INTERNET路由器协议.ppt

路由选择 路由选择算法的图形抽象 图中的结点是路由器图中的线条为物理链路链路成本 延迟 费用 或拥塞的程度 目标 在收发双方的通信过程中为分组 所经由的一系列路由器中 确定一条 好 的路径 好 路 一般为费用最低的路径也可以另行定义 路由算法分类 全局或分散的信息 全局 所有路由器都有完整的拓扑逻辑 链路成本信息 linkstate 算法分散 路由器只了解物理上邻接的路由器 了解到达这些路由器的链路成本通过迭代计算处理 可与相邻路由器交换信息 distancevector 算法 静态或动态的 静态 路由变化较少的情况动态 路由变化较快的情况定期更新为了响应链路成本的变化 因特网的分层路由 规模 5千万台以上信宿主机 不可能把所有主机存在一个路由表中 路由表的交换可以把链路带宽用掉大半 行政自治internet networkofnetworks 万网之网 每个网管都会控制自身网络中的路由选择 因特网不是一个理想化的网络 所以不可能所有的路由器完全一样网络不在一个 平面 上 因特网的分层路由 聚合路由器可以形成分区 自治系统 autonomoussystems AS 在同一AS中的路由器运行同样的路由选择协议 intra AS 路由选择协议不同AS中的路由器可以运行不同的intra AS路由选择协议 AS中的特殊路由器与其他同一AS中的路由器使用intra AS路由选择协议进行交往同时负责同AS以外的信宿进行交往或路由选择运行inter AS路由选择协议与其他的网关路由器进行交互 因特网中的路由选择 全球因特网是由诸多AutonomousSystems AS 互联而成 小型自治系统 StubAS 中小型企业分区自治系统 MultihomedAS 大型企业 非跨越的 跨越式自治系统 TransitAS NBP等两层路由选择 Intra AS 由网管决定Inter AS 唯一性的标准 因特网的AS层次 Inter AS边界 外部网关 路由器 Intra AS内部 网关 路由器 Intra AS路由选择 也称为内部网关协议InteriorGatewayProtocols IGP 最常用的IGP有 RIP RoutingInformationProtocol 路由选择信息协议 OSPF OpenShortestPathFirst 开放式最短路径优先 协议 IGRP InteriorGatewayRoutingProtocol 内部网关路由选择协议 Cisco产权 Inter AS路由选择 因特网inter AS路由选择 BGP BGP BorderGatewayProtocol 边界网关协议 事实上的标准路径向量 PathVector 协议 与距离向量协议类似每个边界网关 BorderGateway 向其对等的相邻实体 peers 广播通往信宿的整条路经 I e 一系列ASs E g 网关X可以发送从它通往信宿Z的路经 Path X Z X Y1 Y2 Y3 Z 为什么Intra 和Inter AS路由选择不同 策略 Inter AS 网管需要控制自己信息流通的路经 还有谁能路经并通过其管辖的网络 Intra AS 单一的管理体制 无需选择策略规模 层次型路由选择可以缩小路由表 并减少更新流量性能 Intra AS 将注意力集中在性能上Inter AS 策略的考虑要超过对性能的要求 Intra AS和Inter AS路由选择 网关 在网关服务器之间进行inter AS路由选择在AS内部进行intra AS路由选择 inter AS intra ASroutingingatewayA c networklayer linklayer physicallayer a b a C A B d Intra AS和Inter AS路由选择 Hosth2 Hosth1 Intra ASroutingwithinASA Intra ASroutingwithinASB inter AS和intra AS因特网路由选择协议应用举例 6 4 2路由选择的基本概念1 对路由选择算法的要求 算法必须是正确 稳定和公平的算法应该尽量简单算法能够适应网络拓扑和通信量的变化算法应该是最佳的 讨论路由选择算法涉及的主要参数 跳数 hopcount 分组从源结点到达目的结点经过的路由器的个数 带宽 bandwidth 链路的传输速率 延时 delay 分组从源结点到达目的结点花费的时间 负载 load 通过路由器或线路的单位时间通信量 可靠性 reliability 传输过程中的误码率 开销 overhead 传输过程中的耗费 与所使用的链路带宽相关 2 静态路由选择算法和动态路由选择算法 从路由选择算法对网络拓扑和通信量变化的自适应角度划分 可以分为静态路由选择算法与动态路由选择算法两大类 静态路由选择算法也叫做非自适应路由选择算法 其特点是简单和开销较小 但不能及时适应网络状态的变化 动态路由选择算法也称为自适应路由选择算法 其特点是能较好地适应网络状态的变化 但实现起来较为复杂 开销也比较大 3 路由选择模块与路由表 在每个路由器接收到一个IP分组时 路由选择模块必须进行路由查询 路由器查询的顺序是 第一步是判断该IP分组是不是直接转发 如果不是直接转发 第二步确定是不是特定主机转发 如果不是特定主机转发 第三步确定是不是特定网络转发 如果不是特定网络转发 最后就要确定是不是默认转发 路由选择模块的结构 6 7Internet的路由选择协议6 7 1自治系统与路由选择协议1 自治系统的概念 自治系统 autonomoussystem AS 自治系统的核心是路由寻址的 自治 自治系统内部的路由器了解内部全部网络的路由信息 并能够通过一条路径将发送到其他自治系统的分组传送到连接本自治系统的主干路由器 自治系统内部的路由器要向主干路由器报告内部路由信息 Internet路由选择协议的分类内部网关协议IGP外部网关协议EGP 6 7 2内部网关协议 RIP1 内部网关协议的基本概念 路由信息协议是内部网关协议中一种分布式 基于距离向量的路由选择协议 路由器周期性地向外发送路由刷新报文 路由刷新报文主要内容是由若干 V D 组成的表 矢量V标识该路由器可以到达的目的网络或目的主机 D表示该路由器到达目的网络或目的主机的跳步数 其他路由器在接收到某个路由器的 V D 报文后 按照最短路径原则对各自的路由表进行刷新 路由信息协议RIF适用于相对较小的自治系统 直径一般小于15跳步数 2 路由信息协议的工作过程 路由表的建立路由表信息的更新 6 7 3最短路径优先协议OSPF1 OSPF协议的主要特点 使用分布式的链路状态协议 路由器发送的信息是本路由器与哪些路由器相邻 以及链路状态 距离 时延 带宽等 信息 当链路状态发生变化时用洪泛法向所有路由器发送 所有的路由器最终都能建立一个链路状态数据库 将一个自治系统再划分为若干个更小的区域 一个区域内的路由器数不超过200个 将一个自治系统划分为多个区域的结构 3 OSPF协议执行过程 路由器的初始化过程每一个路由器用数据库描述分组和相邻路由器交换本数据库中已有的链路状态摘要信息 路由器就使用链路状态请求分组 向对方请求发送自己所缺少的某些链路状态项目的详细信息 通过一系列的分组交换 建立全网同步的链路数据库 网络运行过程路由器的链路状态发生变化 该路由器就要使用链路状态更新分组 用洪泛法向全网更新链路状态 每个路由器计算出以本路由器为根的最短路径树 根据最短路径树更新路由表 2 自治系统内部的区域划分 一个自治系统内部划分成若干区域与主干区域 主干区域连接多个区域 主干区域内部的路由器叫做主干路由器 连接各个区域的路由器叫做区域边界路由器 区域边界路由器接收从其他区域来的信息 在主干区域内还要有一个路由器专门和该自治系统之外的其他自治系统交换路由信息 这样的路由器叫做自治系统边界路由器 6 6 4外部网关协议1 外部网关协议设计的基本思想 BGP 4采用了路由向量 pathvector 路由选择协议 在配置BGP时 每一个自治系统的管理员要选择至少一个路由器作为该自治系统的 BGP发言人 每个BGP发言人除了必须运行BGP协议外 还必须运行该自治系统所使用的内部网关协议OSPF或RIP BGP所交换的网络可达性信息就是要到达某个网络所要经过的一系列的自治系统 当BGP发言人互相交换了网络可达性的信息后 各BGP发言人就根据所采用的策略 从接收到的路由信息中找出到达各自治系统的比较好的路由 自治系统连接的树形结构 2 BGP路由选择协议的工作过程 在BGP刚开始运行时 BGP边界路由器与相邻的边界路由器交