《高级路由技术（理论篇）》-教学PPT1：园区网路由技术

《高级路由技术》(理论篇）单元1：园区网中路由技术规划主讲教师：XXX技术背景过去的30年来，以路由器和三层交换机为核心的IP路由网络始终遵循摩尔定律，推动信息化时代到来。其中，路由器作为连接广域网，实现局域网出口的重要设备，始终扮演着关键角色，技术历经多次更新换代，IP路由技术得到了飞速发展。时至今日，路由器的接口已经从五花八门的X.25、E1、ATM、POS、SDH等窄带接口，转变为以光网络为核心的宽带接口，并辅以少量更高速和更高性能的波分接口，路由器以其更大带宽、更低时延、更小体积、更优成本的优势，逐渐发展成为构建互连互通的全球互连网的核心组网设备。学习目标认识园区网络中IP路由技术了解园区网中路由通信原理进行IP路由网络的规划和设计1.1路由和路由表

交换网络中传输的数据，通过交换接口板接收和发送，通信线缆都插接到接口板的接口上。交换技术把某一个接口发来的数据传输到另一个接口，这两个接口需要连接起来。但实际上，数据包可能从任意接口进来，从任意接口出去，这样实现点到点连接的话，需要N*(N-1)/2根线互连。1.1.1交换和寻址转发1.1路由和路由表

为了解决这种交换网络存在连接问题，接口板和接口板需要通过交换网（SwitchFabric）接口板衔接。接口板通过若干连线跟交换网板连接，完成任意接口互通。通常交换网属于“三无”部件，即与设备配置无关、与协议无关、与数据包类型无关。交换网专注于在入接口和出接口之间建立连接，完成数据的交换。1.1.1交换和寻址转发1.1路由和路由表

为IP数据包选择一条最佳的传输路径，然后，从对应的接口发送，这个过程就称为“寻址转发”。路由器工作在TCP/IP通信协议中第三层，即网络层。“寻址”是指根据数据包的网络层IP地址，寻找最佳转发路径。1.1.1交换和寻址转发1.1路由和路由表

路由指IP分组从源到目的地，依据路由表，选择最佳路径，实现源网络到目的网络传输过程。路由工作在OSI参考模型第三层。在互连网络中进行最佳路由选择，通过工作在网络层设备（如三层交换机、路由器、防火墙等）实现。作为网络层经典设备，路由器提供异构网络中，实现网络互连，将数据包从一个网络发送到另一个网络中的数据传输过程。1.1.2路由技术1.1路由和路由表

路由表中存储着所有互连网络的路由信息。路由器上运行的路由协议学习、生成的新路由信息，都会存放到路由表中。每台路由器中都学习、生成、更新和保存有一张路由表，用来指导IP数据包，通过匹配成功的物理接口来转发。1.1.3路由表与转发表1.1路由和路由表

转发表判断IP数据包网络前缀，决定如何转发。通过路由表选择路由，通过转发表指导报文转发。对于每一条可达目标网络前缀，转发表包含接口标识符和下一跳信息。转发表类似路由表，是在路由表上形成。IP数据包通过路由表匹配成功，从路由表复制到转发表时，它们的下一跳信息明确标识出来，包括下一跳端口，如果到下一跳有多条路径时，每条路径具体端口。1.1.3路由表与转发表1.1路由和路由表

数据帧通过交换设备转发到三层路由接口时，路由设备从二层数据帧中剥离出IP数据报文，传递给网络层。在网络层，路由设备CPU检查报文的目的地址。如果目的IP地址和接口IP地址在相同网络，则转发给与该接口相连子网；否则，该IP数据包需要查找路由表，选择一条最佳路径。路由设备按精确程序递减顺序，可选地址优先级顺序如下：主机地址→子网→一组子网（汇总路由）→主网号→一组主网号（超网）→默认地址如果IP数据包不能匹配任何一条路由表项，该IP数据包将被丢弃，三层路由设备向源地址发送网络不可达信息。1.1.4路由匹配原则1.2园区网络由技术

使用两台路由器互连，实现两个不同网络的互连互通。其中，计算机HostA向计算机HostB发送数据，封装、路由过程的详细描述如下。1.2.1路由传输过程1.2园区网络由技术

静态路由是管理员手工配置路由，使得IP数据包按预定路径，传送到目标网络。在某些特定网络中，不能通过动态路由协议学到目标网络路由，配置静态路由十分重要。另外，当网络拓扑或链路状态变化时，需要手工修改路由表中路由信息。静态路由不传递给其他路由设备，网络管理员也可以设置，使之成为共享路由。使用“0.0.0.00.0.0.0”任意网络地址，给没有确切路由IP数据包指路，称默认路由，也称默认网关。1.2.2静态路由技术1.2园区网络由技术

互相连接路由器之间，通过如下过程实现路由信息共享。首先，路由器R1检查自己IP地址和掩码，生成直连路由：10.1.0.0/24、10.1.1.0/24、10.1.2.0/24。然后，保存到路由表中，标记网络是直连网络。1.2.3动态路由技术1.2园区网络由技术

为了组建更大的网络，引入区域网络管理机制，实现更大范围网络互连，这种区域管理机制称自治系统（AutonomousSystem，AS）。也即在共同管理域下，运行相同路由协议的路由器集合。自治系统有权决定，在本地系统中采用何种路由协议。动态路由协议按照运行区域范围，分为内部网关和外部网关。（1）内部网关协议（InteriorGatewayProtocol，IGP）：在同一个自治系统内部交换路由信息。包括RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP等。（2）外部网关协议（ExteriorGatewayProtocol，EGP）：在不同的自治系统之间交换路由信息，包括BGP。1.2.4动态路由协议分类1.2园区网络由技术

距离矢量协议以距离和方向构成矢量，通告路由信息协议。其中，“距离”按跳数来定义；“方向”是本地出口或下一跳路由器接口。例如，“从某一台路由器X的方向，到达目标Y，距此5跳”描述每台路由器向邻居路由器学习到路由信息，然后，向外通告自己学习到路由信息。1.2.5距离矢量路由协议1.2园区网络由技术

运行距离矢量协议路由器依赖于邻居路由器；邻居路由器也从它们邻居学习路由，全网依次类推。俗称“依照传闻，进行路由选择（基于流言）协议”。包括：RIP、BGP、IGRP（Cisco网络）等。1.2.5距离矢量路由协议1.2园区网络由技术

链路状态协议又称最短路径优先路由协议，基于最短路径优先（SPF）算法，生成路由表。运行链路状态协议路由设备，首先和邻居路由器建立邻居关系，向邻居学习拓扑，区域内建立一链路状态数据库；然后，使用SPF算法，以自己为根，从自己拓扑表计算路由表。1.2.6链路状态协议【网络实践】:规划XX园区网络路由xx高新区为了保障高新区建设完成的园区中信息化的需求，园区建设之初，就把建设互连互通、高效的园区网络作为重点的项目建设内容之一。建设完成的高新园区中包含智能化的工业厂房、智能化办公区域、一个大型数据中