路由选择的基本知识(一)

2020 4 21 1 路由选择的基本知识 高明信电学院 2020 4 21 2 第1章TCP IP回顾 2020 4 21 3 本章主题 TCP IP协议层IP包头IPv4地址地址解析协议ARPInternet控制消息协议ICMP主机到主机层 2020 4 21 4 1 1TCP IP协议层 2020 4 21 5 1 2IP包头 2020 4 21 6 1 2IP包头 版本 2020 4 21 7 1 2IP包头 版本 2020 4 21 8 1 2IP包头 包头长度以4字节为单位 最小20字节 最大60字节服务类型 2020 4 21 9 2020 4 21 10 1 2IP包头 总长度16位 以字节为单位 最大65535字节标识符16位 通常与标记字段和分段偏移一起用于数据包的分段 标记字段3位 第1位不使用 第2位为DF 第3位为MF 2020 4 21 11 1 2IP包头 2020 4 21 12 2020 4 21 13 2020 4 21 14 1 2IP包头 分段偏移量13位 以8字节为单位生存时间8位 以秒为单位 没经过1跳减1 常见初始值为15和32 建议的缺省值为64 协议8位 它给出了主机到主机层或传输层协议的 地址 或协议号 协议字段指定了数据包中信息的类型 2020 4 21 15 2020 4 21 16 1 2IP包头 包头校验和针对IP包头的纠错字段 不计算被封装的数据源地址和目的地址32位可选项 长度可变 常见可选项如下松散源路由选择严格源路由选择记录路由时间戳 2020 4 21 17 待续 2020 4 21 18 续 2020 4 21 19 2020 4 21 20 1 2IP包头 填充在可选字段添加0来补足32位 2020 4 21 21 1 3IPv4地址 点分式表达 2020 4 21 22 1 3 1首个八位组字节规则 三类地址 2020 4 21 23 1 3 2地址掩码 如何确定网络地址1对应IPv4地址的网络位 0对应主机位IPv4地址和地址掩码的每一位上执行逻辑 与 操作3类IPv4的标准地址掩码 2020 4 21 24 1 3 3子网和子网掩码 引入子网的原因A B C类的方式 导致地址浪费严重充分使用主机地址空间 可以增加可分配给数据链路的地址数量子网化后的IPv4地址包括3部分 网络部分 子网部分和主机部分 地址掩码现在变为子网掩码注意有类的路由协议不能区分全0和全1子网 2020 4 21 25 1 3 4子网规划 公式2n 2用于计算一个主网地址下可用的子网数和子网内可用的主机数n表示子网位数2表示减去全0和全1子网划分步骤步骤1 确定子网数和每个子网内的主机数步骤2 用2n 2确定子网位数和主机位数步骤3 确定子网地址步骤4 写出所有的主机位组合 并转化成点分十进制 2020 4 21 26 1 3 6子网掩码的故障诊断 给定一个主机地址和掩码时 需要确定地址所属子网步骤1 写出子网掩码的二进制形式步骤2 IPv4地址的二进制形式步骤3 标识子网位步骤4 写出网络位和子网位 设置主机位为0 得到子网地址步骤5 写出网络位和子网位 设置主机位为1 得到本子网的广播地址步骤6 位于子网地址和广播地址之间的所有地址都是合法的 2020 4 21 27 1 4地址解析协议 ARP ARP报文格式 2020 4 21 28 1 4地址解析协议 ARP ARP报文格式硬件类型 2020 4 21 29 1 4地址解析协议 ARP ARP报文格式协议类型 指定发送者映射到数据链路标识符的网络层协议的类型 IP对应0 x0800硬件地址长度 指定数据链路标识符的长度 单位是字节 MAC地址长度为6协议地址长度 指定网络层地址的长度 单位为字节 IPv4地址长度为4操作 指明一个数据包是ARP请求 1 还是ARP响应 2 最后20个字节是发送者和目标机的数据链路标识符和IPv4地址 2020 4 21 30 1 4 1代理ARP 也叫混杂ARP 被路由器作为向主机表明自身可用的一种手段应用1 欺骗本地主机 将主机的数据包都送往路由器应用2 实现子网划分的透明性 2020 4 21 31 1 4 1代理ARP 2020 4 21 32 1 4 2无故ARP 主机使用自己的IPv4地址作为目标地址发送ARP请求 称为无故ARP用途用于检查重复地址用于通告一个新的数据链路标识符 一台设备收到ARP请求会更新自己已存的ARP表项 运行HSRP 热备份路由器协议 的路由器从其它路由变为主路由器 会发出一个无故ARP 2020 4 21 33 1 4 3反向ARP RARP 通常用于无盘工作站 2020 4 21 34 1 5ICMP 报文格式 2020 4 21 35 1 5ICMP 类型字段和代码字段 2020 4 21 36 2020 4 21 37 1 5ICMP 3种路由相关的重要的ICMP类型路由器通告和路由选择 类型9和10 用于ICMP路由器发现协议重定向 类型5 被路由器用于通知主机去往指定目标的网关 是数据链路上的另一台路由器 2020 4 21 38 1 6主机到主机层 两种服务 TCP和UDP 2020 4 21 39 1 6 1TCP 提供可靠地 面向连接的服务TCP看似一条点到点的连接 实际上这条连接并不存在TCP使用3种机制在无连接服务之上实现面向连接的服务序列号对包进行标记确认 校验和定时器提供可靠性窗口机制调整数据包的流量 减少因接收方缓冲区满而造成的数据包丢失 2020 4 21 40 1 6 1TCP 报文格式 2020 4 21 41 1 6 1TCP 报文格式源端口和目的端口 16位 应用程序的端口号加上所在主机的IP地址称为socket序列号 32位 确定发送方发送的数据流中被封装的数据所在位置 确认号 32位 确定了源点下一次希望从目标接收的序列号 报头长度 4位 指定了以4字节为单位的报头长度 保留 6位 通常设为0 2020 4 21 42 1 6 1TCP 报文格式标记 8位 用于流和连接控制 它们从左到右分别是 拥塞窗口减少 CongestionWindowReduccd CWR ECN Echo ECE 紧急 URG 确认 ACK 弹出 PsH 复位 RsT 同步 sYN 结束 FIN 窗口大小 16位 主要用于流控制 窗冂大小指明了自确认号指定的字节开始 接收方在必须停止传输并等待确认之前发送方可以接收的数据段的字节 2020 4 21 43 1 6 1TCP 报文格式校验和 16位 它包括报头和被封装的数据 校验和允许错误检测 紧急指针 16位 被添加到序列号上用于指明紧急数据的结束 URG标记置位时才被使用可选项 用于指明TCP的发送进程要求的选项 最常用的可选项是最大段长度 最大段长度通知接收者发送者愿意接收的最大段长度 为了保证报头的长度是4字节的倍数 所以使用0填充该字段的剩余部分 2020 4 21 44 1 6 2UDP 2020 4 21 45 第2章IPv6概述 2020 4 21 46 本章包括的主题 IPv6地址IPv6包头格式IPv6扩展包头Internet消息控制协议第六版 ICMPv6 邻居发现协议 2020 4 21 47 2 1IPv6地址 IPv6地址和IPv4地址长度不同 速记 方式不同功能组织也不同 2020 4 21 48 2 1 1地址表示法 128位的IPv6地址分隔成8个16位段 每个16位段用0 x0000 0 xFFFF表示之间用 分开简化IPv6地址的规则规则1 任何一个16位段中起始的0不必写出来 任何一个16位段如果少于4个十六进制的数字 就认为忽略书写的数字是起始的0 2020 4 21 49 2 1 1地址表示法 简化IPv6地址的规则规则2 任何由全0组成的1个或多个16位段的单个连续的字符串都可以用一个双冒号 来表示IPv6前缀通过在IPv6地址后面加 个斜线 随后再跟一个十进制的数字来标识一个IPv6地址的起始位有多少位是前缀位 2020 4 21 50 2 1 1地址表示法 IPv6前缀实例两种全0的IPv6地址缺省地址未指定地址 标识一个还未确定的实际IPv6地址 2020 4 21 51 2 1 2IPv6的地址类型 三种类型的IPv6地址单播 Unicast 任意播 Anycast 多播 Multicast IPv6没有广播地址 通过 全部节点 的多播地址来实现广播 2020 4 21 52 2 1 2IPv6的地址类型 全球单播地址与IPv4地址的不同子网ID的变化标准的全球单播IPv6地址 2020 4 21 53 2 1 2IPv6的地址类型 标识IPv6的地址类型 2020 4 21 54 2 1 2IPv6的地址类型 本地单播地址类似于IPv4的内部IP地址192 168 X X使用范围限定在单条链路上前10位永远是1111111010 FE80 10 本地单播地址允许链路上的设备直接创建IPv6地址和该链路上的其他设备进行通信 2020 4 21 55 2 1 2IPv6的地址类型 任意播地址也称为任播地址或泛播地址地址为3fe 205 1100 15不是指一台设备 而是提供相同服务的多台设备路由器总是选择到达 最近的 或 代价最低的 服务器路由 2020 4 21 56 2 1 2IPv6的地址类型 多播地址从不作为源地址出现多播数据包通常包括一个单播地址作为它的源地址 一个多播地址作为它的目的地址IPv6不像IPv4那样有一个保留的广播地址 而是有一个保留的包含所有节点的多播组IPv6多播地址格式 2020 4 21 57 2 1 2IPv6的地址类型 多播地址IPv6多播地址格式标记4位 前3位没有使用 第4位0表示永久 公认的地址 1表示暂时的地址范围 2020 4 21 58 2 1 2IPv6的地址类型 多播地址 2020 4 21 59 2 1 2IPv6的地址类型 嵌入的IPv4地址一个嵌入了IPv4地址10 23 1 5的IPv6地址是 2020 4 21 60 2 2IPv6包头格式 2020 4 21 61 2 2IPv6包头格式 版本 4位 设置0110表明是版本6流量类别 8位 相当于IPv4中的Tos字段流标签 20位 IPv6独有 提供更精确的流区分可以用源地址 目的地址加上源和目的端口的组合来确定有效载荷长度用来指定数据包所封装的有效载荷的长度 以字节计数 2020 4 21 62 2 2IPv6包头格式 下一报头指出了跟随该IPv6数据包头部后面的报头和IPv4协议报头中的协议字段非常类似跳数限制IPv4协议中生存时间 TTL 字段在长度 都是8位 和功能上都是非常一致的源地址和目的地址和IPv4协议中的源地址和目的字段是一样的 2020 4 21 63 2 3IPv6扩展报头 2020 4 21 64 2 3IPv6扩展报头 逐跳可选项传送必须被转发路径中的每一个节点都检验处理的信息 例如 路由器告警和超大包有效载荷选项等 2020 4 21 65 2 3IPv6扩展报头 路由选择通过列出在到达目的地的路径中数据包所要经过的节点列表来提供源路由选择的功能分段IPv4和IPv6数据包中有一个重要的不同是 只有发起该数据包的节点能够对数据包进行分段 而IPv6路由器对数据包并不分段 封装安全有效载荷用于有效载荷的加密封装 2020 4 21 66 2 3IPv6扩展报头 认证报头用于数据包必须在源与目的节点之间进行认证的情况目的地可选项用于传送仅仅被目的节点 或者可能是路由选择报头中列出的节点检验处理的信息 2020 4 21 67 2 3IPv6扩展报头 建议的扩展报头顺序1 IPv6报头 2 逐跳可选项 3 目的地可选项 只有在路由选择报头中指定的中间路由器才必须处理这个报头 4 路由选择 5 分段 6 认证 7 封装安全有效载荷 8 目的地可选项 只有最后的目的节点必须处理这个报头 9 上层报头 2020 4 21 68 2 4ICMPv6 包头格式 2020 4 21 69 2 4ICMPv6 2020 4 21 70 第3章静态路由 2020 4 21 71 本章包括的主题 路由表配置静态路由静态路由故障诊断 2020 4 21 72 3 1路由表 路由表项至少包括以下两项目标地址 路由器可以到达的网络地址指向目标的指针 指针不是指向路由器的直连目标网络就是指向直连网络内的另一台路由器地址 或者是到这个链路的本地接口 更接近目标网络一跳的路由器叫下一跳 nexthop 路由器 2020 4 21 73 3 1路由表 路由表的精确匹配 尽量进行最精确的匹配 精确程度递减顺序如下 主机地址子网一组子网 一条路由汇总 主网号一组主网号 超网 缺省地址 2020 4 21 74 2020 4 21 75 3 1路由表 查看命令 在Cisco路由器IOS中的命令是showiproute输出内容分析最上方的关键字是对路由表左侧的一列字母的解释标记为C的路由表示直连网络标记为S的路由表示静态路由 gatewayoflastresortisnotset 指的是缺省路由括号内的元组指明了路由的 管理距离 度量 2020 4 21 76 2020 4 21 77 3 2配置静态路由 路由表采用3种方式获取信息基于路由器的直连子网静态方式的手工输入动态路由协议自动获取网络的静态路由选择共3步步骤1 为网络中的每个数据链路确定子网或网络地址 步骤2 为每台路由器标识所有非直连的数据链路 步骤3 为每台路由器写出关于每个非直连地址的路由语句 2020 4 21 78 3 2 1案例研究 简单IPv4静态路由 返回 2020 4 21 79 3 2 1案例研究 简单IPv4静态路由 路由器Piglet上非直连的子网标识如下 10 4 6 0 2410 4 7 0 24192 168 1 64 27192 168 1 0 27 2020 4 21 80 3 2 1案例研究 简单IPv4静态路由 方法1 指向下一跳的配置方法方法2 指明出接口的配置方法 2020 4 21 81 3 2 1案例研究 简单IPv4静态路由 2020 4 21 82 3 2 1案例研究 简单IPv4静态路由 方法3 联合使用出站接口和下一跳地址如果出站接口失败 即使下一跳地址通过替代路由递归可达 路由依然会被删除使相应地路由表项不再是直连网络 而是距离为1的静态路由路由器Tigger上输入iproute10 1 0 0255 255 0 0 会被认为是直连网络 导致广播网络上出现过多的流量 而iproute10 1 0 0255 255 0 0E0192 168 1 194可以避免该问题 如下图 2020 4 21 83 2020 4 21 84 3 2 3案例研究 汇总路由 汇总路由是一个包含路由表中几个更加精确地址的地址通过使用合适的子网掩码 可以为多个目标地址生成一条单一的汇总路由参考图3 2 汇总路由方式的配置 2020 4 21 85 3 2 4案例研究 选择路由 2020 4 21 86 3 2 4案例研究 选择路由 配置要求 除了去往10 4 7 25的数据包外 所有从Pooh到网络10 0 0 0的数据包都将使用Pool和Eeyore之间的路径 2020 4 21 87 3 2 4案例研究 选择路由 静态路由的两个特征 网络拓扑变化 需要路由器重新配置静态路由建立非常精确的路由选择行为补充说明由于使用了路径Pool Eeyore Tigger 而不是路径Pooh Tigger 因此Pooh到子网10 1 5 0的路径不是最优路径 2020 4 21 88 3 2 5案例研究 浮动静态路由 浮动路由与其他静态路由不同其他路由总是优于浮动静态路由 仅在首选路由失败的时候 浮动路由才出现路由表中 浮动路由示例 均分负载示例 2020 4 21 89 3 2 5案例研究 浮动静态路由 情景描述Rabbit通过两条并行链路连接到Piglet上主链路10 1 10 0发生故障 浮动静态路由指引流量经过备份链路10 1 20 0参考配置 2020 4 21 90 3 2 5案例研究 浮动静态路由 管理距离上述路由后面的数字50表示管理距离 路由器将会选择管理距离较低的路径管理距离指明路径的优先权指向下一跳的Ipv4静态路由的管理距离为1指向出站接口的静态路由的管理距离为0动态路由选择协议的管理距离远大于1默认到相同目标网络的静态路由总是优于动态路由 2020 4 21 91 3 2 5案例研究 浮动静态路由 图 2020 4 21 92 3 2 7案例研究 均分负载 均分负载允许路由器利用多路径的优点 在所有可用的路径上发送数据包两种均分负载等价均分负载 流量均匀地分布到多条度量相同的路径上 又叫负载平衡非等价均分负载 流量分布到度量不同的多条路径上 路径上分布的流量与路由代价成反比 代价越低流量越多情景图 图 2020 4 21 93 3 2 7案例研究 均分负载 参考配置 2020 4 21 94 3 2 7案例研究 均分负载 参考配置 2020 4 21 95 3 2 7案例研究 均分负载 负载均衡和CEFCisco急速转发 CEF 使用的负载均衡方式 假设到一个网络存在两条路径 那么发往该网络中第一个目标的包从第一条路径走 第二个目标的包走第二条路径 第三个目标的所有数据包还通过第一条路径CEF缺省情况下基于目标进行负载均衡 本质是按照源地址进行负载均衡相同目标地址的流量且源地址相同都会从相同的接口出站相同目标地址的流量且源地址不同可能会从下一个接口出站基于目标网络和数据包的均衡负载Showipcef可以确定CEF功能是否开启 缺省是开启的Ipload sharingper packet可以打开基于数据包的负载均衡Showcefinterface检查接口使用了哪种负载均衡方式 2020 4 21 96 3 2 7案例研究 均分负载 基于目标网络的均衡负载和快速交换IOS在配置了快速交换的出站接口上执行基于目标网络的负载均衡快速交换的工作方式1 为第一个去往特定目标的数据包进行交换处理时 执行路由表查询并选择出站接口2 获取被选接口的数据链路信息3 1和2的路由和数据链路信息被输入到快速交换的高速缓存4 去往相同目标的后续数据包不再查表特点 速度快 2020 4 21 97 3 2 7案例研究 均分负载 基于数据包的负载均衡和过程交换可以不同的链路上发送数据包 即使路径等价 目标相同 如果代价不同 可能会按照代价比率分流过程交换 每个数据包都进行路由表查询和接口选择 链路信息查询 每次为数据包确定路由的过程都是独立的特点 速度慢 2020 4 21 98 3 2 7案例研究 均分负载 哪一种交换方法会被用到 2020 4 21 99 3 2 8案例研究 递归表查询 所有的路由表不必一定指向下一跳路由器参考配置 2020 4 21 100 3 2 8案例研究 递归表查询 情景分析发往10 1 30 0网络的数据包需要3次路由 递归 才能执行转发强制路由器进行多次路由查表不是好的设计 快速交换对递归查询进行了限制 仅对每个目标网络的第1个进行递归查询 2020 4 21 101 3 2 8案例研究 递归表查询 一种有益的递归 2020 4 21 102 3 2 8案例研究 递归表查询 情景描述Sanderz途径Heffalump可以到达所有网络 现放弃Heffalump改用Woozle Sanderz的前12条路由不再指向Heffalump 而是指向被连接到子网10 87 14 0上的何时路由器 参考配置减少配置工作量 增加了工作效率 2020 4 21 103 3 3静态路由故障诊断 2020 4 21 104 3 3 1案例研究 追踪故障路由 2020 4 21 105 3 3 1案例研究 追踪故障路由 故障描述Pooh以太网接口连接的子网192 168 1 0 27上的设备可以与10 1 0 0 16上的设备正常通信 然而 当Pooh向子网10 1 0 0 16发送ping时 结果却失败 分析 2020 4 21 106 3 3 1案例研究 追踪故障路由 2020 4 21 107 3 3 1案例研究 追踪故障路由 2020 4 21 108 3 3 1案例研究 追踪故障路由 2020 4 21 109 3 3 1案例研究 追踪故障路由 2020 4 21 110 3 3 1案例研究 协议冲突 2020 4 21 111 3 3 2案例研究 协议冲突 故障描述Roo上添加一条指向Milne的主机路由 指引数据包图上方的以太网避开网桥数据包经Roo不但不能被路由到服务器 且经Kanga路由的数据包也不能到达服务器故障分析检查路由表 2020 4 21 112 3 3 2案例研究 协议冲突 故障分析检查路由表 2020 4 21 113 3 3 2案例研究 协议冲突 故障分析路由跟踪 2020 4 21 114 3 3 2案例研究 协议冲突 故障分析查看Kanga的ARP缓存 2020 4 21 115 3 3 2案例研究 协议冲突 故障分析查看Roo的ARP缓存 2020 4 21 116 3 3 2案例研究 协议冲突 故障分析故障定位 Kanga首次收到发往Milne的数据包时 它将发送ARP请求 Milne给出了回应 但是Roo在接口E0收到了此ARP请求 由于Roo也有一条通向Milne的路由 但是这条路由所在的网络不是Roo收到ARP请求的网络 所以Roo发送了一个代理ARP应答 由于网桥的时延造成了Roo代理ARP的应答到达Kanga后 覆盖了Milne的ARP信息 形成了回路 2020 4 21 117 3 3 2案例研究 协议冲突 故障解决方法1 关闭RooE0接口上的代理ARP方法2 在Kanga上为Milne配置静态ARP表项 2020 4 21 118 第4章动态路由选择协议 2020 4 21 119 本章包括的主题 路由选择协议基础距离矢量路由选择协议链路状态路由选择协议内部和外部网关协议静态或动态路由选择 2020 4 21 120 4 1路由选择协议基础 路由算法至少应指明以下内容向其他路由器传送网络可达性的过程从其它路由器接收可达性信息的过程基于现有可达性信息决策最优路由和记录路由的过程响应 修正和通告网络中拓扑变化的过程 2020 4 21 121 4 1 2路径决策 问题1 路由器A是否应该将路由器C的数据包信息传递给路由器B 还是将路由器B的路由选择信息包传递给路由器C呢 2020 4 21 122 4 1 2路径决策 问题2 如果路由器A从路由器B和路由器C那里知道网络192 168 4 0 那么为了到达该网络应该使用哪一台路由器呢 它们都合法吗 谁是最优路径呢 2020 4 21 123 4 1 2路径决策 问题3 什么机制可以确保所有路由器能接收到所有的路由选择信息 而且这种机制还可以阻止更新数据包在网络中无休止地循环下去呢 2020 4 21 124 4 1 2路径决策 问题4 如果路由器共享某个直连网络 192 168 1 0 192 168 3 0和192 168 6 0 那么路由器是否仍旧应该通告这些网络呢 2020 4 21 125 4 1 1度量 为什么需要度量当有多条路径到达相同目标网络时 路由器需要一种机制来计算最优路径度量是指派给路由的一种变量 可以路由进行等级划分不同路由选择协议使用不同的度量 2020 4 21 126 4 1 2度量 可用于计算的度量的参数跳数 记录路由器跳数带宽 通常选择高带宽链路负载 反应流量占用沿途链路带宽的数量时延 数据包经过一条路径所花费的时间可靠性 用来测量链路在某种情况下发生故障的可能性代价 由管理员设置 反应更优或更差路由 是一个描述无量纲度量的术语 2020 4 21 127 4 1 3收敛 所有路由表都达到一致的过程叫收敛全网内路由器间信息共享及计算最优路径所花费的时间总和就是收敛时间收敛过程1 链路发生故障 直连路由器都从数据链路协议获知链路故障2 直连路由器通知它们的邻居该链路不再可用3 邻接路由器立即更新路由表并通知它们的邻居4 这个过程一直持续到所有路由器都知道此变化为止 2020 4 21 128 4 1 3收敛 2020 4 21 129 4 1 4负载均衡 等代价或不等价的负载均衡 2020 4 21 130 4 2距离矢量路由选择协议 大多数距离矢量算法以Bellman Ford和Fulkerson工作为基础依照传闻进行路由选择常见的距离矢量路由协议IP路由选择信息协议 R1P Xerox网络系统的XNSRIPNovell的IPXRIPCocosystems的Internet网关路由选择协议 IGRP 和增强型Internet网关路由协议 ElGRP DEC的DNA阶段4AppleTalk的路由选择表维护协议 RTNIP 2020 4 21 131 4 2 1通用属性 定期更新每经过特定时间就发送更新信息 从10 90s邻居共享相同链路的路由器广播更新路由器通过向广播地址发送更新信息来宣布自己的存在不关心路由更新信息的主机和其他设备丢弃该包全路由选择表更新以广播形式告诉邻居它所知道的一切 2020 4 21 132 4 2 2依照传闻进行路由选择 以跳数为度量 2020 4 21 133 2020 4 21 134 4 2 3路由失效计时器 情景描述 图 网络10 1 5 0没有故障 路由器D故障路由器A B C将把数据发向一个不可达的网络解决办法为每个路由表项设置失效计时器每隔一定时间间隔都会收到表项的更新信息 复位该计时器3 6个更新周期未收到更新 将使该路由无效 2020 4 21 135 4 2 4水平分隔 情景描述 距离矢量算法的漏洞 图 D监测到10 1 5 0故障D将该网络标记为不可达并在下一更新周期通知C意外发生 D更新触发前 收到C的更新 C声称自己到达10 1 5 0的距离为1D采纳C的建议 标记到达10 1 5 0的距离为2 注意 此时D C间路由环路产生 2020 4 21 136 4 2 4水平分隔 逆向路由路由的指向与数据包流动方向相反的路由水平分隔在两台路由器直接阻止逆向路由的技术两类水平分隔方法简单水平分隔法 图 规则 从某接口发送的更新信息不能包含从该接口收到的更新所包含的网络毒性逆转水平分隔法 图 规则 当更新信息被发送出某接口时 信息中将指定从该接口收到的更新信息中获取的网络是不可达的毒性逆转对比简单水平分隔法优点 更健壮 坏消息总比没有消息好 缺点 路由更新包更大了 2020 4 21 137 2020 4 21 138 2020 4 21 139 4 2 5计数到无穷大 水平分隔法的局限切断了邻居间的环路 却无法隔断网络中的环路 2020 4 21 140 4 2 6触发更新 触发更新又叫快速更新 如果一个度量变好或变坏 路由器则不等定期更新计时超时 立即发送更新消息优点大大减少无穷计算引发的问题缺点定期更新和触发更新一起发生 路由器可能会在收到触发更新的正确信息之后又收到来自未收敛路由器的错误信息改进更新信息中仅包括实际触发该事件的网络 而不是包括整个路由表 2020 4 21 141 4 2 7抑制计时器 目的为了降低接受错误路由选择信息的可能性抑制路由如果到一个目标的距离增加 例如 跳数由2增加到4 那么路由器将为该路由设置抑制计时器 直到计时器超时 路由器才可以接受有关次路由的更新信息 2020 4 21 142 下面两种方法维持异步更新每台路由器的更新计时器独立于路由选择进程 因而不会受到路由器处理负载的影响在每个更新周期中加入一个小的随机时间或定时抖动作为偏移 4 2 8异步更新 2020 4 21 143 4 3链路状态路由选择协议 链路状态协议有时叫最短路径优先协议或分布式数据库协议 是围绕绕图论中的一个著名算法 EW Dijkstra的最短略径算法设汁的基本思路链路状态路由器从对等路由器那里获取第一手信息 每台路由器会产生一些关于自已 本地直连链路 这些链路的状态和所有直接相连邻居的信息 这些信息汇总成链路状态数据库 每台路由器都做一份拷贝 每台路由器独立地计算各自的最优路径 但是决不改动信息 2020 4 21 144 4 3链路状态路由选择协议 工作流程步骤1 建立邻接关系步骤2 通过洪泛向邻居发送LSA 每台路由器的链路都会产生一个LSA 用于标识这条链路 链路状态 路由器接口到链路的代价度量值以及链路所连接的所有邻居步骤3 每台路由器备份收到的LSA步骤4 依据LSA数据库Dijkstra算法计算最短路径 2020 4 21 145 4 3 1邻居 发现邻居通过hello协议 邻居路由器之间交换数据包Hello数据包至少应包含一个路由器ID和发送数据包的网络地址路由器ID 可以是路由器的一个接口的IP地址数据包的其他字段可以携带子网掩码 Hello间隔 线路类型描述符和帮助建立邻居关系的标记 2020 4 21 146 4 3 2链路状态泛洪扩散 洪泛的工作过程LSA被发送给每个邻居 并依次向每个邻居的邻居再转发 除了发送该LSA的邻居洪泛扩散中的尴尬 2020 4 21 147 4 3 2链路状态泛洪扩散 洪泛扩散中的尴尬 2020 4 21 148 4 3 2链路状态泛洪扩散 解决方案序列号线性序列号空间循环序列号空问棒棒糖形序列号空间序列号的隐患路由器根据自己已收到数据包的序列号 来判断新到数据包的新旧 丢弃旧的 接收新的如果数据包传输过程序列号出错了 2020 4 21 149 4 3 2链路状态泛洪扩散 老化为洪泛扩散过程增加另一层可靠性LSA格式中