路由器与路由选择

1、路由器与路由选择计算机应用技术1网络层服务网络层应该向运输层提供怎样的服务？电信网程控交换机，可靠传输；网络终端是智能的计算机，有差错处理的能力；网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务；路由可以做的简单，价格低廉，网络的造价降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。2IP层协议地址解析协议ARP逆地址解析协议RARP网际控制报文协议ICMP网际组管理协议IGMP各种应用层协议（HTTP、等）TCP、UDPICMP、IGMPIPRARP、ARP与各种网络接口物理硬件3虚拟互联网络没有一种单一的网络能够适应所有用户的需求。路由+异构网络+网际协议IP=虚拟互连网络互联网可以由

2、多种异构网络互连而成。4物理地址与IP地址物理地址是数据链路层与物理层使用的地址。IP地址是网络层和以上各层使用的地址，是一种逻辑地址。数据链路层看不到数据报的IP地址。在IP层抽象的互联网只能看到IP数据报。路由器只根据目的站的IP地址在网络中进行路由选择。5IP数据报格式6IP地址转发分组主机号对应的路由表网络地址对应的路由表在互联网中转发分组，是从一个路由器转发到下一个路由器。在路由表中，对每一个路由包含两个信息：（目的网络地址，下一跳地址）7IP转发分组算法从数据报的首部提取目的主机的IP地址D，计算出目的主机的网络地址N。若N就是与此路由器直接相连的某个网络的网络地址。则直接进行交付

3、，不需要经过其他路由器，而是直接将IP数据报交付给目的主机。 若N不是与此路由器直接相连的网络，就进行间接交付。执行3或执行4。若路由表中有目的地址为D的特定主机路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行4。若路由表中有到达网络N的路由，则把数据报传送给路由表中所指明的下一跳路由器；否则，执行5。如果3和4都没能将IP数据报转发出去，若路由表中有一个默认路由，则把数据报传送给路由表中所指明的默认路由器；负责，执行6。报告转发分组出错。8ICMP协议网际控制报文协议,运行于IP协议之上，但通常被认为是IP协议的一部分。 ICMP协议提供了一种机制，用于反映IP数据报处理时产生

4、的错误信息并提供管理和状态信息。 当数据报在传输过程中发生错误时，主机或者路由器的ICMP模块将被触发，并产生一个ICMP报文。 9ICMP报文有两大类：差错报告报文和查询报文。10路由选择和路由器路由选择选择一条路径发送IP数据报的过程路由器进行路由选择的计算机各个路由器独立地对待每个IP数据报路由器负责为每个IP数据报选择它所认为的最佳路径11路径选择算法应具有的特性正确性（correctness）简单性（simplicity）健壮性（robustness）可靠性（stability）公平性（fairness）最优性（optimality）路径选择算法分类非自适应算法:静态路径选择算法自适

5、应算法:动态路径选择算法12表驱动IP选路的基本思想在需要路由选择的设备中保存一张IP路由表IP路由表存储着有关可能的目的地址及怎样到达目的地址的信息在转发IP数据报时，查询IP路由表，决定把数据报发往何处标准的路由表下一站选路的基本思想路由表仅指定从该路由器到目的地路径上的下一步，而该路由器并不知道到达目的地的完整路径标准的IP路由表包含许多（N,R）对序偶N：目的网络的IP地址（使用目的主机IP地址的较少）R：到N路径上的“下一个”路由器的IP地址13路由表的建立与刷新静态路由人工指定的路由动态路由路由器通过自己学习得到的路由14静态路由静态路由是由人工建立和管理的静态路由不会自动发生变化

6、静态路由必须手工更新以反映互联网拓扑结构或连接方式变化优势 安全可靠、简单直观，避免了动态路由选择的开销适用环境 不太复杂的互联网结构劣势不适用于复杂的互联网结构：建立和维护工作量大，容易出现路由环互联网出现故障，静态路由不会自动做出更改15路由器静态路由的配置【实验拓扑】F1/0NICF1/0NICS0/1S0/000/2400/2416（1）路由器RA的配置在路由器RA上指定凡是目的地址是/24网段的数据包将由RA的串行接口Serial 0/0（简写为S0/0）发送出去。具体配置方法如下，在全局配置模式下进行配置。RouterA(config)#ip route 17（2）路由器RB的配置

7、在路由器RB上指定凡是目的地址是/24网段的数据包将由RB的串行接口Serial 0/1（简写为S0/1）发送出去。具体配置方法如下，在全局配置模式下进行配置。RouterB_config#ip route 18动态路由动态路由可以通过自身学习，自动修改和刷新路由表动态路由要求路由器之间不断地交换路由信息优势：更多的自主性和灵活性适用环境：拓扑结构复杂、网络规模庞大的互联网自动排除错误路径自动选择性能更优的路径19路由选择协议使用动态路由的基本条件运行相同的路由选择协议，执行相同的路由选择算法广泛采用的路由选择协议路由信息协议RIP： 利用向量-距离算法开放式最短路径优先协议OSPF：利用链路

8、-状态算法路由收敛（convergence）跳数（hop count）：IP数据报到达目的地必须经过的路由器个数，表征路径优劣的数值，越小，说明路径越好20向量-距离路由选择算法的基本思想路由器周期性地向其相邻路由器广播自己知道的路由信息，用于通知相邻路由器自己可以到达的网络以及到达该网络的距离相邻路由器可以根据收到的路由信息修改和刷新自己的路由表21向量-距离算法路由器启动时初始化自己的路由表初始路由表包含所有去往与该路由器直接相连的网络路径初始路由表中各路径的距离均为0各路由器周期性地向其相邻的路由器广播自己的路由表信息22路由器收到其他路由器广播的路由信息后，刷新自己的路由表（假设Ri收

9、到Rj的路由信息报文）Rj列出的某表目Ri中没有：Ri须增加相应表目，其“目的网络”是Rj表目中的“目的网络”，其“距离”为Rj表目中的距离加1，而“路径”则为RjRj去往某目的地的距离比Ri去往该目的地的距离减1还小：Ri修改本表目，其“目的网络”不变，“距离”为Rj表目中的距离加1，“路径”为Rj。Ri去往某目的地经过Rj，而Rj去往该目的地的路径发生变化Rj不再包含去往某目的地的路径：Ri中相应路径须删除Rj去往某目的地的距离发生变化：Ri中相应表目的“距离”须修改，以Rj中的“距离”加1取代之。23向量距离路由选择算法的特点优点算法简单、易于实现缺点慢收敛问题：路由器的路径变化需要像波

10、浪一样从相邻路由器传播出去，过程缓慢需要交换的信息量较大：与自己路由表的大小相似适用环境路由变化不剧烈的中小型互联网24RIP协议RIP协议是向量-距离路由选择算法在局域网上的直接实现RIP协议规定了路由器之间交换路由信息的时间、交换信息的格式、错误的处理等内容相邻的路由器之间每30s交换一次路由信息路由信息来源于本地路由表路由器到达目的网络的距离以“跳数”计算25链路状态路由选择算法的基本思想互联网上的每个路由器周期性地向其他路由器广播自己与相邻路由器的连接关系互联网上的每个路由器利用收到的路由信息画出一张互联网拓扑结构图利用画出的拓扑结构图和最短路径优先算法，计算自己到达各个网络的最短路径2627OSPF路由选择协议OSPF路由选择协议以链路-状态算法为基础主要优势收敛速度快；支持服务类型选路