計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：路由技術(shù)

路由技術(shù)－主講教師：劉昊－聯(lián)系電話E－mail:liuhhx@126.com教學(xué)重點(diǎn)1、路由器工作原理2、路由協(xié)議如何實(shí)現(xiàn)外網(wǎng)接入使用路由器作外網(wǎng)接入內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)Router1、認(rèn)識路由器路由器工作在OSI模型中的第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。路由器利用網(wǎng)絡(luò)層定義的“邏輯”上的網(wǎng)絡(luò)地址（即IP地址）來區(qū)別不同的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連和隔離，保持各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性。路由器不轉(zhuǎn)發(fā)廣播消息，而把廣播消息限制在各自的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。發(fā)送到其他網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)茵先被送到路由器，再由路由器轉(zhuǎn)發(fā)出去。路由器相當(dāng)于路標(biāo)通信只能在具有相同網(wǎng)絡(luò)號的IP地址之間進(jìn)行，要與其它IP子網(wǎng)的主機(jī)進(jìn)行通信，則必須經(jīng)過同一網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)路由器或網(wǎng)關(guān)（gateway）出去。不同網(wǎng)絡(luò)號的IP地址不能直接通信，即使它們接在一起，也不能通信。路由器有多個(gè)端口，用于連接多個(gè)IP子網(wǎng)。每個(gè)端口的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號要求與所連接的IP子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號相同。不同的端口必須為不同的網(wǎng)絡(luò)號，對應(yīng)不同的IP子網(wǎng)，這樣才能使各子網(wǎng)中的主機(jī)通過自己子網(wǎng)的IP地址把要求出去的IP分組送到路由器上。1．路由器配置 路由器配置包括接口種類、用戶可用槽數(shù)、CPU、內(nèi)存和端口密度五個(gè)方面?！窠涌诜N類：路由器能支持的接口種類，體現(xiàn)路由器的通用性。常見的接口種類有通用串行接口、（通過電纜轉(zhuǎn)換成RS232DTE/DCE接口、V.35DTE/DCE接口、X.21DTE/DCE接口、RS449DTE/DCE接口和EIA530DTE接口等）、快速以太網(wǎng)接口、10M以太網(wǎng)接口、10/100自適應(yīng)以太網(wǎng)接口、千兆以太網(wǎng)接口、ATM接口（2M、25M、155M、633M等）、POS接口（155M、622M等）、令牌環(huán)接口、FDDI接口、E1/T1接口、E3/T3接口、ISDN接口等?！裼脩艨捎貌蹟?shù)：●CPU：無論在中低端路由器還是在高端路由器中，CPU都是路由器的心臟。●內(nèi)存：路由器中可能由多種內(nèi)存，例如Flash、DRAM等?！穸丝诿芏龋涸撝笜?biāo)體現(xiàn)路由器制作的集成度。4．路由器性能 路由器的性能這樣體現(xiàn)在下面的這些主要參數(shù)上：●全雙工線速轉(zhuǎn)發(fā)能力：路由器最基本且最重要的功能是數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。●設(shè)備吞吐量：指設(shè)備整機(jī)包轉(zhuǎn)發(fā)能力，是設(shè)備性能的重要指標(biāo)。●端口吞吐量：指端口包轉(zhuǎn)發(fā)能力，通常使用pps：包每秒來衡量，它是路由器在某端口上的包轉(zhuǎn)發(fā)能力。●背靠背幀數(shù)：指以最小幀間隔發(fā)送最多數(shù)據(jù)包不引起丟包時(shí)的數(shù)據(jù)包數(shù)量?！衤酚杀砟芰Γ郝酚善魍ǔＲ揽克⒓熬S護(hù)的路由表來決定如何轉(zhuǎn)發(fā)。路由表能力是指路由表內(nèi)所容納路由表項(xiàng)數(shù)量的極限?！癖嘲迥芰Γ罕嘲迥芰κ锹酚善鞯膬?nèi)部實(shí)現(xiàn)?！駚G包率：丟包率是指測試中所丟失數(shù)據(jù)包數(shù)量占所發(fā)送數(shù)據(jù)包的比率，通常在吞吐量范圍內(nèi)測試?！駮r(shí)延：時(shí)延是指數(shù)據(jù)包第一個(gè)比特進(jìn)入路由器到最后一比特從路由器輸出的時(shí)間間隔。●VPN支持能力：通常路由器都能支持VPN?！翊蠹以谶x擇路由器的時(shí)候可以從上述幾個(gè)方面入手，選擇合適的產(chǎn)品。路由器工作在OSI模型中的第三層，即網(wǎng)絡(luò)層。路由器利用網(wǎng)絡(luò)層定義的“邏輯”上的網(wǎng)絡(luò)地址（即IP地址）來區(qū)別不同的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的互連和隔離，保持各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性。路由器不轉(zhuǎn)發(fā)廣播消息，而把廣播消息限制在各自的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部。發(fā)送到其他網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)先被送到路由器，再由路由器轉(zhuǎn)發(fā)出去。路由器之間工作需要路由協(xié)議。路由協(xié)議就是網(wǎng)絡(luò)中路由器實(shí)體之間有關(guān)通信規(guī)則約定的集合。我是中國人我來自美國我是英國人我是法國人我是俄羅斯人InternetA用戶8A用戶與B、C用戶通信B用戶5C用戶5A路由器C路由器B是我的鄰居在上方，無需出關(guān)C是我的鄰國需要辦理出關(guān)手續(xù)使用路由器通信時(shí)需要知道對方的網(wǎng)絡(luò)ID如何知道對方的？IP地址+子網(wǎng)掩碼＝網(wǎng)絡(luò)IDIP地址為了實(shí)現(xiàn)Internet上不同計(jì)算機(jī)之間的通信，每臺計(jì)算機(jī)都必須有一個(gè)不與其它計(jì)算機(jī)重復(fù)的地址，IP地址就是可以唯一標(biāo)識主機(jī)的地址。IP地址是數(shù)字型的，32位(32bit)，由4個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)組成，每8位之間用圓點(diǎn)隔開。由于二進(jìn)制數(shù)不利于記憶，通常轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)表示，其取值范圍為0~255。二進(jìn)制&十進(jìn)制計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行兩者之間的轉(zhuǎn)換十進(jìn)制0

=二進(jìn)制

10100110.01101111.00000100.01010000二進(jìn)制

10100110011011110000010001010000十進(jìn)制

0IP地址的兩種表示法子網(wǎng)和掩碼為什么劃分子網(wǎng)提高系統(tǒng)的可靠性，可以防止整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通信的癱瘓。改進(jìn)系統(tǒng)性能，克服簡單局域網(wǎng)的技術(shù)條件限制。通過設(shè)置不同訪問權(quán)限，增強(qiáng)系統(tǒng)的安全保障。便于系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)，有利于故障的診斷和隔離。子網(wǎng)將網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步劃分成獨(dú)立的組成部分，每個(gè)部分稱為這個(gè)網(wǎng)絡(luò)（或者更高一級子網(wǎng)）的子網(wǎng)。子網(wǎng)的設(shè)計(jì)是為了便于網(wǎng)絡(luò)的管理。對于A類和B類的地址可以把一個(gè)大網(wǎng)劃分成幾個(gè)子網(wǎng)，每個(gè)子網(wǎng)可以對應(yīng)一個(gè)地理范圍或者區(qū)域，每個(gè)子網(wǎng)也可以對應(yīng)一種不同的物理介質(zhì)。劃分子網(wǎng)以后，每個(gè)子網(wǎng)看起來象一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。而對于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)而言，子網(wǎng)是透明的。子網(wǎng)化（Subnetting）使用有類地址時(shí)，網(wǎng)段中的主機(jī)數(shù)少于IP地址數(shù)，造成IP地址的浪費(fèi)子網(wǎng)化網(wǎng)絡(luò)位向主機(jī)位借用地址以實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)化借位方法通過改變子網(wǎng)掩碼實(shí)現(xiàn)如何劃分子網(wǎng)根據(jù)地理分布特點(diǎn)劃分子網(wǎng)易于組網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)節(jié)約經(jīng)費(fèi)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用特點(diǎn)劃分將共享相同網(wǎng)絡(luò)資源的主機(jī)劃分成一個(gè)子網(wǎng)，可減少子網(wǎng)間的網(wǎng)絡(luò)傳輸流量，提高網(wǎng)絡(luò)性能。將具有相同安全密級程度的主機(jī)劃分為同一個(gè)子網(wǎng)，保障系統(tǒng)的安全。掩碼技術(shù)的提出在主機(jī)之間通信的情況有同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，兩臺主機(jī)之間相互通信在不同網(wǎng)絡(luò)中，兩臺主機(jī)之間相互通信區(qū)分這兩種情況獲取遠(yuǎn)程主機(jī)IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址判斷：如果源主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址等于目的主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)地址，則為相同網(wǎng)絡(luò)主機(jī)之間的通信。如果源主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)地址不等于目的主機(jī)所在網(wǎng)絡(luò)地址，則為不相同網(wǎng)絡(luò)主機(jī)之間的通信。問題是如何獲得一個(gè)主機(jī)IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址信息，這就需要借助于掩碼(NetMask)。掩碼的定義掩碼(NetMask)有網(wǎng)絡(luò)掩碼和子網(wǎng)掩碼兩種。網(wǎng)絡(luò)掩碼對每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)地址設(shè)定一個(gè)按位對應(yīng)的32bit的二進(jìn)制數(shù)：網(wǎng)絡(luò)地址部分的對應(yīng)位設(shè)置位1，主機(jī)地址部分的對應(yīng)位設(shè)置位0。子網(wǎng)掩碼將網(wǎng)絡(luò)地址中的主機(jī)標(biāo)識分離出若干位作為子網(wǎng)地址位。同樣設(shè)定一個(gè)和這個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址按位對應(yīng)的32bit的二進(jìn)制數(shù)：網(wǎng)絡(luò)地址和子網(wǎng)地址部分的對應(yīng)位設(shè)置位1，主機(jī)地址部分的對應(yīng)位設(shè)置位0。舉例：對于一個(gè)B類網(wǎng)絡(luò)而言，其網(wǎng)絡(luò)掩碼為：。若在主機(jī)標(biāo)識中取出5位作為子網(wǎng)地址位，則所有子網(wǎng)的子網(wǎng)掩碼為。網(wǎng)絡(luò)

=地址

10100110.01101111.00000000.00000000網(wǎng)絡(luò)

11111111.11111111.00000000.00000000掩碼

=網(wǎng)絡(luò)

=地址

10100110.01101111.00000000.00000000網(wǎng)絡(luò)

11111111.11111111.11111000.00000000掩碼

=掩碼舉例劃分子網(wǎng)舉例例1：C類地址

中24位網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，8位主機(jī)標(biāo)識。將主機(jī)標(biāo)識中的前3位分離出來作為子網(wǎng)地址標(biāo)識。則這個(gè)C類地址可以被分成23-2=6個(gè)子網(wǎng)(全0和全1保留)，每個(gè)子網(wǎng)可以擁有25-2=30臺主機(jī)(全0和全1

分別為子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址和廣播地址)。劃分子網(wǎng)舉例例1：子網(wǎng)掩碼都是24（即11111111.11111111.11111111.11100000）。劃分子網(wǎng)舉例6個(gè)子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址為：子網(wǎng)1：202.112.58.[00100000]=2子網(wǎng)2：202.112.58.[01000000]=4子網(wǎng)3：202.112.58.[01100000]=6子網(wǎng)4：202.112.58.[10000000]=28子網(wǎng)5：202.112.58.[10100000]=60子網(wǎng)6：202.112.58.[11000000]=92主機(jī)的IP地址“與”網(wǎng)絡(luò)/子網(wǎng)掩碼=網(wǎng)絡(luò)/子網(wǎng)地址。邏輯運(yùn)算“與”

0“與”1=0；0“與”0=01“與”0=0；1“與”1=1掩碼的使用掩碼的作用：可以獲取主機(jī)IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址信息，用于區(qū)分主機(jī)通信的不同情況，由此選擇不同的路徑。路由器就是利用此技術(shù)得到網(wǎng)絡(luò)/子網(wǎng)地址信息的。練習(xí)：請判定例1網(wǎng)絡(luò)中，IP地址6屬于哪個(gè)子網(wǎng)。 掩碼的使用練習(xí)答案：6“與”24=4，

可知

6是子網(wǎng)2中的主機(jī)。

6=11001010.01110000.00111010.01000010與24=11111111.11111111.11111111.11100000---------------------------------------------------------------------------------------------- 4=11001010.01110000.00111010.01000000舉例網(wǎng)絡(luò)A是一個(gè)C類網(wǎng)絡(luò),

子網(wǎng)掩碼是24設(shè)定主機(jī)A的IP地址為202.112.58.[01000001]=5主機(jī)B的IP地址為202.112.58.[00100011]=5主機(jī)C的IP地址為202.112.58.[01000010]=6Router-2網(wǎng)絡(luò)B：

Router-1BAC子網(wǎng)1：

2子網(wǎng)2：

4子網(wǎng)3：

6網(wǎng)絡(luò)A：舉例當(dāng)主機(jī)A向主機(jī)C發(fā)送消息的時(shí)候，路由器1將目的地址6“與”24，后得到子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址為4，得知是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中主機(jī)的通信，不用轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)主機(jī)A向主機(jī)B發(fā)送消息的時(shí)候，路由器1將目的地址5“與”24，后得到子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)地址為2，得知是不同子網(wǎng)間主機(jī)的通信，將這個(gè)信息轉(zhuǎn)發(fā)到子網(wǎng)1。當(dāng)主機(jī)A向主機(jī)8發(fā)送消息時(shí)，路由器1將目的地址8“與”24，后得到網(wǎng)絡(luò)地址2，得知是與本網(wǎng)絡(luò)以外的主機(jī)的通信，將這個(gè)信息轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)

。1、路由器的工作原理當(dāng)IP子網(wǎng)中的一臺主機(jī)發(fā)送IP分組給同一IP子網(wǎng)的另一臺主機(jī)時(shí)，它將直接把IP分組送到網(wǎng)絡(luò)上，對方就能收到。而要送給不同IP于網(wǎng)上的主機(jī)時(shí)，它要選擇一個(gè)能到達(dá)目的子網(wǎng)上的路由器，把IP分組送給該路由器，由路由器負(fù)責(zé)把IP分組送到目的地。如果沒有找到這樣的路由器，主機(jī)就把IP分組送給一個(gè)稱為“缺省網(wǎng)關(guān)（defaultgateway）”的路由器上。“缺省網(wǎng)關(guān)”是每臺主機(jī)上的一個(gè)配置參數(shù)，它是接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)路由器端口的IP地址。路由器轉(zhuǎn)發(fā)IP分組時(shí)，只根據(jù)IP分組目的IP地址的網(wǎng)絡(luò)號部分，選擇合適的端口，把IP分組送出去。同主機(jī)一樣，路由器也要判定端口所接的是否是目的子網(wǎng)，如果是，就直接把分組通過端口送到網(wǎng)絡(luò)上，否則，也要選擇下一個(gè)路由器來傳送分組。路由器也有它的缺省網(wǎng)關(guān)，用來傳送不知道往哪兒送的IP分組。這樣，通過路由器把知道如何傳送的IP分組正確轉(zhuǎn)發(fā)出去，不知道的IP分組送給“缺省網(wǎng)關(guān)”路由器，這樣一級級地傳送，IP分組最終將送到目的地，送不到目的地的IP分組則被網(wǎng)絡(luò)丟棄了。3、路由動(dòng)作路由動(dòng)作包括兩項(xiàng)基本內(nèi)容：尋徑和轉(zhuǎn)發(fā)。尋徑即判定到達(dá)目的地的最佳路徑，由路由選擇算法來實(shí)現(xiàn)。由于涉及到不同的路由選擇協(xié)議和路由選擇算法，要相對復(fù)雜一些。為了判定最佳路徑，路由選擇算法必須啟動(dòng)并維護(hù)包含路由信息的路由表，其中路由信息依賴于所用的路由選擇算法而不盡相同。路由選擇算法將收集到的不同信息填入路由表中，根據(jù)路由表可將目的網(wǎng)絡(luò)與下一站（nexthop）的關(guān)系告訴路由器。路由器間互通信息進(jìn)行路由更新，。這就是路由選擇協(xié)議（routingprotocol），例如路由信息協(xié)議（RIP）、開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF）和邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP）等。A用戶與B、C用戶通信

C用戶5A路由器B路由器B是我的鄰居在上方，無需出關(guān)C是我的鄰國需要辦理出關(guān)手續(xù)，并且經(jīng)過1個(gè)國家才能到達(dá)C路由器A用戶8B用戶54、路由算法

路由算法在路由協(xié)議中起著至關(guān)重要的作用，采用何種算法往往決定了最終的尋徑結(jié)果，因此選擇路由算法一定要仔細(xì)。通常需要綜合考慮以下幾個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo)：（1）最優(yōu)化：指路由算法選擇最佳路徑的能力。（2）簡潔性：算法設(shè)計(jì)簡潔，利用最少的軟件和開銷，提供最有效的功能。3）堅(jiān)固性：路由算法處于非正常或不可預(yù)料的環(huán)境時(shí)，如硬件故障、負(fù)載過高或操作失誤時(shí)，都能正確運(yùn)行。由于路由器分布在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接點(diǎn)上，所以在它們出故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。最好的路由器算法通常能經(jīng)受時(shí)間的考驗(yàn)，并在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下被證實(shí)是可靠的。（4）快速收斂：收斂是在最佳路徑的判斷上所有路由器達(dá)到一致的過程。當(dāng)某個(gè)網(wǎng)絡(luò)事件引起路由可用或不可用時(shí)，路由器就發(fā)出更新信息。路由更新信息遍及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，引發(fā)重新計(jì)算最佳路徑，最終達(dá)到所有路由器一致公認(rèn)的最佳路徑。收斂慢的路由算法會(huì)造成路徑循環(huán)或網(wǎng)絡(luò)中斷。（5）靈活性：路由算法可以快速、準(zhǔn)確地適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。例如，某個(gè)網(wǎng)段發(fā)生故障，路由算法要能很快發(fā)現(xiàn)故障，并為使用該網(wǎng)段的所有路由選擇另一條最佳路徑。5、路由算法路由算法按照種類可分為以下幾種：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)、單路和多路、平等和分級、源路由和透明路由、域內(nèi)和域間、鏈路狀態(tài)和距離向量。前面幾種的特點(diǎn)與字面意思基本一致，著重介紹鏈路狀態(tài)和距離向量算法。

鏈路狀態(tài)算法（也稱最短路徑算法）發(fā)送路由信息到互聯(lián)網(wǎng)上所有的結(jié)點(diǎn)，然而對于每個(gè)路由器，僅發(fā)送它的路由表中描述了其自身鏈路狀態(tài)的那一部分。距離向量算法（也稱為Bellman-Ford算法）則要求每個(gè)路由器發(fā)送其路由表全部或部分信息，但僅發(fā)送到鄰近結(jié)點(diǎn)上。從本質(zhì)上來說，鏈路狀態(tài)算法將少量更新信息發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)各處，而距離向量算法發(fā)送大量更新信息至鄰接路由器。由于鏈路狀態(tài)算法收斂更快，因此它在一定程度上比距離向量算法更不易產(chǎn)生路由循環(huán)。但另一方面，鏈路狀態(tài)算法要求比距離向量算法有更強(qiáng)的CPU能力和更多的內(nèi)存空間，因此鏈路狀態(tài)算法將會(huì)在實(shí)現(xiàn)時(shí)顯得更昂貴一些。除了這些區(qū)別，兩種算法在大多數(shù)環(huán)境下都能很好地運(yùn)行。6、

路由協(xié)議

典型的路由選擇方式有兩種：靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由。靜態(tài)路由是在路由器中設(shè)置的固定的路由表。除非網(wǎng)絡(luò)管理員干預(yù)，否則靜態(tài)路由不會(huì)發(fā)生變化。由于靜態(tài)路由不能對網(wǎng)絡(luò)的改變作出反映，一般用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)固定的網(wǎng)絡(luò)中。靜態(tài)路由的優(yōu)點(diǎn)是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態(tài)路由優(yōu)先級最高。當(dāng)動(dòng)態(tài)路由與靜態(tài)路由發(fā)生沖突時(shí)，以靜態(tài)路由為準(zhǔn)。

C用戶5A路由器B路由器B是我的鄰居在上方，無需出關(guān)C是我的鄰國需要辦理出關(guān)手續(xù)，并且經(jīng)過1個(gè)國家，辦理2次手續(xù)才能到達(dá)C路由器A用戶8B用戶5動(dòng)態(tài)路由是網(wǎng)絡(luò)中的路由器之間相互通信，傳遞路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實(shí)時(shí)地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化。如果路由更新信息表明發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)變化，路由選擇軟件就會(huì)重新計(jì)算路由，并發(fā)出新的路由更新信息。這些信息通過各個(gè)網(wǎng)絡(luò)，引起各路由器重新啟動(dòng)其路由算法，并更新各自的路由表以動(dòng)態(tài)地反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?。?dòng)態(tài)路由適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，各種動(dòng)態(tài)路由協(xié)議會(huì)不同程度地占用網(wǎng)絡(luò)帶寬和CPU資源。

C用戶5A路由器B路由器B是我的鄰居在上方，無需出關(guān)C是我的鄰國需要辦理出關(guān)手續(xù)，并且經(jīng)過1個(gè)國家，辦理2次手續(xù)才能到達(dá)C路由器B用戶5A用戶83.1RIP路由協(xié)議

RIP協(xié)議最初是為Xerox網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的Xeroxparc通用協(xié)議而設(shè)計(jì)的，是Internet中常用的路由協(xié)議。RIP采用距離向量算法，即路由器根據(jù)距離選擇路由，所以也稱為距離向量協(xié)議。路由器收集所有可到達(dá)目的地的不同路徑，并且保存有關(guān)到達(dá)每個(gè)目的地的最少站點(diǎn)數(shù)的路徑信息，除到達(dá)目的地的最佳路徑外，任何其它信息均予以丟棄。同時(shí)路由器也把所收集的路由信息用RIP協(xié)議通知相鄰的其它路由器。這樣，正確的路由信息逐漸擴(kuò)散到了全網(wǎng)。RIP使用非常廣泛，它簡單、可靠，便于配置。但是RIP只適用于小型的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)樗试S的最大站點(diǎn)數(shù)為15，任何超過15個(gè)站點(diǎn)的目的地均被標(biāo)記為不可達(dá)。而且RIP每隔30s一次的路由信息廣播也是造成網(wǎng)絡(luò)的廣播風(fēng)暴的重要原因之一。

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C用戶53.2OSPF路由協(xié)議

0SPF是一種基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，需要每個(gè)路由器向其同一管理域的所有其它路由器發(fā)送鏈路狀態(tài)廣播信息。在OSPF的鏈路狀態(tài)廣播中包括所有接口信息、所有的量度和其它一些變量。利用0SPF的路由器首先必須收集有關(guān)的鏈路狀態(tài)信息，并根據(jù)一定的算法計(jì)算出到每個(gè)節(jié)點(diǎn)的最短路徑。而基于距離向量的路由協(xié)議僅向其鄰接路由器發(fā)送有關(guān)路由更新信息。

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C用戶5與RIP不同，OSPF將一個(gè)自治域再劃分為區(qū)，相應(yīng)地即有兩種類型的路由選擇方式：當(dāng)源和目的地在同一區(qū)時(shí)，采用區(qū)內(nèi)路由選擇；當(dāng)源和目的地在不同區(qū)時(shí)，則采用區(qū)間路由選擇。這就大大減少了網(wǎng)絡(luò)開銷，并增加了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。當(dāng)一個(gè)區(qū)內(nèi)的路由器出了故障時(shí)并不影響自治域內(nèi)其它區(qū)路由器的正常工作，這也給網(wǎng)絡(luò)的管理、維護(hù)帶來方便。

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C用戶5A域B域3.3BGP和BGP-4路由協(xié)議

BGP是為TCP／IP互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，用于多個(gè)自治域之間。它既不是基于純粹的鏈路狀態(tài)算法，也不是基于純粹的距離向量算法。它的主要功能是與其它自治域的BGP交換網(wǎng)絡(luò)可達(dá)信息。各個(gè)自治域可以運(yùn)行不同的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。BGP更新信息包括網(wǎng)絡(luò)號／自治域路徑的成對信息。自治域路徑包括到達(dá)某個(gè)特定網(wǎng)絡(luò)須經(jīng)過的自治域串，這些更新信息通過TCP傳送出去，以保證傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

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C用戶5A域B域A域邊界路由器B域邊界路由器課程總結(jié)重點(diǎn)掌握1、路由協(xié)議2、靜態(tài)路由3、動(dòng)態(tài)路由6.1IP劃分子網(wǎng)和構(gòu)造超網(wǎng)6.1.1劃分子網(wǎng)兩級IP結(jié)構(gòu)的局限： 第一，IP地址空間的利用率有時(shí)很低。 第二，給每一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)分配一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號會(huì)使路由表變得太大（路由表的概念會(huì)在解析路由的時(shí)候詳細(xì)解釋），因而使網(wǎng)絡(luò)性能變壞。 第三，兩級的IP地址不夠靈活。 解決這些問題的辦法是，讓網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部可以分成多個(gè)部分，但對外卻像一個(gè)單獨(dú)網(wǎng)絡(luò)一樣。從1985年起在IP地址中就增加了一個(gè)“子網(wǎng)號字段”，使兩級的IP地址變成三級的IP地址。這種做法叫做劃分子網(wǎng)(subnetting)[RFC950]，或子網(wǎng)尋址或子網(wǎng)路由選擇。圖6-1將子網(wǎng)169.12.8繼續(xù)劃分子網(wǎng)，但對外仍是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)6.1.3無分類編址CIDR

劃分子網(wǎng)在一定程度上緩解了因特網(wǎng)在發(fā)展中遇到的困難。然而在1992年因特網(wǎng)仍然面臨三個(gè)必須盡早解決的問題，這就是： 假定上述公司有5個(gè)部門，那在/22還可以進(jìn)行地址塊的劃分。表6-7中列出了一種劃分。表6-7CIDR地址塊的劃分2．最長前綴匹配 在使用CIDR時(shí)，由于采用了網(wǎng)絡(luò)前綴這種記法，IP地址由網(wǎng)絡(luò)前綴和主機(jī)號這兩個(gè)部分組成，因此在路由表中的項(xiàng)目也要有相應(yīng)的改變。這時(shí)，每個(gè)項(xiàng)目由“網(wǎng)絡(luò)前綴”和“下一跳地址”組成。但是在查找路由表時(shí)可能會(huì)得到不止一個(gè)匹配結(jié)果。例如：目的IP地址是33（二進(jìn)制形式：）而在路由表中有下面的兩項(xiàng)：1100101010110010100*下一跳地址11100101010110010100011*下一跳地址2上面兩項(xiàng)的掩碼分別是：1111111111111111111000000000000011111111111111111111110000000000 如果拿目的IP地址33同上面的兩個(gè)掩碼相“與”，結(jié)果都是匹配的：33和11111111111111111110000000000000逐比特相“與”=/1933和11111111111111111111110000000000逐比特相“與”=/22 這樣就帶來了一個(gè)問題：應(yīng)當(dāng)從這些匹配結(jié)果中選擇哪一條路由呢？ 正確的答案是：應(yīng)當(dāng)從匹配結(jié)果中選擇具有最長網(wǎng)絡(luò)前綴的路由。這叫做最長前綴匹配。選擇最長網(wǎng)絡(luò)前綴的原因是網(wǎng)絡(luò)前綴越長，其地址塊就越小，因而路由就越具體。3．路由協(xié)議支持 不同的路由器可以支持的路由協(xié)議也是不同的，常見的選擇有路由信息協(xié)議(RIP)、路由信息協(xié)議版本2(RIPv2)、開放的最短路徑優(yōu)先協(xié)議版本2(OSPFv2)和邊緣網(wǎng)關(guān)協(xié)議(BGP4)等等。路由協(xié)議決定了路由器的工作性能。6.2.3路由表 路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點(diǎn)。 路由表根據(jù)其的生成方式，可以分為靜態(tài)路由表和動(dòng)態(tài)路由表兩種：●靜態(tài)路由表：由系統(tǒng)管理員事先設(shè)置好固定的路由表稱之為靜態(tài)（static）路由表，一般是在系統(tǒng)安裝時(shí)就根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定的，它不會(huì)隨未來網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變而改變?！駝?dòng)態(tài)路由表：動(dòng)態(tài)（Dynamic）路由表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行情況而自動(dòng)調(diào)整的路由表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議（RoutingProtocol）提供的功能，自動(dòng)學(xué)習(xí)和記憶網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況，在需要時(shí)自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?下面通過一些實(shí)例看一下如何讀懂路由表。 如果一個(gè)主機(jī)有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，當(dāng)向一個(gè)特定的IP地址發(fā)送分組時(shí)，它怎樣決定使用哪個(gè)接口呢？答案就在路由表中。表6-8直連網(wǎng)絡(luò)的路由表表項(xiàng) 假如通過IP地址為54的網(wǎng)關(guān)連接到網(wǎng)絡(luò)，那么你可以在路由表中增加這樣一項(xiàng)：表6-9遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的路由表表項(xiàng) 類似的，也可以定義通過網(wǎng)關(guān)到達(dá)某特定主機(jī)（而非某網(wǎng)絡(luò)）的路由，增加標(biāo)志H(host)：表6-10遠(yuǎn)程主機(jī)的路由表表項(xiàng) 不同路由器使用的路由表可能也有稍稍的差異，例如路由表的接口表項(xiàng)會(huì)寫出接口的IP地址，而不像上面那樣使用接口標(biāo)識eth0、eth1。有時(shí)，各表項(xiàng)的排列順序也不盡相同，請看下面一個(gè)路由表的源碼示例：表6-16路由表示例6.4IPv66.4.1為什么要升級IPv4？1.IP地址空間危機(jī)。2.IP性能議題3.IP安全性議題4.自動(dòng)配置6.4.2IPv6的改進(jìn)

IPv6中的變化體現(xiàn)在以下五個(gè)重要方面：1．?dāng)U展地址

IPv6的地址結(jié)構(gòu)中除了把32位地址空間擴(kuò)展到了128位外，還對IP主機(jī)可能獲得的不同類型地址作了一些調(diào)整。IPv6中取消了廣播地址而代之以任意點(diǎn)播地址。IPv4中用于指定一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的單播地址和用于指定由一個(gè)或多個(gè)主機(jī)偵聽的組播地址基本不變。2．簡化的包頭包頭的簡化使得IP的某些工作方式發(fā)生了變化。一方面，所有包頭長度統(tǒng)一，因此不再需要包頭長度字段。此外，通過修改包分段的規(guī)則可以在包頭中去掉一些字段。

IPv6中的分段只能由源節(jié)點(diǎn)進(jìn)行：該包所經(jīng)過的中間路由器不能再進(jìn)行任何分段。最后，去掉IP頭校驗(yàn)和，但不會(huì)影響可靠性，因?yàn)轭^校驗(yàn)和將由更高層