数据通信与计算机网络ppt9.ppt

第9章IP路由的发现与路由器 IP协议负责IP数据报的传输IP路由协议如RIP OSPF等则负责传输路径的发现路由器执行IP路由协议自动生成路由表 并执行IP协议按路由表传送IP数据报 9 1IP路由的发现 路由是发现 比较 选择通过网络到达任何目的IP地址的路径的过程路由器有两种基本路由选择方式 一是通过人工设置静态路由 二是使用动态路由协议来计算路由 动态路由协议按照路由计算方法不同 可以分为两种基本类型 距离 向量路由协议和链路 状态路由协议 网110 0 0 0 网440 0 0 0 网330 0 0 0 网220 0 0 0 10 0 0 4 40 0 0 4 30 0 0 2 20 0 0 9 20 0 0 7 目的主机所在的网络 下一跳路由器的地址 20 0 0 0 30 0 0 0 10 0 0 0 40 0 0 0 20 0 0 7 30 0 0 1 直接交付 接口1 直接交付 接口0 路由器R2的路由表 30 0 0 1 10 0 0 4 40 0 0 4 30 0 0 2 20 0 0 9 20 0 0 7 30 0 0 1 链路4 链路3 链路2 链路1 R2 R3 R1 0 1 R2 R3 R1 在路由表中 对每一条路由 最主要的是 目的网络地址 下一跳地址 参照动态路由协议的使用域不同 路由协议又可分为两种类型 内部网关协议 IGP 和外部网关协议 EGP 如书中图所示 IGP是用于自治系统 autonomoussystem AS 内部计算路由的协议 而EGP是用于AS之间计算路由的协议 从路由的角度 Internet的AS系统被分成两层第一层 主干网络 整个Internet被划分成许多AS 一个AS内部的所有网络都属于同一个单位 运营商 管理 AS之间通过边缘路由器连接 所有AS的边缘路由器构成了Internet的主干网络 第二层 每个AS内部的网络 9 1 1静态路由与动态路由 路由选择算法分类路由选择算法可以分为两大类 非自适应的和自适应的 非自适应算法不根据实测和估计的网络的当前通信量和拓扑结构来作路由选择 网络结点之间的路由是事先计算好的 在网络启动时就已设置到路由器中 有时这也称作静态路由选择 自适应算法是根据拓扑结构 通信量的变化来改变其路由选择 这有时也称作动态路由选择 向量 距离路由选择算法和链路 状态路由选择算法都是常用的动态路由选择算法 9 1 1静态路由与动态路由 静态的路由是最简单的路由形式 由网络管理员来配置完成 静态路由的优点 静态路由的主要缺点 在网络发生问题或拓扑结构发生变化时 网络管理员必须手动修改静态路由 否则 网络就会不通 静态路由缺点的例子 动态路由 根据网络情况动态生成 更新路由 分两类 距离 向量路由链路 状态路由基于距离 向量的路由算法的原理 由网络中的每个路由器周期性地把自己的路由表拷贝传给与其直接相连的路由器 然后每个路由器根据接收到的相邻路由器路由表中的路由信息来修改自己的路由表 图9 4距离 向量路由 距离 向量路由 路由的选择 最短路径优先路由表的更新 定时更新特点 非常简单 容易配置 维护和使用 适用环境 适用于非常小的 几乎没有冗余路径且无严格性能要求的网络 目前网络中常用的距离 向量路由主要有路由信息协议 RIP RIP使用单一的距离标准来决定一个报文要选择的最好路径 而不采用其他的参量标准 比如 带宽 延迟等 因此 RIP选择的路径并不一定是最佳的 2 链路 状态路由 链路 状态路与距离 向量路由协议类似 都是属于最短路径优先 SPF 协议 原理 每个路由器将其与哪些路由器相连接 相邻距离是多少 即所谓链路 状态发给网络中的所有路由器 然后每个路由器再根据收到的所有信息计算出到每个网络的最短路由 并形成自己的路由表 路由选择 最短路径优先路由表的更新 触发更新使用环境 适合任何大小的网络特点 迅速适应任何不可预知的网络拓扑结构变化 具有良好的扩展性 并可以使更多的带宽用于数据流量而不是路由维护流量 常见的链路 状态路由协议 OSPF 链路 状态路由 基于距离 向量的路由算法的原理 是由网络中的每个路由器周期性地把自己的路由表拷贝传给与其直接相连的路由器 然后每个路由器根据接收到的相邻路由器路由表中的路由信息来修改自己的路由表 链路 状态路与距离 向量路由协议类似 都是属于最短路径优先 SPF 协议 不同之处在于 每个路由器将其与哪些路由器相连接 相邻距离是多少 即所谓链路 状态发给网络中的所有路由器 然后每个路由器再根据收到的所有信息计算出到每个网络的最短路由 并形成自己的路由表 距离 向量协议是非常简单 容易配置 维护和使用 它对于非常小的 几乎没有冗余路径且无严格性能要求的网络非常有用 目前网络中常用的距离 向量路由主要有路由信息协议 RIP RIP使用单一的距离标准 比如 步跳数 来决定一个报文要选择的最好路径 而不采用其他的参量标准 比如 带宽 延迟等 因此 RIP选择的路径并不一定是最佳的 链路 状态路由作为动态路由可以适合任何大小的网络 迅速适应任何不可预知的网络拓扑结构变化 具有良好的扩展性 并可以使更多的带宽用于数据流量而不是路由维护流量 9 1 2IP路由协议RIP RIP是RoutingInformationProtocol 路由信息协议 的简称 它是一类基于距离 向量路由算法的协议 也是使用最久的路由协议之一 路由信息协议RIP是内部网关协议 IGP RIP的主要特性 RIP适用于中小型网络 RIP运用跳数作为路径选择的距离标准 每经过一个路由器 跳数就加1 最大允许的跳数为15跳 距离超出15个跳的路径认为不可到达 RIP默认的路由更新周期是30秒 RIP在有相同花费的路径上支持负载均衡RIP 2使用组播发送 支持验证和可变长子网掩码VLSM 而RIP 1则不支持 RIP的缺点 它非常适合于为早期的网络互联计算路由 然而 技术进步已极大地改变了互联网络建造和使用的方式 因此 RIP会很快被今天的互联网络所淘汰 但是 RIP因其路由算法简单 实施和维护容易 在中小型网络中还是有其使用的价值 RIP的主要缺点如下 不能支持大于15跳的路径 只适用于中小型互联网 依赖于单一的距离标准 跳数 来计算路由 无法兼顾其他参量 比如 带宽 延迟等 使得最终选择的并非最佳路径 对路由更新反应强烈 RIP节点会每隔30秒钟广播其路由表 在具有许多节点的大型网络中 这会消耗掉相当数量的带宽 相对慢的收敛 即在AS中所有的结点都得到正确的路由选择信息的过程相对较慢 9 1 3IP路由协议OSPF 在20世纪80年代即将结束时 距离 向量路由协议的不足变得越来越明显 一种试图改善网络可扩展性的努力是使用基于链路 状态来计算路由 而不是靠跳数或其他的距离向量 开放式最短路径优先 OpenShortestPathFirst OSPF 作为链路 状态的路由协议 它也属于内部网关路由协议 链路是网络中两个路由器之间的连接 链路状态包括传输速度和延迟等属性 OSPF协议具有如下特点 适应范围 OSPF支持各种规模的网络 最多可支持几百台路由器 快速收敛 如果网路的拓扑结构发生变化 OSPF立即发送更新报文 使这一变化在AS中同步 无自环 由于OSPF通过收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由 故从算法本省保证了不会生成自环路由 子网掩码 由于OSPF在描述路由时携带网段的掩码信息 所以OSPF协议不受自然掩码的限制 对VLSM提供很好的支持 带宽消耗 OSPF只在网络发生变化时 才把链路状态更新报文以组播发送给其他路由器 大大减少了网络带宽的消耗 区域划分 OSPF协议允许AS的网络被划分成区域来管理 区域间传送的路由信息被进一步抽象 从而减少了占用网络的带宽 等值路由 OSPF支持到同一目的地址的多条等值路由 支持验证 它支持基于接口的报文验证以保证路由计算的安全性 组播发送 OSPF在有组播发送能力的链路层上以组播地址发送协议报文 即达到了广播的作用 又最大程度的减少了对其他网络设备的干扰 9 2路由器及其配置 路由器的配置和管理技术复杂 成本昂贵 而且它的接入增加了数据传输的时间延迟 在一定程度上降低了网络的性能 因此目前在很多企业网络中已经开始广泛采用具有路由功能的第三层交换机替代路由器但是路由器仍是Internet上网络连接必不可少的设备 9 2 1路由器配置基础 配置口 连接到计算机的串口RS232 配置用 局域网口 即以太网口 连接局域网 广域网口 即同异步串口 连接广域网 1 搭建路由器配置环境 第一步 将微机串口通过标准RS232电缆与路由器的Console口连接 第二步 在微机上运行终端仿真程序如WindowsXP的Hyperterm 超级终端 等 建立新连接 第三步 路