊金山香港香港舊金山舊金山網(wǎng)絡(luò)與計算中心誰來完成路徑選擇工作上海郵局上海郵局東京郵局東京郵局舊金山舊金山香港？香港？舊金山舊金山 由郵局組成的郵政系統(tǒng)完成路徑選擇的全過程由郵局組成的郵政系統(tǒng)完成路徑選擇的全過程 由每個郵局進(jìn)行具體的存儲轉(zhuǎn)發(fā)工作由每個郵局進(jìn)行具體的存儲轉(zhuǎn)發(fā)工作東京？東京？網(wǎng)絡(luò)與計算中心如何進(jìn)行路徑選擇 路徑選擇依據(jù)路徑選擇依據(jù) 根據(jù)信宿地址確定下一個站點是誰根據(jù)信宿地址確定下一個站點是誰 路徑選擇方法路徑選擇方法 查看郵局各自去往信宿的路由表查看郵局各自去往信宿的路由表站點站點

3、下一站下一站北京北京上海上海香港香港東京東京上海上海 香港香港 東京東京 舊金山舊金山 去往舊金山去往舊金山網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由技術(shù)的概念 為為IP數(shù)據(jù)包在網(wǎng)間尋找傳輸路徑數(shù)據(jù)包在網(wǎng)間尋找傳輸路徑 采用間接尋徑方式將數(shù)據(jù)包逐站傳遞采用間接尋徑方式將數(shù)據(jù)包逐站傳遞 通過網(wǎng)間互連設(shè)備通過網(wǎng)間互連設(shè)備路由器實現(xiàn)路由功能路由器實現(xiàn)路由功能網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由技術(shù)的地位和作用 實現(xiàn)異種網(wǎng)絡(luò)互連的關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)異種網(wǎng)絡(luò)互連的關(guān)鍵技術(shù) 完成完成OSI參考模型的第三層功能參考模型的第三層功能 體現(xiàn)體現(xiàn)TCP/IP協(xié)議協(xié)議IP層的設(shè)計思想層的設(shè)計思想 屏蔽下層與物理網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)屏蔽下層與物理網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)

4、用統(tǒng)一的用統(tǒng)一的IP地址分層次尋址和尋徑地址分層次尋址和尋徑 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址實現(xiàn)到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的路徑選擇根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址實現(xiàn)到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的路徑選擇 根據(jù)主機(jī)地址在目的網(wǎng)絡(luò)中選擇到達(dá)信宿的路徑根據(jù)主機(jī)地址在目的網(wǎng)絡(luò)中選擇到達(dá)信宿的路徑網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由技術(shù)三個基本要素路由技術(shù)有三個基本要素，數(shù)據(jù)包要到達(dá)的目的路由技術(shù)有三個基本要素，數(shù)據(jù)包要到達(dá)的目的地址、所有可能的路徑選擇和最佳的路由地址、所有可能的路徑選擇和最佳的路由。路由路由包含兩個基本的動作：包含兩個基本的動作：路徑選擇和交換功能。路徑選擇和交換功能。網(wǎng)絡(luò)與計算中心選擇最佳傳輸路徑選擇最佳傳輸路徑選擇最佳傳輸路徑 什么是最佳？什么是最佳？ 定義一

5、種度量標(biāo)準(zhǔn)（定義一種度量標(biāo)準(zhǔn)（Metric） 如何得到最佳？如何得到最佳？ 根據(jù)度量標(biāo)準(zhǔn)確定一種路由算法根據(jù)度量標(biāo)準(zhǔn)確定一種路由算法 根據(jù)算法收集路由信息，作出判斷根據(jù)算法收集路由信息，作出判斷 將判斷結(jié)果填入路由表將判斷結(jié)果填入路由表 路由器之間交換網(wǎng)絡(luò)動態(tài)的路由信息路由器之間交換網(wǎng)絡(luò)動態(tài)的路由信息網(wǎng)絡(luò)與計算中心網(wǎng)絡(luò)的路徑選擇 直接尋徑直接尋徑（源與宿在相同網(wǎng)絡(luò)）（源與宿在相同網(wǎng)絡(luò)） 在物理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部確定主機(jī)在物理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部確定主機(jī)主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸路徑主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸路徑 間接尋徑間接尋徑（源與宿在不同網(wǎng)絡(luò)）（源與宿在不同網(wǎng)絡(luò)） 確定到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸路徑確定到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸路徑 在目的網(wǎng)

6、絡(luò)中用直接尋徑方法到達(dá)信宿在目的網(wǎng)絡(luò)中用直接尋徑方法到達(dá)信宿網(wǎng)絡(luò)與計算中心數(shù)據(jù)交換 將將IP包在網(wǎng)間傳送包在網(wǎng)間傳送 在在IP層查看去往信宿的路由表，確定下一站點層查看去往信宿的路由表，確定下一站點 找不到下站的路由，丟棄數(shù)據(jù)報找不到下站的路由，丟棄數(shù)據(jù)報 找到下站的路由，確定下站的物理地址找到下站的路由，確定下站的物理地址 在數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)封裝，送網(wǎng)下站在數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)封裝，送網(wǎng)下站 數(shù)據(jù)交換特點數(shù)據(jù)交換特點 數(shù)據(jù)包的目的數(shù)據(jù)包的目的IP地址始終保持不變地址始終保持不變 幀的目的物理地址根據(jù)路徑判定結(jié)果逐站改變幀的目的物理地址根據(jù)路徑判定結(jié)果逐站改變網(wǎng)絡(luò)與計算中心數(shù)據(jù)交換 電路交換電路交換

7、報文交換報文交換 分組交換分組交換網(wǎng)絡(luò)與計算中心 確定路由算法確定路由算法 設(shè)計目標(biāo)設(shè)計目標(biāo) 選擇類型選擇類型 定義最佳路徑的度量準(zhǔn)則定義最佳路徑的度量準(zhǔn)則 實現(xiàn)路由協(xié)議實現(xiàn)路由協(xié)議 路由傳輸協(xié)議（路由傳輸協(xié)議（Routed Protocol） 網(wǎng)間經(jīng)路由被傳輸?shù)膮f(xié)議：網(wǎng)間經(jīng)路由被傳輸?shù)膮f(xié)議：IP，OSI，Netware 路由選擇協(xié)議（路由選擇協(xié)議（Routing Protocol） 實現(xiàn)路由選擇算法的協(xié)議：實現(xiàn)路由選擇算法的協(xié)議：RIP，OSPF，BGP 路由協(xié)議的作用是用來建立以及維護(hù)路由表的，路由選擇算法是路由選擇協(xié)議用于決定達(dá)到目的網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑的計算方法。路由選擇協(xié)議與算法網(wǎng)絡(luò)與計算

8、中心路由算法的設(shè)計目標(biāo) 優(yōu)化：根據(jù)一定的優(yōu)化準(zhǔn)則選擇最佳路徑的能力優(yōu)化：根據(jù)一定的優(yōu)化準(zhǔn)則選擇最佳路徑的能力 簡單：利用最少的物理資源、提供最有效的功能簡單：利用最少的物理資源、提供最有效的功能 穩(wěn)定：經(jīng)受得住各種惡劣環(huán)境的考驗，故障率低穩(wěn)定：經(jīng)受得住各種惡劣環(huán)境的考驗，故障率低 收斂：跟隨路由更新信息變化重新計算，快速取收斂：跟隨路由更新信息變化重新計算，快速取 得全網(wǎng)一致的最佳路由得全網(wǎng)一致的最佳路由 靈活：快速、準(zhǔn)確地適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和變化靈活：快速、準(zhǔn)確地適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和變化網(wǎng)絡(luò)與計算中心選擇最佳路由的度量參數(shù) 跳數(shù)：一個分組從源節(jié)點到達(dá)目的節(jié)點經(jīng)過的路跳數(shù)：一個分組從源節(jié)點到達(dá)目的

9、節(jié)點經(jīng)過的路由器的個數(shù)。一般來說，跳數(shù)越少的傳輸路徑越由器的個數(shù)。一般來說，跳數(shù)越少的傳輸路徑越好；好； 帶寬：鏈路的傳輸速率；帶寬：鏈路的傳輸速率； 延時：一個分組從源節(jié)點到達(dá)目的的節(jié)點所花費延時：一個分組從源節(jié)點到達(dá)目的的節(jié)點所花費的時間；的時間； 負(fù)載：單位時間內(nèi)通過路由器或線路的通信量；負(fù)載：單位時間內(nèi)通過路由器或線路的通信量； 可靠性：傳輸過程中的誤碼率；可靠性：傳輸過程中的誤碼率； 開銷：傳輸過程中的耗費，耗費通常與所使用的開銷：傳輸過程中的耗費，耗費通常與所使用的鏈路帶寬相關(guān)。鏈路帶寬相關(guān)。網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由及路由表的相關(guān)概念路由表：在路由器中維護(hù)的路由條目，路由器根據(jù)路路由表：

10、在路由器中維護(hù)的路由條目，路由器根據(jù)路由表做路徑選擇。由表做路徑選擇。網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由表的基本組成Destination/MaskprotoPrefMetric NexthopInterface9.1.0.0/16RIP1004120.0.0.2 Serial09.0.0.0/8OSPF105020.0.0.2Ethernet011.0.0.0/8Static600120.0.0.2 Serial020.0.0.0/8Direct0020.0.0.1Ethernet020.0.0.3/32Direct00127.0.0.1 LoopBack0網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由分類路由分類靜態(tài)路由與動態(tài)路由靜

11、態(tài)路由：手工設(shè)置，簡單；適于結(jié)構(gòu)簡單的網(wǎng)絡(luò)。靜態(tài)路由：手工設(shè)置，簡單；適于結(jié)構(gòu)簡單的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)與計算中心靜態(tài)路由 172.16.2.2S1/2172.16.2.1BRAS1/2192.168.10.1202.99.8.1F1/0F1/0192.168.10.5202.99.8.3RAC 192.168.10.0 F1/0C 172.16.2.0 S1/2RBC 202.99.8.0 F1/0C 172.16.2.0 S1/2RA 去往202.99.8.0 手工添加告訴路由器去往手工添加告訴路由器去往202.99.8.0202.99.8.0走走S1/2S1/2接口這條路接口這條路S 202.99

12、.8.0 S1/2 RB 去往192.168.10.0 手工添加告訴路由器去往手工添加告訴路由器去往192.168.10.0192.168.10.0走走S1/2S1/2接口這條路接口這條路S 192.168.10.0 S1/2 RB網(wǎng)絡(luò)與計算中心直連路由直連路由v當(dāng)在路由器上配置了接口的當(dāng)在路由器上配置了接口的IP地址，并且接口狀態(tài)地址，并且接口狀態(tài)為為up的時候，路由表中就出現(xiàn)直連路由項的時候，路由表中就出現(xiàn)直連路由項f0/0f0/1路由表路由表網(wǎng)段網(wǎng)段接口接口 192.168.1.0/24 f0/0 10.0.0.0/8 f0/1192.168.1.1/2410.1.1.1/820.0.0

13、.0/8對于不直連的網(wǎng)段，需要對于不直連的網(wǎng)段，需要靜態(tài)路由或動態(tài)路由，將靜態(tài)路由或動態(tài)路由，將網(wǎng)段添加到路由表中網(wǎng)段添加到路由表中網(wǎng)絡(luò)與計算中心默認(rèn)路由默認(rèn)路由v當(dāng)路由器在路由表中找不到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路由條當(dāng)路由器在路由表中找不到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路由條目時，路由器把請求轉(zhuǎn)發(fā)到默認(rèn)路由接口目時，路由器把請求轉(zhuǎn)發(fā)到默認(rèn)路由接口Stub Network-末節(jié)網(wǎng)絡(luò)末節(jié)網(wǎng)絡(luò)192.168.2.1S0192.168.1.0B192.168.2.2NetworkAB不論不論去往哪里的非本網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包都轉(zhuǎn)去往哪里的非本網(wǎng)段的數(shù)據(jù)包都轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)給路由器路由器A的的192.168.2.2接口接口網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由分類動態(tài)路

14、由動態(tài)路由：在大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，依靠路由協(xié)議（比如動態(tài)路由：在大型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，依靠路由協(xié)議（比如OSPF、RIP路由協(xié)議）學(xué)習(xí)到的路由，由路由器自動路由協(xié)議）學(xué)習(xí)到的路由，由路由器自動發(fā)現(xiàn)和修改路由。發(fā)現(xiàn)和修改路由。網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由分類：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議v因特網(wǎng)采用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)模非常大因特網(wǎng)的規(guī)模非常大 隱私，安全隱私，安全網(wǎng)絡(luò)與計算中心n將整個將整個Internet劃分為許多較小的劃分為許多較小的自治系統(tǒng)AS（Autonomous System）。nAS的重要特點：的重要特點：有權(quán)自主地決定在本系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)采用何種路由選擇協(xié)議。n一

15、個一個AS內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)都屬于一個行政單內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)都屬于一個行政單位（例如，一個公司、一所大學(xué)，政府的位（例如，一個公司、一所大學(xué)，政府的一個部門，等等）來管轄。一個部門，等等）來管轄。自治系統(tǒng) AS網(wǎng)絡(luò)與計算中心AS,IGP,EGP 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）v 自治系統(tǒng)之間的路由選擇也叫做域間路由選擇(interdomain routing) 用外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議用外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGPv 在自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由選擇叫做域內(nèi)路由選擇(intradomain routing) 用內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議用內(nèi)部網(wǎng)關(guān)

16、協(xié)議IGP網(wǎng)絡(luò)與計算中心v內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGP (Interior Gateway Protocol) 在一個在一個AS內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)議。目前這類路由選擇協(xié)使用的路由選擇協(xié)議。目前這類路由選擇協(xié)議使用得最多議使用得最多 RIP 和和 OSPF 協(xié)議。協(xié)議。v外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP (External Gateway Protocol) 若源站和目的站處在不同的若源站和目的站處在不同的AS中，當(dāng)數(shù)據(jù)報傳到一個自治中，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AS中。這樣的協(xié)議就是外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。這樣的協(xié)議

17、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在外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議中目前使用最多的是 BGP-4。AS,IGP,EGP網(wǎng)絡(luò)與計算中心距離矢量協(xié)議（如距離矢量協(xié)議（如RIP等）等）鏈路狀態(tài)協(xié)議（如鏈路狀態(tài)協(xié)議（如OSPF等）等）主要動態(tài)路由協(xié)議網(wǎng)絡(luò)與計算中心內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議-RIPv路由信息協(xié)議路由信息協(xié)議 RIP 是內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議是內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGP中最先得中最先得到廣泛使用的協(xié)議。到廣泛使用的協(xié)議。vRIP 是一種分布式的基于是一種分布式的基于距離向量算法的路由選的路由選擇協(xié)議。擇協(xié)議。vRIP 協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)中的每一個路由器都要維護(hù)從協(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

18、目的網(wǎng)絡(luò)的它自己到其他每一個目的網(wǎng)絡(luò)的距離記錄網(wǎng)絡(luò)與計算中心內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 RIPv“距離”的定義 RIP 協(xié)議中的協(xié)議中的“距離距離”也稱為也稱為“跳數(shù)跳數(shù)”(hop count)，每經(jīng)過一個路由器，跳數(shù)就加 1 從一路由器到從一路由器到直接連接的網(wǎng)絡(luò)直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為的距離定義為 1 從一個路由器到從一個路由器到非直接連接的網(wǎng)絡(luò)非直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為的距離定義為所經(jīng)過的路由器數(shù)所經(jīng)過的路由器數(shù)加加 1 這里的這里的“距離距離”實際上指的是實際上指的是“最短距離最短距離”網(wǎng)絡(luò)與計算中心10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S1E1Rout

19、ing Table10.2.0.010.3.0.011_Routing Table10.3.0.0_110.4.0.0_1Routing Table10.1.0.010.2.0.0_ 11例：路由表的建立例：路由表的建立p路由器在剛剛開始工作時，只知道到直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離（此距離定義為1）手動設(shè)置手動設(shè)置網(wǎng)絡(luò)與計算中心10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S1E1Routing Table10.1.0.010.2.0.0Routing Table10.2.0.010.3.0.011_10.4.0.02CRouting Table10.3.0.0_11

20、0.4.0.0_110.2.0.0B2_10.3.0.0B211例：路由表的建立例：路由表的建立p以后，每一個路由器也只和數(shù)目非常有限的相鄰路由器交換并更新路由信息。動態(tài)建立動態(tài)建立10.1.0.02A網(wǎng)絡(luò)與計算中心10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S1E1Routing Table10.1.0.010.2.0.010.3.0.0Routing Table10.2.0.010.3.0.010.4.0.010.1.0.01122_CARouting Table10.3.0.0_110.4.0.0_110.2.0.0B210.1.0.0B2_B211例

21、：路由表的建立例：路由表的建立p經(jīng)過若干次更新后，所有的路由器最終都會知道到達(dá)本自治系統(tǒng)中任何一個網(wǎng)絡(luò)的最短距離和下一跳路由器的地址。動態(tài)建立動態(tài)建立10.4.0.02B網(wǎng)絡(luò)與計算中心RIP 協(xié)議的三個要點v 僅和相鄰路由器交換信息。 v 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。 v 按固定的時間間隔交換路由信息，例如，每隔 30 秒。S 1/3S 1/2S 1/2整個整個路由表路由表路由器路由器B B 路由器路由器A A路由器路由器B BS 1/3整個整個路由表路由表路由器路由器A A網(wǎng)絡(luò)與計算中心RIP 協(xié)議的優(yōu)缺點v RIP 存在的一個問題是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時，要經(jīng)過比較

22、長的時間才能將此信息傳送到所有的路由器。v RIP 協(xié)議最大的優(yōu)點就是實現(xiàn)簡單，開銷較小。v RIP 限制了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，它能使用的最大距離為 15（16 表示不可達(dá)）。v 路由器之間交換的路由信息是路由器中的完整路由表，因而隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，開銷也就增加。 網(wǎng)絡(luò)與計算中心鏈路狀態(tài)路由協(xié)議v鏈路狀態(tài)（鏈路狀態(tài)（Link-State）u鏈路狀態(tài)路由協(xié)議向全網(wǎng)擴(kuò)散鏈路狀態(tài)信息鏈路狀態(tài)路由協(xié)議向全網(wǎng)擴(kuò)散鏈路狀態(tài)信息u鏈路狀態(tài)路由協(xié)議當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化立即發(fā)送更新信息鏈路狀態(tài)路由協(xié)議當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化立即發(fā)送更新信息u鏈路狀態(tài)路由協(xié)議只發(fā)送需要更新的信息鏈路狀態(tài)路由協(xié)議只發(fā)送需要更新的信息鏈路狀態(tài)鏈路

23、狀態(tài)One Route 網(wǎng)絡(luò)與計算中心鏈路狀態(tài)路由協(xié)議LSDBLSA 的的 RTALSA 的的 RTBLSA 的的RTCLSA 的的RTD（二）每臺路由器的鏈（二）每臺路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(一）網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)一）網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)CABD123CABD123CABD123CABD123（四）每臺路由器分別以自己為根節(jié)點計算最小生成樹（四）每臺路由器分別以自己為根節(jié)點計算最小生成樹（三）由鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫得（三）由鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫得到的帶權(quán)有向圖到的帶權(quán)有向圖CABD1235RTCRTD3215RTBRTA網(wǎng)絡(luò)與計算中心1、每個運行OSPF的路由器發(fā)送HELLO報文到所有啟用OSPF的接口

24、。如果在共享鏈路上兩個路由器發(fā)送的HELLO報文內(nèi)容一致，那么這兩個路由器將形成鄰居關(guān)系。2、從這些鄰居關(guān)系中，部分路由器形成鄰接關(guān)系。鄰接關(guān)系的建立由OSPF路由器交換HELLO報文和網(wǎng)絡(luò)類型來決定。3、形成鄰接關(guān)系的每個路由器都宣告自己的所有鏈路狀態(tài)。4、每個路由器都接受鄰居發(fā)送過來的LSA，記錄在自己的鏈路數(shù)據(jù)庫中，并將鏈路數(shù)據(jù)庫的一份拷貝發(fā)送給其它的鄰居。5、通過在一個區(qū)域中泛洪，使得給區(qū)域中的所有路由器同步自己數(shù)據(jù)庫。6、當(dāng)數(shù)據(jù)庫同步之后，OSPF通過SPF算法，計算到目的地的最短路徑，并形成一個以自己為根的無自環(huán)的最短路徑樹。7、每個路由器根據(jù)這個最短路徑樹建立自己的路由轉(zhuǎn)發(fā)表。O

25、SPF的運行過程網(wǎng)絡(luò)與計算中心OSPF協(xié)議特點v沒有路由跳數(shù)的限制沒有路由跳數(shù)的限制;v使用組播更新變化的路由和網(wǎng)絡(luò)信息使用組播更新變化的路由和網(wǎng)絡(luò)信息;v路由收斂速度較快路由收斂速度較快;v以開銷（以開銷（Cost）作為度量值）作為度量值;v采用的采用的SPF算法可以有效的避免環(huán)路算法可以有效的避免環(huán)路;v在互聯(lián)網(wǎng)上大量使用，是運用最廣泛的路由協(xié)在互聯(lián)網(wǎng)上大量使用，是運用最廣泛的路由協(xié)議議;網(wǎng)絡(luò)與計算中心3.2 路由器v路由器是一種連接多個網(wǎng)絡(luò)的互連設(shè)備，工作在OSI參考模型的第三層（網(wǎng)絡(luò)層），為不同網(wǎng)絡(luò)之間報文尋找傳輸路徑并轉(zhuǎn)發(fā)報文。v路由設(shè)備的特性 :v能解讀網(wǎng)絡(luò)層的信息v具有兩個以上網(wǎng)

26、絡(luò)接口v具有路由表網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由器的三大功能路由器的三大功能v存儲功能存儲功能v存儲接口進(jìn)來的數(shù)據(jù)報文，如存儲接口進(jìn)來的數(shù)據(jù)報文，如MAC幀、幀、SDH幀、語幀、語音壓縮報文等。音壓縮報文等。v處理功能處理功能v對數(shù)據(jù)報文進(jìn)行處理，如對數(shù)據(jù)報文進(jìn)行處理，如IP頭校驗、頭校驗、IP選項處理、選項處理、轉(zhuǎn)發(fā)尋址、轉(zhuǎn)發(fā)尋址、TTL處理、上層協(xié)議處理等。處理、上層協(xié)議處理等。v轉(zhuǎn)發(fā)功能轉(zhuǎn)發(fā)功能v處理完成的數(shù)據(jù)報文從接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，數(shù)據(jù)報文分處理完成的數(shù)據(jù)報文從接口轉(zhuǎn)發(fā)出去，數(shù)據(jù)報文分段、鏈路層地址映射、物理地址映射等。段、鏈路層地址映射、物理地址映射等。網(wǎng)絡(luò)與計算中心v路由器有三類接口：局域網(wǎng)接口、

27、廣域網(wǎng)接口和配置接口。路由器的接口網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由器192.168.2.1F1/0S1/2192.168.1.5192.168.3.8F1/1192.168.1.1192.168.3.1v路由器的每個接口都必須單獨占用一個網(wǎng)段網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由表192.168.2.1F1/0S1/2192.168.1.5192.168.3.8F1/1192.168.1.1192.168.3.1v路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報依靠查路由表目標(biāo)網(wǎng)段出口C192.168.1.0Fastethernet 1/0C192.168.2.0Serial 1/2C192.168.3.0Fastethernet 1/1v 路由器的每個接口

28、單獨占用一個網(wǎng)段網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由器工作原理v路由器從接口收到數(shù)據(jù)包，讀取數(shù)據(jù)包里的目的IP地址v根據(jù)目的IP地址信息查找路由表進(jìn)行匹配v匹配成功后，按照路由表中轉(zhuǎn)發(fā)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)v匹配失敗，將數(shù)據(jù)包丟棄，并向源發(fā)送方反回錯誤信息報文網(wǎng)絡(luò)與計算中心1.04.01.3E04.3S02.2E02.1S04.14.21.11.2Router1Router2Data主機(jī)主機(jī)1.1要發(fā)送數(shù)據(jù)到要發(fā)送數(shù)據(jù)到4.2路由表路由表網(wǎng)段網(wǎng)段接口接口1.0E02.0S04.0S0路由表路由表網(wǎng)段網(wǎng)段接口接口1.0S02.0S04.0E0路由器工作原理路由器工作原理網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由表路由表網(wǎng)段網(wǎng)段接口接口1.0E02

29、.0S04.0S01.04.01.3E04.3S02.2E02.1S04.14.21.11.2Router1Router2Data路由器接收到數(shù)據(jù)，查路由器接收到數(shù)據(jù)，查看數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)地址看數(shù)據(jù)包中的目標(biāo)地址為為4.2，查找路由表，查找路由表路由表路由表網(wǎng)段網(wǎng)段接口接口1.0S02.0S04.0E0路由器工作原理路由器工作原理網(wǎng)絡(luò)與計算中心1.04.01.3E04.3S02.2E02.1S04.14.21.11.2Router1Router2Data路由器路由器1根據(jù)路由表轉(zhuǎn)根據(jù)路由表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到發(fā)數(shù)據(jù)到S0口口路由表路由表網(wǎng)段網(wǎng)段接口接口1.0E02.0S04.0S0路由表路由表網(wǎng)段網(wǎng)段接口

30、接口1.0S02.0S04.0E0路由器工作原理路由器工作原理網(wǎng)絡(luò)與計算中心1.04.01.3E04.3S02.2E02.1S04.14.21.11.2Router1Router2Data路由器路由器2接收到數(shù)據(jù)包，接收到數(shù)據(jù)包，查看數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址，查看數(shù)據(jù)包的目標(biāo)地址，并查找路由表并查找路由表路由表路由表網(wǎng)段網(wǎng)段接口接口1.0E02.0S04.0S0路由表路由表網(wǎng)段網(wǎng)段接口接口1.0S02.0S04.0E0路由器工作原理路由器工作原理網(wǎng)絡(luò)與計算中心1.04.01.3E04.3S02.2E02.1S04.14.21.11.2Router1Router2Data路由器路由器2根據(jù)路由表轉(zhuǎn)根據(jù)路

31、由表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到發(fā)數(shù)據(jù)到E0口口路由表路由表網(wǎng)段網(wǎng)段接口接口1.0E02.0S04.0S0路由表路由表網(wǎng)段網(wǎng)段接口接口1.0S02.0S04.0E0主機(jī)主機(jī)4.2接收到數(shù)據(jù)包接收到數(shù)據(jù)包路由器工作原理路由器工作原理網(wǎng)絡(luò)與計算中心v按性能檔次，路由器可分為高、中和低檔路由器。v按結(jié)構(gòu)，路由器可分為模塊化結(jié)構(gòu)與非模塊化結(jié)構(gòu)v從功能上劃分，可將路由器分為核心層（骨干級）路由器，分布層（企業(yè)級）路由器和訪問層（接入級）路由器。路由器的分類網(wǎng)絡(luò)與計算中心v帶外管理帶外管理 通過帶外對路由器進(jìn)行管理通過帶外對路由器進(jìn)行管理(PC (PC 與路由器直接與路由器直接相連相連) )v帶內(nèi)管理帶內(nèi)管理 通過通過Te

32、lnet Telnet 對路由器進(jìn)行遠(yuǎn)程管理對路由器進(jìn)行遠(yuǎn)程管理 通過通過Web Web 對路由器進(jìn)行遠(yuǎn)程管理對路由器進(jìn)行遠(yuǎn)程管理 通過通過SNMP SNMP 工作站對路由器進(jìn)行遠(yuǎn)程管理工作站對路由器進(jìn)行遠(yuǎn)程管理3.3 路由器協(xié)議的配置網(wǎng)絡(luò)與計算中心配置模式提示符進(jìn)入命令用戶模式用戶模式Router特權(quán)模式特權(quán)模式Router#enable全局模式全局模式Router(config)# configure terminal線路配置模式線路配置模式Router(config-line)#vty 0 4路由配置模式路由配置模式Router(config-router)#router rip接口配置

33、模式接口配置模式Router(config-if)#Interface f 1/1路由器配置模式網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由器上配置telnetv 第一步: 配置端口地址v 第二步： 配置遠(yuǎn)程登錄密碼v 第三步： 配置特權(quán)模式密碼 RouterA# configure terminal ！進(jìn)入全局配置模式 RouterA(config)# interface fa1/0 ！進(jìn)入路由器接口配置模式 RouterA(config-if)# ip address 192.168.0.1 255.255.255.0！配置路由器管理接口IP地址 RouterA(config-if)# no shutdown ！開

34、啟路由器fa 1/0接口網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由器上配置telnetv 第一步: 配置端口地址v 第二步： 配置遠(yuǎn)程登錄密碼v 第三步： 配置特權(quán)模式密碼 RouterA(config)# line vty 0 4 ！進(jìn)入路由器線路配置模式(子接口命令，line vty 0 4 是最大允許5個人同時telnet Router登陸) RouterA(config-line)# login！配置遠(yuǎn)程登錄 RouterA(config-line)# password star！設(shè)置路由器遠(yuǎn)程登錄密碼為star RouterA(config-line)# end！退出線路配置模式網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由器上配置t

35、elnetv 第一步: 配置端口地址v 第二步： 配置遠(yuǎn)程登錄密碼v 第三步： 配置特權(quán)模式密碼 RouterA# configure terminal ！進(jìn)入全局配置模式 RouterA(config)# enable secret star ！設(shè)置路由器特權(quán)模式密碼為star 加密存放 RouterA(config)# enable password star ！設(shè)置路由器特權(quán)模式密碼為star 明文存放網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由器配置文件的管理v 查看配置文件 show show version ！查看版本及引導(dǎo)信息 show running-config ！查看運行配置 show startu

36、p-config ！查看用戶保存在NVRAM中的配置文件v 保存配置文件 copy/ write Router# copy running-config startup-config Router# write memory Router# writev 刪除配置文件 delete Router# delete flash:config.text ！刪除初始配置文件網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由信息Codes: C - connected，S static， R RIP， O- OSPFIA - OSPF inter area，E1-OSPF external type 1E2 - OSPF extern

37、al type 2，* - candidate defaultGateway of last resort is 10.5.5.5 to network 0.0.0.0 172.16.0.0/24 is subnetted, 1 subnetsC 172.16.11.0 is directly connected, serial1/2O E2 172.22.0.0/16 110/20 via 10.3.3.3, 01:03:01, Serial1/2S* 0.0.0.0/0 1/0 via 10.5.5.5v查看路由信息 router# show ip route網(wǎng)絡(luò)與計算中心路由信息路由信息

38、O - 路由信息的來源路由信息的來源 (OSPF)172.16.8.0- 目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)（或子網(wǎng)）目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)（或子網(wǎng)）110- 管理距離管理距離 (路由的可信度路由的可信度)/20- 度量值度量值 (路由的可到達(dá)性路由的可到達(dá)性)via 172.16.7.9- 下一跳地址下一跳地址 (下個路由器下個路由器)00:00:23 - 路由的存活的時間路由的存活的時間 (時分秒時分秒)Serial 1/2- 出站接口出站接口O 172.16.8.0110/20 via 172.16.7.9, 00:00:23, Serial 1/2 網(wǎng)絡(luò)與計算中心靜態(tài)路由配置v靜態(tài)路由配置命令 ip route ip rou

39、te 目的網(wǎng)絡(luò)地址目的網(wǎng)絡(luò)地址 子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼 轉(zhuǎn)發(fā)路由器的轉(zhuǎn)發(fā)路由器的IP地址地址/本地接口本地接口網(wǎng)絡(luò)與計算中心 在路由器 Quidway A上配置：ip route 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2或者ip route 129.1.0.0 255.255.0.0 serial 0/0129.1.0.0/1610.0.0.2E0/0Quidway BS0/0Quidway A10.0.0.1靜態(tài)路由配置示例S0/0網(wǎng)絡(luò)與計算中心缺省路由v配置缺省路由： router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 轉(zhuǎn)發(fā)路由器的IP地址/本地

40、接口 0.0.0.0/0可以匹配所有的IP地址，屬于最不精確的匹配 缺省路由可以看作是靜態(tài)路由的一種特殊情況 當(dāng)所有已知路由信息都查不到數(shù)據(jù)包如何轉(zhuǎn)發(fā)時，按缺省路由的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)與計算中心routerB(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.2Internet Internet 上上 大約大約99.99%99.99%的路由器上都的路由器上都存在一條缺省路由存在一條缺省路由! ! 172.16.2.1S0B互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)RAB172.16.2.2172.16.1.0缺省路由網(wǎng)絡(luò)與計算中心【例】設(shè)一個集團(tuán)單位，有三個子單位分布在一個城市的不同地理位置

41、，建設(shè)企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)，需要將三個單位互連在一起。假設(shè)子單位之間通過租用專線互連。實現(xiàn)子網(wǎng)間的通信RouterARouterBRouterC網(wǎng)絡(luò)與計算中心公司IP子網(wǎng)地址路由器路由器端口名稱內(nèi)口E0外口S0外口S1A192.168.1.0 /24RouteA 192.168.1.254/2410.0.2.1/24接接C10.0.0.2/24接接BB192.168.2.0 /24 RouteB 192.168.2.254/2410.0.0.1/2接接A10.0.1.2/24接接CC192.168.3.0 /24RouteC 192.168.3.254/2410.0.1.1/24接接B10.0.2.2/

42、24接接A網(wǎng)絡(luò)IP規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)與計算中心1. 為路由器每個接口配置IP地址v主機(jī)與Router通過快速以太網(wǎng)口相連v RouteA#config terminalv RouteA(config)#interface FastEthernet 0/0v RouteA(config-if)#ip address 192.168.1.254 255.255.255.0v RouteA(config-if)#no shutdownv RouteA(config-if)#Ctrl+z網(wǎng)絡(luò)與計算中心1. 為路由器每個接口配置IP地址vRouter與Router通過串口相連網(wǎng)絡(luò)與計算中心1. 為路由器每個接口配

43、置IP地址v RouteA(config)#interface Serial 1/0v RouteA(config-if)#ip address 10.0.2.1 255.255.255.0v RouteA(config-if)#bandwidth 1024v RouteA(config-if)#description 1M Line to RouteCv RouteA(config-if)#no shutdownv RouteA(config-if)#Ctrl+zv RouteA(config)#interface Serial 1/1v RouteA(config-if)#ip address 10.0.0.2 255.255.255.0v RouteA(config-if)#bandwidth 1024v RouteA(config-if)#description 1M Line to RouteCv RouteA(config-if)#no shutdown