第5章 網(wǎng)絡互聯(lián)技術

ComputerNetworkTechnology計算機網(wǎng)絡技術第3版第5章網(wǎng)絡互聯(lián)技術第5章網(wǎng)絡互聯(lián)技術知識目標了解IP地址的分類及功能認識子網(wǎng)并理解子網(wǎng)掩碼了解常見網(wǎng)絡層協(xié)議和功能認識基本路由器特點、參數(shù)和基本原理掌握靜態(tài)路由與動態(tài)路由理解路由信息協(xié)議（RIP），掌握開放最短通路優(yōu)先協(xié)議（OSPF）第5章網(wǎng)絡互聯(lián)技術技能目標學會規(guī)劃網(wǎng)絡和劃分子網(wǎng)能夠進行路由器基本配置能夠使用路由協(xié)議進行網(wǎng)絡連接素質目標培養(yǎng)認識事物規(guī)律的科學思維品質具備創(chuàng)新意識和探索精神具備團隊協(xié)作精神和實踐能力

5.1網(wǎng)絡層概述

OSI參考模型或TCP/IP體系結構中，網(wǎng)絡層都是最核心的一層。功能：根據(jù)路由信息完成數(shù)據(jù)包的轉發(fā)。

檢查網(wǎng)絡拓撲，以決定傳輸數(shù)據(jù)包的最佳路由（報文發(fā)送的路徑信息），找到數(shù)據(jù)包應該轉發(fā)的下一個網(wǎng)絡設備。協(xié)議：

IP、ARP、RARP、ICMP、IGMP(1)IP(InternetProtocol)網(wǎng)際協(xié)議，負責網(wǎng)絡層尋址、路由選擇、分段及包重組。(2)ARP(AddressResolutionProtocol)地址解析協(xié)議，把網(wǎng)絡層地址解析成物理地址（MAC地址）。(3)RARP(ReverseARP)逆向地址解析協(xié)議，把硬件地址解析成網(wǎng)絡層地址。(4)ICMP(InternetControlMessageProtocol)Internet控制消息協(xié)議，提供診斷功能，報告由于IP數(shù)據(jù)包投遞失敗而導致的錯誤。(5)IGMP(InternetGroupManagementProtocol)Internet組管理協(xié)議，管理IP組播組。5.2IP及IP地址IP是計算機網(wǎng)絡相互連接進行通信而設計的協(xié)議，負責將多個包交換網(wǎng)絡連接起來，在源地址和目的地址之間傳送IP數(shù)據(jù)包（Packet）。IP數(shù)據(jù)報（IPDatagram）則是對數(shù)據(jù)包的結構分析。1.IPIP是一個網(wǎng)絡層可路由協(xié)議，包含尋址信息和控制信息，可使數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中路由。IP是TCP/IP體系結構中主要的網(wǎng)絡層協(xié)議，與TCP結合組成整個互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的核心。IP應用于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)通信。IP兩個基本任務：提供無連接的和最有效的數(shù)據(jù)包傳送；提供數(shù)據(jù)包的分片與重組以支持不同最大傳輸單元大小的數(shù)據(jù)連接。

5.2.1IP及IP數(shù)據(jù)報2.IP數(shù)據(jù)報的格式IP數(shù)據(jù)報由一個頭部和其上一層數(shù)據(jù)組成。頭部由一個20字節(jié)固定長度部分和一個可選任意長度部分組成。

使用邏輯（IP）地址屏蔽各種物理網(wǎng)絡的地址差異互聯(lián)網(wǎng)中使用TCP/IP的每臺設備都有物理地址即MAC地址，固化在網(wǎng)卡中用來區(qū)分每一個設備。每種物理網(wǎng)絡都有各自的技術特點，其物理地址也各不相同。統(tǒng)一物理地址的表示方法不現(xiàn)實，查找困難。互聯(lián)網(wǎng)對各種物理網(wǎng)絡地址的“統(tǒng)一”，通過IP地址在IP層完成。

5.2.2IP地址概述5.2.2IP地址概述

互聯(lián)網(wǎng)的層次結構

1.IP地址的結構

①IP地址使用兩個版本：IPv4和IPv6

②IPv4組成結構：

IP地址的長度為32位二進制數(shù)。網(wǎng)絡號netid，標識互聯(lián)網(wǎng)中一個特定網(wǎng)絡。主機號hostid，標示某網(wǎng)絡中主機的一個特定連接。IP編址方式攜帶了位置信息。

5.2.3IP地址的結構及表示方法

2.IP地址的表示方法

IP地址采用直觀表示法，點分十進制標記法。32位二進制分成四段每段8個二進制數(shù)分別用十進制表示4個十進制數(shù)值間用“.”隔開

5.2.3IP地址的結構及表示方法

IP地址表示方法舉例

二進制IP地址：用點分十進制表示法表示成：202.93.120.44

5.2.3IP地址的結構及表示方法

IP地址表示方法轉換練習：10000000000001111000000100011110轉十進制?11001010110101011110000000011001轉十進制?10.65.126.6轉二進制?32.68.63.8轉二進制?

5.2.3IP地址的結構及表示方法

InterNIC按網(wǎng)絡號和主機號占用位數(shù)將IP地址資源劃分為5類：A類、B類、C類、D類和E類。

5.2.4IP地址的分類

1.A類

⑴A類地址第1字節(jié)為網(wǎng)絡地址，其它3個字節(jié)為主機地址。另外第1個字節(jié)的最高位固定為0。⑵A類地址范圍：1.0.0.1到126.255.255.254。(3)可定義A類網(wǎng)絡地址126個{128-2(網(wǎng)絡編號不能是全0或全1)}。

每個網(wǎng)絡可以擁有的主機數(shù)為16777214{

(主機位不能是全0或全1)}個。

5.2.4IP地址的分類224-2

1.A類

其中A類地址中的私有地址和保留地址：①10.0.0.0到10.255.255.255是私有地址（所謂的私有地址是在互聯(lián)網(wǎng)上不使用，而被用在局域網(wǎng)絡中的地址）。②127.0.0.0到127.255.255.255是保留地址，用做循環(huán)測試用的。

5.2.4IP地址的分類

2.B類

⑴B類地址第1字節(jié)和第2字節(jié)為網(wǎng)絡地址，其它2個字節(jié)為主機地址。其中第1個字節(jié)的前兩位固定為10。⑵B類地址范圍：128.0.0.1到191.255.255.254。(3)共可定義B類網(wǎng)絡地址16382{

個

。

每個網(wǎng)絡可以擁有的主機數(shù)為65534{

}個。

5.2.4IP地址的分類214-2}216-2

2.B類

其中B類地址的私有地址和保留地址：①172.16.0.0到172.31.255.255是私有地址②169.254.0.0到169.254.255.255是保留地址。如果IP地址是自動獲取IP地址，而你在網(wǎng)絡上又沒有找到可用的DHCP服務器，這時將會從169.254.0.0到169.254.255.255中臨得獲得一個IP地址。

5.2.4IP地址的分類

3.C類

⑴

C類地址第1字節(jié)、第2字節(jié)和第3個字節(jié)為網(wǎng)絡地址，第4個字節(jié)為主機地址。其中第1個字節(jié)前三位固定為110。⑵

C類地址范圍：192.0.0.1到223.255.255.254。(3)

共可定義C類網(wǎng)絡地址2097152{

}個。

每個網(wǎng)絡可以擁有的主機數(shù)為254{

}個。

其中：C類地址中的私有地址：192.168.0.0到192.168.255.255

5.2.4IP地址的分類221-228-2

4.D類

⑴D類地址不分網(wǎng)絡地址和主機地址，它的第1個字節(jié)的前四位固定為1110。⑵D類地址范圍：224.0.0.1到239.255.255.254。

(3)D類地址用于組播，前面4位1110引導，后面28位為組播地址ID。

5.E類

⑴E類地址也不分網(wǎng)絡地址和主機地址，它的第1個字節(jié)的前四位固定為1111。⑵E類地址范圍：240.0.0.1到255.255.255.254。(3)E類地址用于研究用。

5.2.4IP地址的分類

IP地址分類總結：

重點關注A類、B類和C類，既能適應不同的網(wǎng)絡規(guī)模又具有一定的靈活性。

常用A、B、C3類IP地址，可以容納的網(wǎng)絡數(shù)和主機數(shù)。

5.2.4IP地址的分類1.網(wǎng)絡地址構成：一個有效的、不變的網(wǎng)絡號和一個二進制位全“0”的主機號。舉例：IP地址為

202.93.120.44其網(wǎng)絡地址為

202.93.120.0其主機號為

44

5.2.5特殊的IP地址2.廣播地址廣播地址就是向有效范圍內的所有用戶發(fā)送信息的地址，可以把它認定為最大的組播范圍，也稱直接廣播地址。主機向其他網(wǎng)絡的所有節(jié)點廣播信息。構成：一個有效的網(wǎng)絡號和一個全“1”的主機號。舉例：202.93.120.255發(fā)送直接廣播前需要知道目的網(wǎng)絡的網(wǎng)絡號。5.2.5特殊的IP地址3.有限廣播地址將廣播限制在最小的范圍：標準的IP編址：廣播將被限制在本網(wǎng)絡之中子網(wǎng)編址：廣播被限制在本子網(wǎng)之中構成：255.255.255.255發(fā)送有限廣播前不需要知道網(wǎng)絡號

5.2.5特殊的IP地址4.回環(huán)測試地址（1）回送地址：127.0.0.0（2）作用：網(wǎng)絡軟件測試。本地機器進程間通信。（3）含有網(wǎng)絡號127的數(shù)據(jù)報不會出現(xiàn)在網(wǎng)絡上例如：127.0.0.1

5.2.5特殊的IP地址5.私有地址私有地址（Privateaddress）屬于非注冊地址，專門為組織機構內部使用。特點：①

私有地址可在組織機構內部通信中重復使用，可以有效的節(jié)約公網(wǎng)地址。②不能存在于互聯(lián)網(wǎng)上，不被Internet上的路由器轉發(fā)，要通過NAT/PAT轉換以公有IP地址接入Internet。私有地址包括：A類10.0.0.0--10.255.255.255（1個A類地址）B類172.16.0.0--172.31.255.255（16個B類地址）C類192.168.0.0--192.168.255.255(256個C類地址)。

5.2.5特殊的IP地址5.私有地址Microsoft自動私有地址：169.254.0.1～169.254.255.254。DHCP客戶機聯(lián)系不上DHCP服務器時，DHCP客戶機會自動從169.254.0.1～169.254.255.254地址中選擇一個地址配置給網(wǎng)卡，該地址即稱為“Microsoft自動私有地址”。

5.2.5特殊的IP地址擴充：IP編址規(guī)則1.小型網(wǎng)絡使用C類地址，中型網(wǎng)絡使用B類地址，大型網(wǎng)絡使用A類地址。2.主機：連接到同一網(wǎng)絡中所有主機的IP地址共享同一netid。3.路由器路由器可連接多個物理網(wǎng)絡。每個連接都擁有自己的IP地址。每個連接IP地址的netid應與這個網(wǎng)絡的netid相同。

5.2IP及IP地址

擴充：IP編址實例——認識下面網(wǎng)絡及IP地址。

5.2

IP及IP地址

1.子網(wǎng)概述（1）問題的提出IP地址能適應于不同的網(wǎng)絡規(guī)模，有效利用IP地址。網(wǎng)絡更安全。（2）子網(wǎng)編址對原IP地址按照一定規(guī)則進一步劃分，就是子網(wǎng)劃分技術。將原主機號劃分為子網(wǎng)絡號和主機號，即借用一部分主機號作為子網(wǎng)絡號。

5.2.6子網(wǎng)編址子網(wǎng)編址使用A類B類或C類地址的單位可以把他們的網(wǎng)絡劃分成幾個部分，稱為子網(wǎng)。每個子網(wǎng)對應一個部門或一個地理范圍。子網(wǎng)劃分的常見方法是用主機號的高位來標識子網(wǎng)號，其余位表示主機號。無子網(wǎng)時，IP地址=網(wǎng)絡號+主機號有子網(wǎng)時，IP地址=網(wǎng)絡號+子網(wǎng)號+主機號

5.2.6子網(wǎng)編址2.子網(wǎng)編址方法(1)IP地址具有層次結構：網(wǎng)絡號和主機號(2)子網(wǎng)編址方法將IP地址的主機號部分進一步劃分成子網(wǎng)部分和主機部分。從標準IP地址的主機號部分“借”位并把它們指定為子網(wǎng)號部分。在“借”用時必須給主機號部分剩余2位。在“借”用時至少要借用2位。

5.2.6子網(wǎng)編址3.子網(wǎng)編址舉例（補充），認識下面網(wǎng)絡中子網(wǎng)編址。

5.2.6子網(wǎng)編址4.子網(wǎng)地址和子網(wǎng)廣播地址(1)子網(wǎng)地址主機位以二進制全“0”結尾。(2)子網(wǎng)直接廣播地址主機位以二進制全“1”結尾。(3)有限廣播地址32位全為“1”，即：255.255.255.255廣播被限制在本子網(wǎng)內。(4)二進制全“0”或全“1”的子網(wǎng)號一般不分配

5.2.6子網(wǎng)編址5.子網(wǎng)掩碼（1）子網(wǎng)表示法:通過子網(wǎng)掩碼與IP地址成對出現(xiàn)表示子網(wǎng)。（2）子網(wǎng)掩碼格式與IP地址一樣，也是由32位的二進制數(shù)組成。網(wǎng)絡部分用二進制“1”表示（如果帶有子網(wǎng)，子網(wǎng)也要用二進制“1”表示）。主機部分用二進制“0”表示。用點分十進制的方式表示。

5.2.6子網(wǎng)編址5.子網(wǎng)掩碼（3）子網(wǎng)掩碼的規(guī)則定義如下：①對應IP地址網(wǎng)絡號部分（可能包括子網(wǎng)）所有位都為“1”，并且所有的“1”必需連續(xù)，中間不得出現(xiàn)“0”。②對應IP地址主機號部分所有位都為“0”，同樣所有的“0”必需連續(xù)，中間也不得出現(xiàn)“1”，當然“0”后也不能有“1”。利用以上規(guī)則可根據(jù)需求計算出某IP地址的網(wǎng)絡部分、子網(wǎng)部分和主機部分各占幾位。

5.2.6子網(wǎng)編址5.2.6子網(wǎng)編址ABC類IP地址默認子網(wǎng)掩碼5.子網(wǎng)掩碼利用以上規(guī)則根據(jù)需求計算出某IP地址的網(wǎng)絡部分、子網(wǎng)部分和主機部分各占幾位。例1.IP：199.15.19.65/26（/26即子網(wǎng)掩碼為255.255.255.192）例2.190.5.6.1/22（/22即子網(wǎng)掩碼為255.255.252.0）

5.2.6子網(wǎng)編址1.子網(wǎng)規(guī)劃兩個條件

（1）在產(chǎn)生的子網(wǎng)中要能容納足夠的主機

（2）能夠產(chǎn)生足夠的子網(wǎng)號2.子網(wǎng)劃分實例某公司申請了一個C類地址198.170.200.0，公司有生產(chǎn)部門和市場銷售部門等6個部門需要劃分為單獨的網(wǎng)絡，人數(shù)最多的銷售部擁有28臺計算機，請給出該公司每個部門所劃分的IP地址范圍，網(wǎng)絡地址和直接廣播地址。(參考答案見下表)。5.2.7子網(wǎng)規(guī)劃與劃分實例子網(wǎng)條件：該C類網(wǎng)絡，要產(chǎn)生6個子網(wǎng)，其中每個子網(wǎng)至少要容納28臺計算機。子網(wǎng)規(guī)劃：原地址主機位中借用前三位表示子網(wǎng)（子網(wǎng)掩碼/27），后五位表示主機。

5.2.6子網(wǎng)編址1.IPv6

英文:InternetProtocolversion6（第6版互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）。

IPv6地址長度從IPv4的32位擴展到128位，IP地址總容量達到2的128次方個。2.IPv6地址表示方法

16字節(jié)(128位)，每2個字節(jié)一組，共分8組，每組用16進制表示，組與組之間“：”隔開。例如：

8000：0000：0000：0000：1234：5678：90ab：def05.2.8IPv6地址概述IPv6地址可簡化表示

5.2.8IPv6地址概述3.IPV6屬性

與IPV4相比，IPV6以下幾個優(yōu)勢：(1)IPv6具有豐富的地址資源空間(2)IPv6使用更小的路由表(3)IPv6報頭更加簡單

增加了增強的組播支持以及對流的支持。(4)IPv6全新的地址配置方式(5)IPv6具有更高的安全性5.2.8IPv6地址概述

5.3網(wǎng)絡層其他重要協(xié)議5.3.1地址解析協(xié)議

引例:若在DOS相應盤符下Windows命令窗口中輸入arp-a，則輸出結果如下：

其中第一列顯示的是ip地址，第二列顯示和ip地址對應的網(wǎng)絡接口卡的硬件地址（MAC），第三列是該ip和mac的對應關系類型。

ARP（AddressResolutionProtocol，地址解析協(xié)議）是一個位于TCP/IP協(xié)議棧中的低層協(xié)議(互聯(lián)層)，負責將某個IP地址解析成對應的MAC地址。1.

IP地址屏蔽物理網(wǎng)絡地址的差異，為上層用戶提供“統(tǒng)一”的地址形式2.

IP地址屏蔽物理網(wǎng)絡地址差異通過在物理網(wǎng)絡上覆蓋一層IP軟件實現(xiàn)3.

互聯(lián)網(wǎng)不對物理地址做任何修改高層軟件利用IP地址指定源地址和目的地址。低層物理網(wǎng)絡利用物理地址指定源地址和目的地址。5.3.1地址解析協(xié)議RARP協(xié)議（ReverseAddressResolutionProtocol）反地址解析協(xié)議:主要作用是把原有的MAC地址解析為IP地址。主要應用到局域中（無盤工作站）。主要作用是保持數(shù)據(jù)的安全與可靠。5.3.2反地址解析協(xié)議

5.3.3Internet控制報文協(xié)議ICMP協(xié)議（InternetControlMessageProtocol）Internet控制消息協(xié)議。用于在IP主機、路由器之間傳遞控制消息，包括差錯信息及其它需要注意的信息。調試控制信息是指網(wǎng)絡通不通、主機是否可達、路由是否可用等網(wǎng)絡本身的信息。5.4路由器5.4.1路由器簡介1.路由器的基本概念路由選擇指網(wǎng)絡中的節(jié)點根據(jù)通信網(wǎng)絡的情況（可用的數(shù)據(jù)鏈路、各條鏈路中的信息流量等），按照一定的策略（傳輸時間、傳輸路徑最短），選擇一條可用的傳輸路徑，把信息發(fā)往目的地。路由器（Router）就是具有路由選擇功能的設備。路由器工作于網(wǎng)絡層，從事不同網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)包（Packet）的存儲和分組轉發(fā)，是用于連接多個邏輯上分開的網(wǎng)絡（所謂邏輯網(wǎng)絡是代表一個單獨的網(wǎng)絡或者一個子網(wǎng)）的網(wǎng)絡設備。

5.4.1路由器簡介1.路由器的基本概念

路由器在網(wǎng)絡中位置5.4.1路由器簡介2．路由器的功能與分類

(1)

路由器的功能接口功能。

通信協(xié)議功能。數(shù)據(jù)包轉發(fā)功能。路由信息維護功能。管理控制功能。安全功能。5.4.1路由器簡介2．路由器的功能與分類(2)

路由器的分類從結構上分：模塊化結構與非模塊化結構。從網(wǎng)絡位置劃分：核心路由器與接入路由器。從功能上劃分：骨干級路由器、企業(yè)級路由器和接入級路由器。5.4.1路由器簡介3．路由器結構硬件系統(tǒng)：CPU、ROM、RAM、I/O（以太網(wǎng)口、廣域網(wǎng)口、配置口(Console口)、備份口(AUX口)）軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)平臺（操作系統(tǒng)），如：華為公司軟件系統(tǒng)是VRP(VersatileRoutingPlatform，通用路由平臺)；Cisco公司軟件系統(tǒng)是Cisco互聯(lián)網(wǎng)絡操作系統(tǒng)(IOS)

互聯(lián)網(wǎng)就是利用路由器將數(shù)以萬計的網(wǎng)絡以及上億臺計算機連接起來形成的一個全球性的廣域網(wǎng)，沒有路由器就沒有現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)。5.4.2路由的基本原理路由器類似郵局功能

5.4.2路由的基本原理1．路由表

以太網(wǎng)交換機是根據(jù)“地址映射表”來決定將幀轉發(fā)到哪個端口。

同樣路由器當中也有一張非常重要的表----路由表。

5.4.2路由的基本原理1．路由表

（1）路由表概述

路由表用來存放目的地址以及如何到達目的地址的信息。路由選擇是指根據(jù)一定的原則和算法,在傳輸路徑上找出一條通向目的節(jié)點的最佳路徑。路由器采用表驅動的路由選擇算法選擇路由進行IP數(shù)據(jù)報轉發(fā)。5.4.2路由的基本原理（2）路由表構成

通用的IP路由表通常包含許多（M，N，R）三元組:M表示子網(wǎng)掩碼。N表示目的網(wǎng)絡地址（注意是網(wǎng)絡地址，不是網(wǎng)絡上普通主機的IP地址）。R表示到網(wǎng)絡N路徑上的“下一個”路由器的IP地址。5.4.2路由的基本原理（3）路由表實例

路由器R2的路由表子網(wǎng)掩碼M要到達的網(wǎng)絡N下一路由器R255.255.0.020.2.0.0直接投遞255.255.0.020.3.0.0直接投遞255.255.0.020.1.0.020.2.0.8255.255.0.020.4.0.020.3.0.45.4.2路由的基本原理（3）路由表實例

路由器R3的路由表子網(wǎng)掩碼（M）要到達的網(wǎng)絡（N）下一路由器（R）255.255.0.020.3.0.0直接投遞255.255.0.020.4.0.0直接投遞255.255.0.020.2.0.020.3.0.9255.255.0.020.1.0.020.3.0.95.4.2路由的基本原理2．路由表中的特殊路由

(1)默認路由如果路由表沒有明確指明一條到達目的網(wǎng)絡的路由信息，就將數(shù)據(jù)報轉發(fā)到默認路由指定的路由器。主要目的：縮短路由表的長度、減少路由計算時間。在路由選擇算法中，默認路由的子網(wǎng)掩碼是0.0.0.0，目的網(wǎng)絡是0.0.0.0，下一路由器地址就是要進行數(shù)據(jù)轉發(fā)的第一個路由器的IP地址。5.4.2路由的基本原理(1)

默認路由主機A的路由表子網(wǎng)掩碼目的網(wǎng)絡下一站地址255.255.0.020.1.0.0直接投遞0.0.0.00.0.0.020.1.0.12主機B的路由表子網(wǎng)掩碼目的網(wǎng)絡下一站地址255.255.0.020.3.0.0直接投遞0.0.0.00.0.0.020.3.0.135.4.2路由的基本原理2．路由表中的特殊路由

(2)

特定主機路由對單個主機（而不是網(wǎng)絡）指定一條特別的路徑。主要目的：增強安全性、進行網(wǎng)絡連通性調試和判斷路由表的正確性。目的地址不是網(wǎng)絡地址，而是特定主機實際的IP地址，子網(wǎng)掩碼是特定的255.255.255.255，下一路由器地址和普通路由表項相同。5.5靜態(tài)路由與動態(tài)路由路由分為兩類：靜態(tài)路由和動態(tài)路由。靜態(tài)路由一般是由網(wǎng)絡管理員手動設置的路由。動態(tài)路由動態(tài)路由協(xié)議根據(jù)網(wǎng)絡拓撲結構和特定的要求自動生成的路由。5.5.1靜態(tài)路由1.靜態(tài)路由（非自適應）由網(wǎng)絡管理員在路由器上手動添加路由信息來實現(xiàn)的路由。2.靜態(tài)路由的特性默認狀態(tài)下是私有的，不會發(fā)送給其他的路由器。靜態(tài)路由設置經(jīng)過保存后重啟路由器都不會消失，但相應端口關閉或失效時會有相應的靜態(tài)路由消失。

靜態(tài)路由優(yōu)先級高，當靜態(tài)路由和動態(tài)路由沖突時，要遵循靜態(tài)路由來執(zhí)行路由選擇。5.5.1靜態(tài)路由3.靜態(tài)路由的優(yōu)點安全可靠、簡單直觀，避免了動態(tài)路由選擇的開銷。適用于不太復雜的互聯(lián)網(wǎng)結構。容易了解整個網(wǎng)絡的拓撲結構，容易配置路由信息，網(wǎng)絡安全的保密性高。4.靜態(tài)路由的缺點：如果網(wǎng)絡結構較復雜，沒辦法手動配置路由信息。

建立和維護工作量大，容易出現(xiàn)路由環(huán)。互聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)故障，靜態(tài)路由不會自動做出更改。5.5.1靜態(tài)路由出現(xiàn)路由環(huán)(死環(huán))實例（補充）：5.5.2動態(tài)路由1.動態(tài)路由（自適應）指路由器能夠通過一定的路由協(xié)議和算法，自動地建立自己的路由表。2.

動態(tài)路由的優(yōu)點（1）自動排除錯誤路徑（靜態(tài)路由則無法排除，如下圖。）5.5.2動態(tài)路由2.

動態(tài)路由的優(yōu)點（2）自動選擇更優(yōu)的路徑

度量值(metric)①度量值大小做為判定最優(yōu)路徑的標準。②修改路由表是根據(jù)度量值來衡量的，度量值metric越小，說明路徑越好。決定度量值(metric)的值多種因素①路徑所包含的路由器節(jié)點數(shù)又叫作跳數(shù)（hopcount）。②網(wǎng)絡傳輸費用（cost）。

③帶寬（bandwidth）。④延遲（delay）。5.5.2動態(tài)路由⑤負載（load）。⑥可靠性（reliability）。⑦最大傳輸單元（MTU）。選擇度量值小的更優(yōu)路徑實例：5.5.2動態(tài)路由3.動態(tài)路由的缺點(1)交換路由信息需要占用網(wǎng)絡的帶寬。(2)路由表的動態(tài)修改和刷新需要占用路由器的內存和CPU處理時間，消耗路由器的資源。概述選擇不同類型路由協(xié)議直接影響網(wǎng)絡性能。路由協(xié)議分為：內部網(wǎng)關協(xié)議、外部網(wǎng)關協(xié)議。①

外部網(wǎng)關協(xié)議：邊緣網(wǎng)關協(xié)議。②

內部網(wǎng)關路由協(xié)議：路由信息協(xié)議開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議5.6路由協(xié)議5.6.1路由信息協(xié)議1.路由信息協(xié)議

英文：RoutingInformationProtocol（RIP）。俗稱：向量-距離路由選擇算法，即距離向量協(xié)議。向量：指源路由器到目的網(wǎng)絡的路徑。即到目的網(wǎng)絡的下一個路由器。距離：指源路由器到目的網(wǎng)絡必須經(jīng)過的路由器個數(shù)。2.RIP基本思想路由器周期性地向其相鄰路由器廣播自己知道的路由信息，用于通知相鄰路由器自己可以到達的網(wǎng)絡以及到達該網(wǎng)絡的距離（跳數(shù)）。相鄰路由器可以根據(jù)收到的路由信息修改和刷新自己的路由表。RIP路由器每隔30秒觸發(fā)一次路由表刷新。即每隔30秒鐘應收到從每個相鄰RIP節(jié)點發(fā)來的更新。若90s內沒有收到，路由器將用其他鄰近的具有相同跳躍次數(shù)（hop）的路由取代。若在180s內沒有收到，該鄰近的路由器被認為不可達。5.6.1路由信息協(xié)議3.RIP路由表實例5.6.1路由信息協(xié)議目的網(wǎng)絡路徑距離10.0.0.0直接投遞020.0.0.0直接投遞0目的網(wǎng)絡路徑距離30.0.0.0直接投遞020.0.0.0直接投遞0R1R2啟動時初始化路由表目的網(wǎng)絡路徑距離10.0.0.0直接投遞020.0.0.0直接投遞030.0.0.0R21目的網(wǎng)絡路徑距離30.0.0.0直接投遞020.0.0.0直接投遞010.0.0.0R1130秒R1R2刷新路由表4.RIP課堂練習（補充）：按照RIP寫出下面網(wǎng)絡中R1、R2、R3的路由表。5.6.1路由信息協(xié)議5.6.1路由信息協(xié)議5.RIP特點優(yōu)點：算法簡單、易于實現(xiàn)。缺點：由于路由器的路徑變化需要像波浪一樣從相鄰路由器傳播出去，過程緩慢，易造成慢收斂問題。適用環(huán)境：路由變化不劇烈的中小型互聯(lián)網(wǎng)。4.

RIP改進（補充）若相同開銷路由：先見為主。過時路由：使用計時器超時時間一般為180s，相當于6個RIP刷新周期。1.開放式最短通路優(yōu)先協(xié)議英文：OpenShortestPathFirst（OSPF）。俗稱：鏈路-狀態(tài)算法。距離：以每個路由器為根計算其到另一個目的路由器Metric值。SPF：每個路由器根據(jù)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫計算出路由區(qū)域的拓撲結構圖，即以本路由器為根、分支到所有其他路由器的生成樹，即最短通路樹。2.OSPF基本思想

互聯(lián)網(wǎng)上的每個路由器周期性地向其他路由器廣播自己與相鄰路由器的連接關系，每個路由器利用收到的路由信息畫出一張互聯(lián)網(wǎng)拓撲結構圖，再利用拓撲結構圖和最短通路優(yōu)先算法，計算自己到達各個網(wǎng)絡的最短通路。

5.6.2開放式最短通路優(yōu)先協(xié)議3.OSPF的三個過程①

在路由器初始化或者網(wǎng)絡結構變化時，路由器會生成鏈路狀態(tài)廣播數(shù)據(jù)包LSA。②

各個路由器通過洪泛（Flooding），刷新交換各自知道的路由狀態(tài)信息。③

當整個區(qū)域網(wǎng)絡相對平靜，或OSPF

收斂（Convergence），所有路由器會根據(jù)自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫計算出路由表。

5.6.2開放式最短通路優(yōu)先協(xié)議收斂：當一個互聯(lián)網(wǎng)中所有路由器都運行著精確的、足以反映當前互聯(lián)網(wǎng)拓撲結構的路由信息，稱為路由收斂?？焖偈諗浚郝酚蛇x擇協(xié)議追求的特征。實例如右圖。4.OSPF算法舉例5.6.2開放式最短通路優(yōu)先協(xié)議由4個路由器和4個子網(wǎng)組成的網(wǎng)絡拓撲結構圖OSPF算法舉例5.6.2開放式最短通路優(yōu)先協(xié)議R1的路由表目的網(wǎng)絡下一路由跳數(shù)Net1直接投遞0Net2直接投遞0Net4R21Net3R41R1的最短路徑樹5.OSPF的分區(qū)（1）

OSPF的分區(qū)原因

當網(wǎng)絡中自治系統(tǒng)大時，網(wǎng)絡拓撲結構數(shù)據(jù)庫的信息內容就多。容易造成數(shù)據(jù)庫溢出。當網(wǎng)絡中某一鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，會引起