第4章 网络路由设

第4章网络路由设计，本章要点：4.1路由算法4.2路由协议，4.1路由算法，4.1.1路由概念1 .路由路由器的主要功能是为通过路由器的每个数据帧提供最佳传输路径2 .分组传输分组传输是指在互连网络上由路由器传输IP分组的物理传输过程和数据报传输机制。 分组传输可以分为直接传输和间接传输两种。 另外，图4-1包转发的过程，4.2.1路由算法和目标，1 .路由算法(1)静态路由算法(2)动态路由算法2 .路由算法的目标(1)优化(2)简单性(3)稳健性(4)快速收敛(2)跳数跳数是指数据包从其源主机到目的地主机通过的路由器的数量，通过的路由器的数量越少，也就是说跳数越小，这个路径越好。 (3)延迟是指数据包从其源主机到目的地主机所经过的时间。 当然，时间越短，越快地延长则延长则延长则延长则延长则延长则延长则延长则延长则延长则延长则延长(4)负载是指单位时间内经由路由器或线路的通信量(5)可靠性可靠性的测量标准是数据包传输中的差错率，差错率是数据传输的正确性指标。 差错率=传输中的差错率/传输总码数*100%，差错率越小表示可靠性越高。 (6)费用为数据包转发过程中的开销。 另外，4.1.4路由表、路由表是随着路由算法的生成而发生的，当路由器转发IP包时，必须询问路由表来确定包传输的下一个地址。 1 .静态路由表将系统管理者预先设定的固定路由表称为静态路由表，管理者将各目的地地址的路由输入到该路由表中，因此，一般在安装系统时按照网络的构成状况事先设定2 .动态路由表动态路由表是路由器按照网络系统的动作状况自动调整的路由表。 路由器基于路由协议提供的功能自动学习和存储网络运行状况，并在需要时自动计算数据传输的最佳路径。 重要提示：路由表用于在路由器传输IP包时查询路由，以确定下一条路由发送包，可分为动态路由表和静态路由表。 4.1.5IP聚合IP路由和路由，IP包的路由使用CIDR协议，然后通过与子网分割相反的进程进行聚合。 由于路由表中的项目包括“网络前缀”和“下一跳地址”两个内容，因此必须从匹配结果中选择网络前缀最长的路由才能选择路由。 图4-2是CIDR的路由集合图。 在图中，核心路由器通过2条专用线S1和S2与2台集约路由器连接。 2台收敛路由器分别通过以太网各连接4台访问路由器，得到8个子网。图4-2CIDR的路由集图、表4-1核心路由器的路由表、表4-2集合后的核心路由器的路由表、4.1.6路由选择的评价、1 .算法简单、准确、最佳路由算法尽可能简单、路由选择分组的数据包转发的算法开销尽可能小，并且在测量到沿着路由表所指向的路径能够到达正确的目的地地址的分组转发的算法开销之后，必须获得相对适当的转发路径。 2 .当稳定、公平网络的拓扑和业务量相对稳定时，路由算法收敛于较好的解，该算法对所有用户都应公平。 3 .如果网络拓扑、业务变化以及自适应网络拓扑、业务变化，则该算法可以自动更新，重新路由以平衡每个链路上的负载。4.2路由协议、4.2.1路由协议的概念1 .自治系统因特网采用分层路由协议，将因特网整体分割成许多小的自治体。 自治系统是由一个管理机构管理的路由器和网络组。 自治系统的想法是把互联网的渠道分成两层。 2 .路由协议或网络层协议内提供用于共享路由信息的机制，以使得路由器能够更新和维护其他路由器之间的唯一的路由表，并且确定最佳的路由路径。 4.2.2路由协议分类；1 .内部网关协议是自治系统内部的路由协议，当前的主要内部网关协议是： (1)地址解析协议是TCP/IP协议，并且内部路由器提供用于传送数据报的方法(2)路径选择信息协议是基于分散距离向量的路径选择协议。 (3)优先开放最短路径是链路状态的路由协议，优于路由信息协议。 现在是互联网最常用的内部网关协议。 (4)提供一种帮助终端系统从终端系统到中间系统找到路由器、告知路由器终端系统的存在的方法； (5)从中间系统到中间系统提供了动态路径，用于在一个域内的两个路由器之间传送信息包。 (6)内部网关路由协议是距离向量路由协议，由Cisco公司开发。 2 .在自主系统边界在路由器的其它路由器之间交换信息时使用外部网关协议。 这包括以下协议： (1)提供有关边界网关协议邻居可达性的信息： 此外，提供了基于策略的算法，允许网络管理员更多地控制路由。 (2)包含域间路由协议路由的策略，但在互联网上取代边界网关协议的可能性较低。 要点提示： internet将路由协议分为内部网关协议和外部网关协议。 通常在自治系统中使用内部网关协议。在两个不同的自治系统之间使用外部网关协议，将路由信息从一个自治系统转发到另一个自治系统。 图4-3示出了一旦接收到包括具有内部网关协议与外部网关协议之间的关系、4.2.3内部网关协议、1 .路由信息协议RIP路由器的表项的更新后的路由更新信息，就对该路由表进行更新也记录该路由器能够到达的目的地网络或目的地主机的向量id。 路径信息协议路由器只维持到目的地路由器的最佳路径，也就是说，只维持具有最小跳数的路径。 一旦更新了其路由表，路由器就立即发送路由更新，并且通知其他路由器改变，而不管周期性发送的更新信息如何。 另外，路由信息协议通过限制从源地址到目的地址的最大跳数，防止路由，最大值为15。 路由器接收到新更新信息，当跳数加1得到16时，认为目的地网络无法到达。 路由信息协议的工作主机主要分为路由表建立和路由表信息更新两个阶段。 (1)路由表的创建首先获取初始路由表，当启动具有三种方法的路由器系统时从外部存储器读取完整的路由表，并且当关闭要在驻留存储器中使用的系统时将当前路由表用于下一次使用方法2系统启动时，只有一个空表可以通过执行显式命令来填充此路由表。 方式3系统启动时，从与本路由器直接连接的各网络地址导出初始路由组。 (2)路由表的更新/配置路由器1和路由器2是相邻的两个路由器，它们在相同的自治系统中。表4-3路由器1更新前的路由表、表4-4路由器2发送的消息、表4-5路由器1更新后的路由表、2 .开放最短路径优先协议OSPF(1)概念(2)最短路径优先算法(3)自治系统内的区域划分(4) 开放最短路径优先协议的执行路由器的初始化网络的运用(5)开放最短路径优先协议的特征重点提示：目前内部网关协议主要是路由信息协议和开放最短路径优先协议。 前者是基于分布式距离向量的路由协议，后者使用分布式链路状态协议。 此外，图4-4是一个自治系统分开的情形，4.2.4外部网关协议，1 .外部网络协议的设计外部网关协议是自治系统之间的路由协议，其交换的网络的可达性信息检测路由电路，性能优先级和策略1989年，主要外部网关协议： BGP(bordergatewayprotocol )发布后，应用越来越广泛，BGP-4的新版本在1995年发布。 2 .外部网关协议的路由协议BGP有四种组类型： (1)打开组以建立与相邻BGP发言人的连接。 (2)更新数据包用于通知可到达路径和无效路径。 (3)生存组确认开