5-网络层(5新).ppt

1 高级计算机网络 北京邮电大学授课教师 孙斌sunbin 2 第五讲网络层之IP路由协议 3 其他路由协议 最早的路由协议是GGP 网关 网关协议 用于早期8位网络编号时期的网络 IGRP InteriorGatewayRoutingProtocol 内部网关路由协议 cisco公司开发的IGP 用于解决在大的异类网络中与路由选择有关的问题 EIGRP增强型的IGRPIS IS IntermediateSystem to IntermediateSystem 中介系统 中介系统 是ISO开发的一种链路状态协议 后来被IETF通过一系列RFCs将其与IP路由集成在一起 称为集成IS IS 4 使用集成IS IS的优点 在运行双协议栈的环境里 使用集成IS IS的优点 简化网络管理 只有一个MIB 配置的信息减少了减少了路由器上的资源竞争 便于路由器管理 单一协议需要资源少 节省开销 路由器需要一个重要的实时时钟 IS IS中被明确指定 5 IGRP 1 Cisco公司对RIP的改进 在OSPF之前进入市场 是距离矢量路由协议 对RIP的改进 广播频率90s 组合度量制式环路检测选择多路径路由处理默认路由 6 IGRP 2 组合度量制式 路由更新的每一项都包含了4种度量制式 延迟 D 以10ms为单位 带宽 B 可靠性 R 负载 L 以及2个不参加计算的变量 路由中的跳数 H 和路径MTU的计算结果 计算公式 M K1 B K2 B 256 L K3 D K5 R K4 K5不为0 其中 默认版本中K1 K3 1 K2 K4 0系数可根据网络情况调节 7 IGRP 3 环路检测 采用RIP中的水平分割和触发更新技术 并且新增加 路径抑制 在检测到链路故障后设置隔离周期 隔离周期要足够长 至少180ms 路由毒化 将存在跳数增加的路径设为 不可使用 如果随后的一个更新确认了这个新的跳数 该路径可用 更新周期为90ms 比路径抑制快 多路径选择 在内存中为每个目的站保存一个可用路径表 里面是相等路径的集合 默认路由的处理 0 0 0 0是默认路由 局限性是它不直接与距离相关 因此改进为将某些实际网络的路由标为 默认侯选 随路由选择过程而更新 8 EIGRP 主要解决环路问题 使用路由算法 散播更新算法 DUAL算法 主要是从采用链路状态更新的扩散期间冻结路由表来避免瞬时状态中产生不一致的结果 9 路由协议的选择 推荐OSPF IS IS 但OSPF更适合IP并且更有活力 OSPF与EIGRP的竞争 OSPF是标准协议 EIGRP是cisco公司的专有协议 具有局限性 10 外部网关协议EGP EGP用来使AS之间交换路由信息 1982 1984年开发的 例如 AS X 通过外部网关A AS Y 通过外部网关B相互连接 A记载能到达X的内部网络 B记载能到达Y的内部网络 当A收到B的信息后 就通过本地IGP发布 若X内部使用RIP 则A为B发布的所有网络准备距离矢量信息 若使用OSPF 则A就在外部链路状态广播报文中所有这些目的站点 11 EGP EGP用来管理2个相邻AS之间交换 可达性 信息 EGP包括3个过程 邻机探测过程定义2个相邻网关是否同意变成邻机 邻机可达性过程监视邻机之间的链路 网络可达性过程管理网络交换可达信息 3个过程通过交换EGP报文来实现 报文装载在IP数据报里 协议编号为8用来指定EGP报文 12 EGP报文 1 EGP报头包含 版本 类型 代码 信息 校验和 AS号 序列号 数据 类型 1 网络可达性更新 2 网络可达性轮询 3 邻机探测 5 邻机可达性邻机探测 通过简单的握手过程进行 数据 包括NRHello间隔 NR轮询间隔 代码 0 请求 1 应答 2 拒绝 3 邻机终止 4 邻机终止确认 必须记住邻机的 NRHello间隔 和 NR轮询间隔 13 EGP报文 2 邻机可达性 检查到邻机的状态是否正常运行 根据 NRHello间隔 发送hello 邻机应答以I H U Iheardyou 报文 典型 NRHello间隔 是30s 网络可达性 使用轮询操作 交换通过各个邻机所能到达的网络信息 使用 NR轮询间隔 进行 交换的信息 网关地址 IP源网络 不同距离下的网络 14 路由 距离 发布目的站点的广告 存在路径 同意中继分组 存在很多秘密通道 只声明为公共服务的通道 计算距离 由于RIP和OSPF计算距离方法不同 所以 EGP的距离值用来表示可达性和优选路由 255表示不可达 距离小的优选 主干网络EGP距离通常为128 以促进秘密通道的使用 所以 秘密通道小于128 15 路由表和拓扑结构 路由表 通过EGP获得外部网络信息后 插入本地AS路由表中 因为需要选择最佳路由 所以 需要将EGP转换成IGP OSPF比较容易 RIP很复杂 拓扑结构 适用单一主干网络 树形拓扑结构 16 EGP的局限性 避免虚假信息策略路由 手工配置 拓扑结构和路由环路报文大小和分段处理 被BGP代替 17 BGP协议 BGP边界网关协议 RFC1654 BGP 1 BGP 4 分为AS间的外部连接 E BGP 和穿越AS内的连接 I BGP 路径矢量 每个路由更新分组都带有中转网络 AS 从源到目的的全部列表 只要AS在列表中出现2次 即表示出错 从而会产生环路 避免环路 如果自己的AS在列表里 则拒绝 否则 近一步发布的时候 把自己加进去 优点 不要求所有中继结点使用相同的度量 缺点 加大了路由报文的长度和运行协议所需要的内存总量 内存与网络数N成正比 18 I BGP和E BGP 由于BGP中 所有路径属性都通过AS传播 而通过IGP单独传播是不可能的 因此 要求每个外部路由器都与AS的所有其他外部路由器建立内部BGP连接 目的是用来传播与IGP无关的外部路由信息 I BGP与E BGP之间的广播规则 他们之间可以双向广播 而从I BGP的邻机收到的路由不能广播给另一个I BGP的邻机 AS内部需要有一个I BGP的全网络连接 19 BGP的操作 在TCP上的179端口运行 工作过程 初始交换 先使用打开报文于对方建立连接 更新 连接建立好之后 交换 更新 报文 与EGP里的 网络可达性 报文相同 包括一系列路径属性值和一个可达性网络列表 存活时间 BGP工作站宣布一个抑制时间 即对方在连续报文之间等待的最大时延 每3min发送一次报文 错误通报 如果收到格式出错的报文或在抑制期间没收到报文 就发送通报报文 关闭TCP连接 20 与IGP同步 如何将学习到的路由信息发布到本AS内其他路由器 插入IGP中 通过I BGP连接发布外部路由 21 城域网 城域网层次 骨干层 汇聚层和接入层 骨干层主要问题 ATM还是IP节点数目和拓扑结构 上海 北京都是8个节点 双星形结构设备类型 三层交换机和千兆交换路由器 GSR 三层交换机可以支持二层交换 PPPoE和VLAN可以穿过 但是速度慢 处理协议和可升级能力能力差 适合处理简单 静态 接口类型和业务类型单一的网络GSR不支持二层交换 处理能力强 灵活性好 22 汇聚层和接入层 汇聚层的组网模型 企业网模型L3 BAS模型智能IP业务节点模型 23 企业网模型 接入层 LAN 汇聚层 L3交换机用户没有登录过程 用户识别困难 安全性差不支持PPPoE 不能采用AAA采用VLAN 不适合大规模发展用户维护不方便 24 L3 BAS模型 BAS 宽带接入服务器 为ADSL设计 完成PPP处理功能 一般兼做ADSL和LAN接入的管理代理接入层 汇聚层 LAN L3 ADSL DSLAM BAS问题 PPPoE可维护性和方便性 L3和BAS通信瓶颈 25 智能IP业务节点 在汇聚层设置智能IP业务节点 ISN 完成路由处理和运营管理功能 主要功能 用户管理 AAA IP地址分配策略控制 接入用户数量控制安全管理 IP MAC地址防止冒充 用户隔离和访问控制 防止攻击业务管理 QoS 多ISP选择 IPVPN支持 组播等记费管理NAT和应用网关功能 26 IP城域网的技术体制 IP业务量大的城市 高速路由器为核心组建业务量中等的城市 高速LAN交换机为核心业务量小的城市 ATM交换机为核心路由 自成AS