工学计算机网络第15讲网络层-2课件

第6章网络层-2

1第6章网络层-2

1本章学习要求：IP分组的交付路由选择算法的分类路由表查询效率的提高方法Internet路由选择协议及其分类内部网关协议外部网关协议2本章学习要求：IP分组的交付26.4IP分组交付和路由选择

6.4.1IP分组交付

分组交付是指在互联网络中路由器转发IP分组的物理传输过程与分组转发交付机制;分组交付包括:直接交付和间接交付两类直接交付:不通过路由器的转发,分组直接交付目的主机与源主机在同一个网络内分组通过最后一个路由器到达目的主机间接交付：通过若干个路由器的转发目的主机与源主机在不同的网络内36.4IP分组交付和路由选择

6.4.1IP分组交付直接交付4直接交付4间接交付5间接交付56.4.2路由选择的基本概念IP分组的间接交付，需要通过多个路由器—路由选择路由器通过查询路由表，决定转发分组的端口路由表记录：目的地址和端口号（下一个路由器）的对应关系路由表通常是根据路由选择算法建立的66.4.2路由选择的基本概念IP分组的间接交付，需要通路由选择算法的设计要求稳定、正确和公平可收敛的可到达目的主机对所有主机公平尽可能简单算法速度快，路由器转发分组的延时小健壮的(Robust)能够自动适应网络拓扑（如路由器故障）和通信量（如链路的负载）的变化性能最佳算法开销最小：链路长度、数据速率、链路容量、传输延时…7路由选择算法的设计要求稳定、正确和公平7路由选择算法涉及的主要参数跳步数—分组从源结点到达目的结点经过的路由器的个数。带宽—链路的传输速率。延时—分组从源结点到达目的结点花费的时间。负载—通过路由器或线路的单位时间通信量。可靠性—传输过程中的误码率。开销—传输过程中的耗费（“费用”），与所使用的链路带宽相关。8路由选择算法涉及的主要参数跳步数—分组从源结点到达目的结点2.路由选择算法的分类路由选择算法包括：静态和动态静态路由选择算法:非自适应路由选择算法采用人工方式建立：通过手工输入所有的目的地址的路径更新：通过手工修改特点简单，开销较小但不能及时适应网络状态的变化适合小型、固定的局域网系统92.路由选择算法的分类路由选择算法包括：静态和动态9动态路由选择算法动态路由选择算法:自适应路由选择算法自动方式自动建立路由表自动更新路由表特点能自动适应网络状态的变化算法实现复杂，开销较大。

10动态路由选择算法动态路由选择算法:自适应路由选择算法103.路由选择模块与路由表

路由选择是通过路由选择模块和路由表实现的在每个路由器接收到一个IP分组时，路由选择模块必须进行路由查询；为了提高效率，路由器查询采用层次策略：判断该IP分组是不是直接交付?判断是不是特定主机交付?判断是不是特定网络交付?判断是不是默认交付？113.路由选择模块与路由表路由选择是通过路由选择模块和路由表路由选择算法结构12路由选择算法结构126.4.3提高路由表查询效率的基本方法

随着网络规模的急剧膨胀，路由表的记录数也相应迅速扩大路由表的查询效率提高方法下一跳路由选择特定网络路由选择特定主机路由选择默认路由选择136.4.3提高路由表查询效率的基本方法随着网络规模的急下一跳路由选择路由表中不记录分组路径的所有路由器的地址仅仅保留下一跳（下一个路由器）的地址特定网络路由选择路由表中的目的地址是：目的主机的网络号一条路由记录可以表示一个网络的所有主机的路由特定主机路由选择目的地址：目的主机的IP地址默认路由选择目的地址：0.0.0.014下一跳路由选择141.下一跳路由选择151.下一跳路由选择152.特定网络路由选择162.特定网络路由选择163.特定主机路由选择

173.特定主机路由选择174.默认路由选择

184.默认路由选择186.5Internet的路由选择协议

6.5.1自治系统与路由选择协议

根据路由选择协议，Internet可以分为2层:第一层：自治系统—单位内部网，内网路由选择：域内路由选择第二层：主干区域—主干网，外网域间路由选择自治系统的内部路由器负责第一层区域内部的主机之间的分组交换主干路由器负责不同的第一层区域之间的分组交换196.5Internet的路由选择协议

6.5.1自自治系统的核心是路由寻址的“自治”，即有权自主决定在系统内采用路由选择协议的类型自治系统内部的路由器了解系统内部的全部网络的路由信息能够连接本自治系统的主干路由器，对外网收发IP分组；要向主干路由器报告内部路由信息。2020Internet路由选择协议的分类

内部网关协议IGP(InteriorGatewayProtocol)一个自治系统内部使用的路由选择协议实例：路由信息协议(RIP)、开放最短路径优先协议(OSPF)外部网关协议EGP(EnteriorGatewayProtocol)使用不同的IGP的两个自治系统内主机之间的通信分组传送到自治系统的边界时此处网关和路由器等同21Internet路由选择协议的分类2122226.5.2内部网关协议

1.路由信息协议的基本概念路由信息协议（RIP,RoutingInformationProtocol）使用最广泛的内部网关协议分布式、基于距离向量的路由选择协议；RIP的特点协议简单适用于相对较小的自治系统，直径一般小于15跳步数。236.5.2内部网关协议

1.路由信息协议的基本概念路由RIP演示24RIP演示24RIP的思想路由器周期性地向外发送路由刷新报文；路由刷新报文主要内容是由若干（V，D）组成的表；矢量V标识该路由器可以到达的目的网络或目的主机，D表示该路由器到达目的网络或目的主机的跳步数；其他路由器在接收到该路由器的（V，D）报文后，按照最短路径原则对各自的路由表进行刷新；25RIP的思想252.RIP的工作过程

路由表的建立路由器启动时，对(V,D)路由表进行初始化此时路由表只包含与该路由器直接相连的网络的路由，即D=0路由表信息的更新各个路由器周期性地向相邻的路由器广播它的路由表内容该路由器根据其它路由器的路由表，进行更新262.RIP的工作过程路由表的建立26更新实例假设：路由器R1和R2是一个自治系统内的2个相邻路由器R1接收到R2的(V,D)报文R1的路由表更新R1的路由表某项纪录中，路径距离过大，则根据R2的路由表，修改该记录R1的路由表缺少一项记录，则根据R2的路由表，添加该记录R1与R2的跳步数为127更新实例27R1的路由表28R1的路由表28R2的路由表29R2的路由表29R1更新后的路由表30R1更新后的路由表30小结IP分组交付的分类直接交付间接交付路由选择算法的设计要求及分类路由查询的四种改进措施Internet路由选择协议及其分类内部网关协议外部网关协议31小结IP分组交付的分类31第6章网络层-2

32第6章网络层-2

1本章学习要求：IP分组的交付路由选择算法的分类路由表查询效率的提高方法Internet路由选择协议及其分类内部网关协议外部网关协议33本章学习要求：IP分组的交付26.4IP分组交付和路由选择

6.4.1IP分组交付

分组交付是指在互联网络中路由器转发IP分组的物理传输过程与分组转发交付机制;分组交付包括:直接交付和间接交付两类直接交付:不通过路由器的转发,分组直接交付目的主机与源主机在同一个网络内分组通过最后一个路由器到达目的主机间接交付：通过若干个路由器的转发目的主机与源主机在不同的网络内346.4IP分组交付和路由选择

6.4.1IP分组交付直接交付35直接交付4间接交付36间接交付56.4.2路由选择的基本概念IP分组的间接交付，需要通过多个路由器—路由选择路由器通过查询路由表，决定转发分组的端口路由表记录：目的地址和端口号（下一个路由器）的对应关系路由表通常是根据路由选择算法建立的376.4.2路由选择的基本概念IP分组的间接交付，需要通路由选择算法的设计要求稳定、正确和公平可收敛的可到达目的主机对所有主机公平尽可能简单算法速度快，路由器转发分组的延时小健壮的(Robust)能够自动适应网络拓扑（如路由器故障）和通信量（如链路的负载）的变化性能最佳算法开销最小：链路长度、数据速率、链路容量、传输延时…38路由选择算法的设计要求稳定、正确和公平7路由选择算法涉及的主要参数跳步数—分组从源结点到达目的结点经过的路由器的个数。带宽—链路的传输速率。延时—分组从源结点到达目的结点花费的时间。负载—通过路由器或线路的单位时间通信量。可靠性—传输过程中的误码率。开销—传输过程中的耗费（“费用”），与所使用的链路带宽相关。39路由选择算法涉及的主要参数跳步数—分组从源结点到达目的结点2.路由选择算法的分类路由选择算法包括：静态和动态静态路由选择算法:非自适应路由选择算法采用人工方式建立：通过手工输入所有的目的地址的路径更新：通过手工修改特点简单，开销较小但不能及时适应网络状态的变化适合小型、固定的局域网系统402.路由选择算法的分类路由选择算法包括：静态和动态9动态路由选择算法动态路由选择算法:自适应路由选择算法自动方式自动建立路由表自动更新路由表特点能自动适应网络状态的变化算法实现复杂，开销较大。

41动态路由选择算法动态路由选择算法:自适应路由选择算法103.路由选择模块与路由表

路由选择是通过路由选择模块和路由表实现的在每个路由器接收到一个IP分组时，路由选择模块必须进行路由查询；为了提高效率，路由器查询采用层次策略：判断该IP分组是不是直接交付?判断是不是特定主机交付?判断是不是特定网络交付?判断是不是默认交付？423.路由选择模块与路由表路由选择是通过路由选择模块和路由表路由选择算法结构43路由选择算法结构126.4.3提高路由表查询效率的基本方法

随着网络规模的急剧膨胀，路由表的记录数也相应迅速扩大路由表的查询效率提高方法下一跳路由选择特定网络路由选择特定主机路由选择默认路由选择446.4.3提高路由表查询效率的基本方法随着网络规模的急下一跳路由选择路由表中不记录分组路径的所有路由器的地址仅仅保留下一跳（下一个路由器）的地址特定网络路由选择路由表中的目的地址是：目的主机的网络号一条路由记录可以表示一个网络的所有主机的路由特定主机路由选择目的地址：目的主机的IP地址默认路由选择目的地址：0.0.0.045下一跳路由选择141.下一跳路由选择461.下一跳路由选择152.特定网络路由选择472.特定网络路由选择163.特定主机路由选择

483.特定主机路由选择174.默认路由选择

494.默认路由选择186.5Internet的路由选择协议

6.5.1自治系统与路由选择协议

根据路由选择协议，Internet可以分为2层:第一层：自治系统—单位内部网，内网路由选择：域内路由选择第二层：主干区域—主干网，外网域间路由选择自治系统的内部路由器负责第一层区域内部的主机之间的分组交换主干路由器负责不同的第一层区域之间的分组交换506.5Internet的路由选择协议

6.5.1自自治系统的核心是路由寻址的“自治”，即有权自主决定在系统内采用路由选择协议的类型自治系统内部的路由器了解系统内部的全部网络的路由信息能够连接本自治系统的主干路由器，对外网收发IP分组；要向主干路由器报告内部路由信息。5120Internet路由选择协议的分类

内部网关协议IGP(InteriorGatewayProtocol)一个自治系统内部使用的路由选择协议实例：路由信息协议(RIP)、开放最短路径优先协议(OSPF)外部网关协议EGP(EnteriorGatewayProtocol)使用不同的IGP的两个自治系统内主机之间的通信分组传送到自治系统的边界时此处网关和路由器等同52Internet路由选择协议的分类2153226.5.2内部网关协议

1.路由信息协议的基本概念路由信息协议（RIP,RoutingInformationProtocol）使用最广泛的内部网关协议分布式、基于距离向量的路由选择协议；RIP的特点协议简单适用于相对较小的自治系统，直径一般小于15跳步数。546.5.2内部网关协议

1.路由信息协议的基本概念路由RIP演示55RIP演示24RIP的思想路由器周期性地向外发送路