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计算机网络第4章网络层池亚平chiyp 1 第4章网络层 4 1网络层提供的两种服务4 2网际协议IP4 3划分子网和构造超网4 4网际控制报文协议ICMP4 5因特网的路由选择协议4 6IP多播4 7虚拟专用网和网络地址转换NAT F 2 2020 3 20 可编辑 4 5因特网的路由选择协议4 5 1有关路由选择协议的几个基本概念 1 理想的路由算法算法必须是正确的和完整的 算法在计算上应简单 算法应能适应通信量和网络拓扑的变化 这就是说 要有自适应性 算法应具有稳定性 算法应是公平的 算法应是最佳的 3 2020 3 20 可编辑 从路由算法的自适应性考虑 静态路由选择策略 即非自适应路由选择 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 动态路由选择策略 即自适应路由选择 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 4 静态和缺省路由的应用 缺省路由 DefaultRoute 缺省路由是静态路由的一个特例 也需要人工配置 互联网上有太多的网络和子网 受路由表大小的限制 路由器不可能也没有必要为互联网上所有网络和子网指明路径 凡是在路由表中无法查到的目标网络 在路由表中明确指定一个出口 这种路由方法称之为缺省路由 校园网 校园网边界路由器 省网中心路由器 缺省路由 静态路由 只有一个路由出口的网络称之为存根 stub 网络 静态路由 缺省路由组合配置方法对存根网络边界路由设定特别有效 校园网边界路由器不需要知道外界存在哪些网络 凡目标地址非校园内的均往省网中心走 对省网中心路由器而言 凡目标地址是某校的 一概送往该校路由器 校园网中的各种网络和子网的信息不会传到省网中心路由器中 则省网中心路由器的负担就会减轻 5 2020 3 20 可编辑 静态路由举例 6 2020 3 20 可编辑 缺省路由举例 StubNetwork iproute0 0 0 00 0 0 0172 16 2 2 172 16 2 1 SO 172 16 1 0 B 172 16 2 2 Network A B 10 0 0 0 7 2020 3 20 可编辑 WithipclasslessDefaultWithnoipclasslessDrop 8 2020 3 20 可编辑 校园网结构示意图 9 2020 3 20 可编辑 配置命令 Iproute192 168 0 0255 255 0 0202 205 232 253IpclasslessIproute0 0 0 00 0 0 0202 112 40 69 校园网静态和缺省路由配置 10 动态路由协议分类 距离矢量路由选择 DistanceVector 根据相邻路由器之间的路由更新确定路由 可确定到达任一网络的方向 矢量 和距离 跳数 如 RIP IGRP 链路状态路由选择 LinkState 重建整个网络精确拓扑结构 有较快的路由更新收敛度 如 OSPF 混合路由选择 HybridRouting 是距离矢量和链路状态两种算法的结合 如 IS IS CiscoEnhancedIGRP 11 动态路由协议分类 12 问题 路由器 路由协议 路由算法 路由表之间的关系 路由算法的分类 IGP和EGPstatic和danymicdefault 13 第4章网络层 4 1网络层提供的两种服务4 2网际协议IP4 3划分子网和构造超网4 4网际控制报文协议ICMP4 5因特网的路由选择协议4 5 1有关路由协议的基本概念1 路由算法分类2 分层次的路由选择协议 F 14 2020 3 20 可编辑 问题 路由算法的分类 static和danymicdefault 15 2020 3 20 可编辑 2 分层次的路由选择协议 因特网采用分层次的路由选择协议 因特网的规模非常大 如果让所有的路由器知道所有的网络应怎样到达 则这种路由表将非常大 处理起来也太花时间 而所有这些路由器之间交换路由信息所需的带宽就会使因特网的通信链路饱和 许多单位不愿意外界了解自己单位网络的布局细节和本部门所采用的路由选择协议 这属于本部门内部的事情 但同时还希望连接到因特网上 16 2020 3 20 可编辑 自治系统AS AutonomousSystem 自治系统AS的定义 在单一的技术管理下的一组路由器 而这些路由器使用一种AS内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该AS内的路由 同时还使用一种AS之间的路由选择协议用以确定分组在AS之间的路由 现在对自治系统AS的定义是强调下面的事实 尽管一个AS使用了多种内部路由选择协议和度量 但重要的是一个AS对其他AS表现出的是一个单一的和一致的路由选择策略 17 2020 3 20 可编辑 因特网有两大类路由选择协议 内部网关协议IGP InteriorGatewayProtocol 即在一个自治系统内部使用的路由选择协议 目前这类路由选择协议使用得最多 如RIP和OSPF协议 外部网关协议EGP ExternalGatewayProtocol 若源站和目的站处在不同的自治系统中 当数据报传到一个自治系统的边界时 就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中 这样的协议就是外部网关协议EGP 在外部网关协议中目前使用最多的是BGP 4 18 2020 3 20 可编辑 自治系统和内部网关协议 外部网关协议 用内部网关协议 例如 RIP 自治系统B 自治系统A 用外部网关协议 例如 BGP 4 R1 R2 用内部网关协议 例如 OSPF 自治系统之间的路由选择也叫做域间路由选择 interdomainrouting 在自治系统内部的路由选择叫做域内路由选择 intradomainrouting 19 2020 3 20 可编辑 R1 H1 H2 内部网关协议IGP 例如 RIP IGP IGP IGP IGP IGP IGP IGP IGP IGP IGP IGP IGP EGP EGP EGP 内部网关协议IGP 例如 OSPF 外部网关协议EGP 例如 BGP 4 IGP R3 R2 自治系统和内部网关协议 外部网关协议 20 2020 3 20 可编辑 因特网的路由选择协议 内部网关协议IGP 具体的协议有多种 如RIP和OSPF等 外部网关协议EGP 目前使用的协议就是BGP 21 2020 3 20 可编辑 4 5 2内部网关协议RIP RoutingInformationProtocol 1 工作原理路由信息协议RIP是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议 RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议 RIP协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录 22 2020 3 20 可编辑 距离 的定义 从一路由器到直接连接的网络的距离定义为1 从一个路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经过的路由器数加1 RIP协议中的 距离 也称为 跳数 hopcount 因为每经过一个路由器 跳数就加1 这里的 距离 实际上指的是 最短距离 23 2020 3 20 可编辑 RIP的 距离 RIP认为一个好的路由就是它通过的路由器的数目少 即 距离短 RIP允许一条路径最多只能包含15个路由器 距离 的最大值为16时即相当于不可达 可见RIP只适用于小型互联网 RIP不能在两个网络之间同时使用多条路由 RIP选择一个具有最少路由器的路由 即最短路由 哪怕还存在另一条高速 低时延 但路由器较多的路由 24 2020 3 20 可编辑 RIP协议的三个要点 仅和相邻路由器交换信息 交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息 即自己的路由表 按固定的时间间隔交换路由信息 例如 每隔30秒 25 2020 3 20 可编辑 StartstheRIProutingprocess Router config routerrip Router config router networknetwork number SelectsparticipatingattachednetworksThenetworknumbermustbeamajorclassfulnetworknumber RIP协议配置 26 2020 3 20 可编辑 2 3 0 0 2 3 0 0 172 16 1 1 S2 E0 S3 192 168 1 1 10 1 1 1 10 2 2 2 10 1 1 2 S2 S3 10 2 2 3 172 16 1 0 A B C 192 168 1 0 E0 RIP协议配置举例 27 VerifyingtheRoutingProtocol RIP VerifyingtheRoutingProtocol RIP 172 16 1 0 RouterA shipprotocolsRoutingProtocolis rip Sendingupdatesevery30seconds nextduein0secondsInvalidafter180seconds holddown180 flushedafter240OutgoingupdatefilterlistforallinterfacesisIncomingupdatefilterlistforallinterfacesisRedistributing ripDefaultversioncontrol sendversion1 receiveanyversionInterfaceSendRecvKey chainEthernet0112Serial2112RoutingforNetworks 10 0 0 0172 16 0 0RoutingInformationSources GatewayDistanceLastUpdate10 1 1 212000 00 10Distance defaultis120 验证RIP协议配置 28 VerifyingtheRoutingProtocol RIP VerifyingtheRoutingProtocol RIP 172 16 1 0 验证RIP路由表 RouterA shiprouteCodes C connected S static I IGRP R RIP M mobile B BGPD EIGRP EX EIGRPexternal O OSPF IA OSPFinterareaN1 OSPFNSSAexternaltype1 N2 OSPFNSSAexternaltype2E1 OSPFexternaltype1 E2 OSPFexternaltype2 E EGPi IS IS L1 IS ISlevel 1 L2 IS ISlevel 2 candidatedefaultU per userstaticroute o ODRT trafficengineeredrouteGatewayoflastresortisnotset172 16 0 0 24issubnetted 1subnetsC172 16 1 0isdirectlyconnected Ethernet010 0 0 0 24issubnetted 2subnetsR10 2 2 0 120 1 via10 1 1 2 00 00 07 Serial2C10 1 1 0isdirectlyconnected Serial2R192 168 1 0 24 120 2 via10 1 1 2 00 00 07 Serial2 29 第4章网络层 4 1网络层提供的两种服务4 2网际协议IP4 3划分子网和构造超网4 4网际控制报文协议ICMP4 5因特网的路由选择协议4 5 1有关路由协议的基本概念4 5 2RIP协议 F 30 路由分类 31 问题回顾 什么是RIP 主要特点 32 2020 3 20 可编辑 2 距离向量算法 收到相邻路由器 其地址为X 的一个RIP报文 1 先修改此RIP报文中的所有项目 把 下一跳 字段中的地址都改为X 并把所有的 距离 字段的值加1 2 对修改后的RIP报文中的每一个项目 重复以下步骤 若项目中的目的网络不在路由表中 则把该项目加到路由表中 否则若下一跳字段给出的路由器地址是同样的 则把收到的项目替换原路由表中的项目 否则若收到项目中的距离小于路由表中的距离 则进行更新 否则 什么也不做 3 若3分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表 则把此相邻路由器记为不可达路由器 即将距离置为16 距离为16表示不可达 4 返回 33 2020 3 20 可编辑 11 21 31 F E D C B A 51 61 21 51 31 41 41 61 11 51 一开始 各路由表只有到相邻路由器的信息 网3 网2 网4 网6 网5 网1 4 表示 从本路由器到网4 1 表示 距离是1 表示 直接交付 34 2020 3 20 可编辑 F E D C B A 51 61 21 51 31 41 11 51 路由器B收到相邻路由器A和C的路由表 网3 网2 网4 网6 网5 网1 12A22A31 41 62C A说 我到网1的距离是1 因此B现在也可以到网1 距离是2 经过A 35 2020 3 20 可编辑 F E D C B A 51 61 21 51 31 41 11 51 路由器B收到相邻路由器A和C的路由表 网3 网2 网4 网6 网5 网1 12A22A31 41 62C A说 我到网2的距离是1 因此B现在也可以到网2 距离是2 经过A 36 2020 3 20 可编辑 F E D C B A 51 61 21 51 31 41 11 51 路由器B收到相邻路由器A和C的路由表 网3 网2 网4 网6 网5 网1 12A22A31 41 62C A说 我到网3的距离是1 但B没有必要绕道经过路由器A再到达网3 因此这一项目不变 37 2020 3 20 可编辑 F E D C B A 51 61 21 51 31 41 11 51 路由器B收到相邻路由器A和C的路由表 网3 网2 网4 网6 网5 网1 12A22A31 41 62C C说 我到网4的距离是1 但B没有必要绕道经过路由器C再到达网4 因此这一项目不变 38 2020 3 20 可编辑 F E D C B A 51 61 21 51 31 41 11 51 路由器B收到相邻路由器A和C的路由表 网3 网2 网4 网6 网5 网1 12A22A31 41 62C C说 我到网6的距离是1 因此B现在也可以到网6 距离是2 经过C 39 2020 3 20 可编辑 最终所有的路由器的路由表都更新了 F E D C B A 11 21 31 42B52E63B 11 22A32A43A51 62F 12E22D33C42C51 61 13B23B32B41 52F61 网2 网6 网5 网1 网3 网4 12A21 32A43A51 62F 12A22A31 41 53C62C 40 2020 3 20 可编辑 路由更新是由路由器一步一步进行更新的 距离矢量路由选择算法原理小结 41 2020 3 20 可编辑 路由更新是由路由器一步一步进行更新的 A 更新路由表 距离矢量路由选择算法原理小结 42 2020 3 20 可编辑 距离矢量路由选择算法局限 为解决分组的无限循环和距离的无限计数问题 规定当距离为一最大值时 该路由信息无效 即表示目标网络不可达 这样避免了路由回路问题 但由此限制了网络的规模 无论拓扑结构是否发生变化 通过定期传送路由表来传达路由变更的方法 收敛速度慢 无法对网络突发的变化及时修改路由表 这是距离矢量算法的另一大缺陷 43 4字节 RIP报文 3 RIP2协议的报文格式 路由信息 20字节 路由 可重复出现最多25个 IP数据报 路由标记 网络地址 地址族标识符 距离 1 16 IP首部 UDP首部 首部 路由部分 必为0 版本 命令 4字节 子网掩码 下一跳路由器地址 UDP用户数据报 2009 4 课件制作人 池亚平 44 2020 3 20 可编辑 RIP2的报文由首部和路由部分组成 RIP2报文中的路由部分由若干个路由信息组成 每个路由信息需要用20个字节 地址族标识符 又称为地址类别 字段用来标志所使用的地址协议 路由标记填入自治系统的号码 这是考虑使RIP有可能收到本自治系统以外的路由选择信息 再后面指出某个网络地址 该网络的子网掩码 下一跳路由器地址以及到此网络的距离 45 2020 3 20 可编辑 RIP协议的优缺点 RIP存在的一个问题是当网络出现故障时 要经过比较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器 RIP协议最大的优点就是实现简单 开销较小 RIP限制了网络的规模 它能使用的最大距离为15 16表示不可达 路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表 因而随着网络规模的扩大 开销也就增加 46 R2 R1 正常情况 11 12R1 R1说 我到网1的距离是1 是直接交付 1 表示 从本路由器到网1 1 表示 距离是1 表示 直接交付 2009 4 课件制作人 池亚平 47 R2 R1 正常情况 11 12R1 R2说 我到网1的距离是2 是经过R1 1 表示 从本路由器到网1 2 表示 距离是2 R1 表示经过R1 2009 4 课件制作人 池亚平 48 R2 R1 正常情况 11 12R1 R1说 我到网1的距离是16 表示无法到达 是直接交付 但R2在收到R1的更新报文之前 还发送原来的报文 因为这时R2并不知道R1出了故障 2009 4 课件制作人 池亚平 49 R2 R1 正常情况 11 12R1 R1收到R2的更新报文后 误认为可经过R2到达网1 于是更新自己的路由表 说 我到网1的距离是3 下一跳经过R2 然后将此更新信息发送给R2 2009 4 课件制作人 池亚平 50 R2 R1 正常情况 11 12R1 R2以后又更新自己的路由表为 1 4 R1 表明 我到网1距离是4 下一跳经过R1 2009 4 课件制作人 池亚平 51 R2 R1 R2 R1 网1出了故障 正常情况 11 116 15R2 12R1 12R1 这样不断更新下去 直到R1和R2到网1的距离都增大到16时 R1和R2才知道网1是不可达的 这就是好消息传播得快 而坏消息传播得慢 网络出故障的传播时间往往需要较长的时间 例如数分钟 这是RIP的一个主要缺点 2009 4 课件制作人 池亚平 52 2020 3 20 可编辑 4 5 3内部网关协议OSPF OpenShortestPathFirst 1 OSPF协议的基本特点 开放 表明OSPF协议不是受某一家厂商控制 而是公开发表的 最短路径优先 是因为使用了Dijkstra提出的最短路径算法SPFOSPF只是一个协议的名字 它并不表示其他的路由选择协议不是 最短路径优先 是分布式的链路状态协议 53 2020 3 20 可编辑 三个要点 向本自治系统中所有路由器发送信息 这里使用的方法是洪泛法 发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态 但这只是路由器所知道的部分信息 链路状态 就是说明本路由器都和哪些路由器相邻 以及该链路的 度量 metric 只有当链路状态发生变化时 路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息 54 2020 3 20 可编辑 链路状态数据库 link statedatabase 由于各路由器之间频繁地交换链路状态信息 因此所有的路由器最终都能建立一个链路状态数据库 这个数据库实际上就是全网的拓扑结构图 它在全网范围内是一致的 这称为链路状态数据库的同步 OSPF的链路状态数据库能较快地进行更新 使各个路由器能及时更新其路由表 OSPF的更新过程收敛得快是其重要优点 55 2020 3 20 可编辑 OSPF的区域 area 为了使OSPF能够用于规模很大的网络 OSPF将一个自治系统再划分为若干个更小的范围 叫作区域 每一个区域都有一个32位的区域标识符 用点分十进制表示 区域也不能太大 在一个区域内的路由器最好不超过200个 56 2020 3 20 可编辑 OSPF划分为两种不同的区域 区域0 0 0 1 区域0 0 0 3 主干区域0 0 0 0 至其他自治系统 R9 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 网8 网6 网3 网2 网1 网7 区域0 0 0 2 网4 网5 R8 57 2020 3 20 可编辑 划分区域 划分区域的好处就是将利用洪泛法交换链路状态信息的范围局限于每一个区域而不是整个的自治系统 这就减少了整个网络上的通信量 在一个区域内部的路由器只知道本区域的完整网络拓扑 而不知道其他区域的网络拓扑的情况 OSPF使用层次结构的区域划分 在上层的区域叫作主干区域 backbonearea 主干区域的标识符规定为0 0 0 0 主干区域的作用是用来连通其他在下层的区域 58 2020 3 20 可编辑 主干路由器 区域0 0 0 1 区域0 0 0 3 主干区域0 0 0 0 至其他自治系统 R9 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 网8 网6 网3 网2 网1 网7 区域0 0 0 2 网4 网5 R8 59 2020 3 20 可编辑 区域边界路由器 区域0 0 0 1 区域0 0 0 3 主干区域0 0 0 0 至其他自治系统 R9 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 网8 网6 网3 网2 网1 网7 区域0 0 0 2 网4 网5 R8 60 2020 3 20 可编辑 OSPF直接用IP数据报传送 OSPF不用UDP而是直接用IP数据报传送 OSPF构成的数据报很短 这样做可减少路由信息的通信量 数据报很短的另一好处是可以不必将长的数据报分片传送 分片传送的数据报只要丢失一个 就无法组装成原来的数据报 而整个数据报就必须重传 61 2020 3 20 可编辑 OSPF的其他特点 OSPF对不同的链路可根据IP分组的不同服务类型TOS而设置成不同的代价 因此 OSPF对于不同类型的业务可计算出不同的路由 如果到同一个目的网络有多条相同代价的路径 那么可以将通信量分配给这几条路径 这叫作多路径间的负载平衡 所有在OSPF路由器之间交换的分组都具有鉴别的功能 支持可变长度的子网划分和无分类编址CIDR 62 IP数据报 OSPF分组 IP数据报首部 OSPF分组 OSPF分组首部 类型1至类型5的OSPF分组 24字节 0 8 16 31 版本 路由器标识符 类型 分组长度 检验和 鉴别 位 鉴别 区域标识符 鉴别类型 2009 4 课件制作人 池亚平 63 2 最短路径计算 SPF算法 SPF ShortestPathFirst 最短路径优先算法又称Dijkstra算法 是链路状态路由选择算法的核心 它是一种广度优先搜索算法 按照每条链路的通信代价 如跳数 带宽等 计算出每一点至各点的最短路径 例 计算下图由A点出发至各点的最短路径 2 2 3 4 1 4 4 2 1 3 2 1 2 2 3 3 4 1 4 2 64 最短路径计算 标记 P 永久标记 表示由A点至该点的最短路径已找到 T 临时标记 表示由A点至该点的最短路径尚未找到 费用 由A点至该点目前不可达 前件 至该点的最短路径中的前一节点 A 2 2 3 4 1 4 4 2 1 3 2 1 2 2 3 3 4 1 4 2 前件 0AAA节点 ABCDEFG标记 PTTTTTT费用 0241 A到自身的路径费用为0 建立以A为根的SPF树 在A目前可达的点B D F中 前件均为A F到A的路径最短 则A至F的最短路径已找到 F作永久标记 并选F作为下一步寻找的出发点 8 8 8 8 SPF最短路径树 65 最短路径计算 A 2 2 3 4 1 4 4 2 1 3 2 1 2 2 3 3 4 1 4 2 前件 0AAAF节点 ABCDEFG标记 PTTTTPT费用 02413 将F加入SPF最短路径树中 F由A直达 由F点出发寻找最短路径 因A至F的费用为1 故F携带费用1 F至G的费用为2 则由A至G的总费用为1 2 3 且前件为F 目前在A未作永久标记的可达点B D G中B最短 选B B由A直达 并作永久标记 8 8 SPF最短路径树 1 66 最短路径计算 A F 2 2 3 4 1 4 4 2 1 3 2 1 2 2 3 3 4 1 4 2 前件 0ABAAF节点 ABCDEFG标记 PPTTTPT费用 025413 将B加入SPF最短路径树中 B由A直达 由B点出发寻找最短路径 B携带费用2 B至C的费用为3 则由A至G的总费用为2 3 5 且前件为B B至G的费用为4 则由A至G的总费用为2 4 6 与原先A至G的费用3相比 已非最短 舍弃 目前在A未作永久标记的可达点C D G中G最短 选G 并作永久标记 8 SPF最短路径树 2 1 67 最短路径计算 B A F 2 2 3 4 1 4 4 2 1 3 2 1 2 2 3 3 4 1 4 2 前件 0ABAAF节点 ABCDEFG标记 PPTTTPP费用 025413 将G加入SPF最短路径树中 G由F到达 由G点出发寻找最短路径 G携带费用3 G至D的费用为2 则由A至D的总费用为3 2 5 与原先A至D的费用4相比 已非最短 舍弃 目前在A未作永久标记的可达点C D中D最短 选D 并作永久标记 8 SPF最短路径树 2 1 2 68 最短路径计算 B A F G 2 2 3 4 1 4 4 2 1 3 2 1 2 2 3 3 4 1 4 2 前件 0ABADAF节点 ABCDEFG标记 PPTPTPP费用 0254713 将D加入SPF最短路径树中 D由A到达 由D点出发寻找最短路径 D携带费用4 D至C的费用为2 则由A至C的总费用为4 2 6 与原先A至C的费用4相比 已非最短 舍弃 D至E的费用为3 则由A至E的总费用为4 3 7 与原先A至C不可达相比 7为最短 且前件为D 目前在A未作永久标记的可达点C E中C最短 选C 并作永久标记 SPF最短路径树 2 1 2 4 69 最短路径计算 B A D F G 2 2 3 4 1 4 4 2 1 3 2 1 2 2 3 3 4 1 4 2 前件 0ABADAF节点 ABCDEFG标记 PPPPTPP费用 0254713 将C加入SPF最短路径树中 C由B到达 由C点出发寻找最短路径 C携带费用5 C至E的费用为4 则由A至E的总费用为5 4 9 与原先A至E的费用7相比 已非最短 舍弃 目前在A未作永久标记的可达点仅E 故E 7已为最短 选E 并作永久标记 SPF最短路径树 2 1 2 4 3 70 最短路径计算 B A C D F G 2 2 3 4 1 4 4 2 1 3 2 1 2 2 3 3 4 1 4 2 前件 0ABADAF节点 ABCDEFG标记 PPPPPPP费用 0254713 将E加入SPF最短路径树中 E由D到达 算法终止 最后由SPF最短路径树生成路由表 SPF最短路径树 2 1 2 4 3 3 71 第4章网络层 4 1网络层提供的两种服务4 2网际协议IP4 3划分子网和构造超网4 4网际控制报文协议ICMP4 5因特网的路由选择协议4 5 1有关路由协议的基本概念4 5 2RIP协议4 5 3OSPF协议 F 72 2020 3 20 可编辑 内容回顾 什么是OSPF 主要要点 SPF算法 链路状态数据库 区域area 73 习题 应用最短路径优先搜索算法 求出下图中源节点A到达网络中其他各节点的全部最短路径 74 2020 3 20 可编辑 3 OSPF的五种分组类型 类型1 问候 Hello 分组 类型2 数据库描述 DatabaseDescription 分组 类型3 链路状态请求 LinkStateRequest 分组 类型4 链路状态更新 LinkStateUpdate 分组 用洪泛法对全网更新链路状态 类型5 链路状态确认 LinkStateAcknowledgment 分组 75 2020 3 20 可编辑 OSPF的基本操作 确定可达性 76 OSPF使用的是可靠的洪泛法 更新报文 t ACK报文 R R R R t1t2t3t4 2009 4 课件制作人 池亚平 77 2020 3 20 可编辑 指定的路由器 designatedrouter 多点接入的局域网采用了指定的路由器的方法 使广播的信息量大大减少 指定的路由器代表该局域网上所有的链路向连接到该网络上的各路由器发送状态信息 78 2020 3 20 可编辑 OSPF单域的包操作 79 2020 3 20 可编辑 4 5 4外部网关协议BGP BGP是不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议 BGP较新版本是2006年1月发表的BGP 4 BGP第4个版本 即RFC4271 4278 可以将BGP 4简写为BGP 80 2020 3 20 可编辑 BGP发言人 BGPspeaker 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 一般说来 两个BGP发言人都是通过一个共享网络连接在一起的 而BGP发言人往往就是BGP边界路由器 但也可以不是BGP边界路由器 81 2020 3 20 可编辑 BGP交换路由信息 一个BGP发言人与其他自治系统中的BGP发言人要交换路由信息 就要先建立TCP连接 然后在此连接上交换BGP报文以建立BGP会话 session 利用BGP会话交换路由信息 使用TCP连接能提供可靠的服务 也简化了路由选择协议 使用TCP连接交换路由信息的两个BGP发言人 彼此成为对方的邻站或对等站 82 2020 3 20 可编辑 BGP发言人和自治系统AS的关系 BGP发言人 BGP发言人 BGP发言人 BGP发言人 BGP发言人 AS1 AS3 AS2 AS5 AS4 83 2020 3 20 可编辑 AS的连通图举例 BGP所交换的网络可达性的信息就是要到达某个网络所要经过的一系列AS 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收到的路由信息中找出到达各AS的较好路由 84 2020 3 20 可编辑 BGP发言人交换路径向量 主干网 AS1 地区ISP AS2 地区ISP AS3 本地ISP AS6 N5 本地ISP AS7 N6 N7 自治系统AS2的BGP发言人通知主干网的BGP发言人 要到达网络N1 N2 N3和N4可经过AS2 85 2020 3 20 可编辑 BGP发言人交换路径向量 主干网 AS1 地区ISP AS2 地区ISP AS3 本地ISP AS4 N1 N2 本地ISP AS5 N3 N4 主干网还可发出通知 要到达网络N5 N6和N7可沿路径 AS1 AS3 86 2020 3 20 可编辑 BGP协议的特点 BGP协议交换路由信息的结点数量级是自治系统数的量级 这要比这些自治系统中的网络数少很多 每一个自治系统中BGP发言人 或边界路由器 的数目是很少的 这样就使得自治系统之间的路由选择不致过分复杂 87 2020 3 20 可编辑 BGP协议的特点 BGP支持CIDR 因此BGP的路由表也就应当包括目的网络前缀 下一跳路由器 以及到达该目的网络所要经过的各个自治系统序列 在BGP刚刚运行时 BGP的邻站是交换整个的BGP路由表 但以后只需要在发生变化时更新有变化的部分 这样做对节省网络带宽和减少路由器的处理开销方面都有好处 88 2020 3 20 可编辑 BGP 4共使用四种报文 1 打开 OPEN 报文 用来与相邻的另一个BGP发言人建立关系 2 更新 UPDATE 报文 用来发送某一路由的信息 以及列出要撤消的多条路由 3 保活 KEEPALIVE 报文 用来确认打开报文和周期性地证实邻站关系 4 通知 NOTIFICATION 报文 用来发送检测到的差错 在RFC2918中增加了ROUTE