计算机网络基础章路由概念

第1页，共32页，2023年，2月20日，星期四本章内容路由和路由表的作用静态路路由配置动态路由协议原理静态路由协议与动态路由协议区别第2页，共32页，2023年，2月20日，星期四课程议题路由和路由表的作用第3页，共32页，2023年，2月20日，星期四什么是路由什么是路由路由器提供了在异构网络中的互连机制，实现将数据包从一个网络发送到另一个网络。路由就是指导IP数据包发送的路径信息。第4页，共32页，2023年，2月20日，星期四路由选路路由选择表项必须包括下面两个项目：目的地址指向目的地的指针最精确的匹配，按程序递减的顺序，排列如下：主机地址（主机路径）子网一组子网（一条汇总路由）主网号一组主网号（超网）缺省地址第5页，共32页，2023年，2月20日，星期四路由选路(续)路由选择表的网络栏目列出了路由器可达的网络地址，指向目标网络的的指针在下一跳栏目第6页，共32页，2023年，2月20日，星期四路由的基本概念距离矢量路由协议与链路状态路由协议工作方式区别有类路由协议与无类路由协议概念区别路由协议的比较更新方式特点第7页，共32页，2023年，2月20日，星期四有类路由协议与无类路由协议有类路由协议有类路由协议在网络宣告时不带子网掩码在同一网络中，子网掩码保持一致在网络的边界上交换汇总路由信息典型的有类路由协议

RIPV1IGRP第8页，共32页，2023年，2月20日，星期四有类路由协议与无类路由协议无类路由协议无类路由协议在网络宣告时带有子网掩码无类路由协议支持变长子网掩码在网络中，无类路由协议可以手动控制汇总路由典型的无类路由协议

RIPV2OSPFIS-IS

第9页，共32页，2023年，2月20日，星期四路由协议的比较距离矢量还是链路状态？静态路由还是动态路由？有类路由还是无类路由？考虑网络规模考虑网络需求考虑可扩展性第10页，共32页，2023年，2月20日，星期四路由协议的比较路由协议RIPv1RIPv2OSPFBGP距离矢量√√√链路状态√有类路由协议√无类路由协议√√√变长子网掩码√√√路由自动汇总√√√路由手动汇总√√√收敛速度慢慢快慢第11页，共32页，2023年，2月20日，星期四路由协议的比较参数RIPv1OSPF协议UDP520IP89服务类型尽力而为1-to-1Windows管理距离值120110更新内容路由表链路和接口状态更新方式广播包组播包利用方式周期更新触发更新缺点有环路产生技术相对复杂路由特点完全信任邻居独自计算路径需求极少很多第12页，共32页，2023年，2月20日，星期四课程议题静态路由配置第13页，共32页，2023年，2月20日，星期四静态路由配置

配置命令iproute

network-numbernetwork-mask{ip-address|interface-id[ip-address]}[distance][enabled|disabled｜permanent｜weight|tag]参数描述network-mask目的IP掩码ip-address下一跳IP地址Interface-id接口号Distance管理距离Enable该路由为有效路由Disabled该路由为无效路由Permanent指定此路由即使该端口关掉也不被移掉Tag标记Weight权重第14页，共32页，2023年，2月20日，星期四静态路由配置示例实施静态路由选择的过程共有3步：第一步：为互联的每个数据链路确定地址（包括子网和网络）第二步：为每个路由器标识所有非直连的数据链路第三步：为每个路由器写出关于每个非直连数据链路的路由说明第15页，共32页，2023年，2月20日，星期四浮动静态路由浮动静态路由不能被永久的保存在路由选择表中，它仅仅会出现在一种特殊的情况下，即在一条首选路由发生失败的时候。浮动静态路由主要考虑到链路的冗余性能。第16页，共32页，2023年，2月20日，星期四负载均衡

负载均衡可以是等价或非等价的，这里的代价（cost）是一个通用术语，它指的是与路由相关联的度量。等价负载均衡（Equal-CostLoadSharing）——将流量均等地分布到多条度量相同的路径上。非等价负载均衡（Unequal-CostLoadSharing）——将报文分布到不同度量的多条路径上，各条路径上分布的流量与路由代价成反比，也就是说，代价越低的路径分配的流量越多，代价越高的路径分配的流量越少。第17页，共32页，2023年，2月20日，星期四负载均衡(续)第18页，共32页，2023年，2月20日，星期四负载均衡负载均衡有两种方式：基于目标网络和基于报文。基于目标网络的负载均衡和快速交换基于报文的负载均衡和过程交换第19页，共32页，2023年，2月20日，星期四课程议题动态路由协议基本原理第20页，共32页，2023年，2月20日，星期四动态路由协议基础知识

路由协议：通过提供共享路由选择信息的机制来支持被动路由协议。路由选择协议消息在路由器之间传送。路由选择协议允许路由器与其他路由器通信来修改和维护路由选择表，如RIP路由协议。被动路由的协议：是任何在网络层地址中提供了足够信息的网络协议，该网络协议允许将数据包从一个主机转发到以地址方案为基础的另一个主机，如IP协议。第21页，共32页，2023年，2月20日，星期四路径决策

路由决策如果其中有一个路由器链路失效了，如何通过其它路由器转发数据呢？到达同一目标网络出现了两路径，哪个路径又是最优的呢？什么机制可以确保所有路由器能顺利接收到所有的路由信息，而且这种机制怎样可以阻止更新报文在互联网中无休止地循环下去呢？第22页，共32页，2023年，2月20日，星期四

度量度量是指派给路由的一种变量，作为一种手段，度量可以按最好到最坏，或按最先选择到最后选择对路由进行等级划分。跳数（hopcount）带宽（bandwidth）负载（Load）时延（Delay）可靠性（Reliability）代价第23页，共32页，2023年，2月20日，星期四收敛

收敛：使所有路由选择表都达到一致状态的过程。收敛时间：全网实现信息共享以及所有路由器计算最优路径所花费的时间的总和。在任何路由选择协议里收敛时间都是一个重要的因素，在拓扑发生变化之后，一个网络收敛速度越快，说明路由选择协议越好。第24页，共32页，2023年，2月20日，星期四动态路由协议的分类按运行的区域范围分为：InteriorGatewayProtocol（IGP）：内部网关协议，用来在同一个自治系统内部交换路由信息。ExteriorGatewayProtocol（EGP）：外部网关协议，用来在不同的自治系统间交换路由信息。IGP内根据路由选择协议的算法不同分为：距离矢量（DistanceVector）：根据距离矢量算法，确定网络中节点的方向与距离。包括：RIP路由协议及IGRP（cisco私有协议）路由协议。链路状态（Link-state）：根据链路状态算法，计算生成网络的拓扑。包括：OSPF路由协议与IS-IS路由协议。第25页，共32页，2023年，2月20日，星期四距离矢量路由协议与链路状态路由协议综述距离矢量路由协议路由以矢量（距离，方向）的方式被通告出去链路状态路由协议链路状态路由器从对等路由器那里获取第一手信息第26页，共32页，2023年，2月20日，星期四距离矢量路由协议距离矢量名称的由来是因为路由是以矢量（距离、方向）的方式被通告出去，其中距离是根据度量定义的，方向是根据下一跳路由器定义的。通用属性定期更新（PeriodicUpdates）邻居（Neighbours）广播更新（BroadcastUpdates）路由失效计时器水平分割（SplitHorizon）计数无穷大触发更新（TriggeredUpadte）抑制定时器（HolddownTimer）异步更新（AsynchronousUpdate）第27页，共32页，2023年，2月20日，星期四链路状态路由协议链路状态路由协议，有时叫最短路径优先协议或分布式数据库协议，是围绕着图论中的一个著名算法——E.W.Dijkstra的最短路径算法设计的。通用属性邻居链路状态泛洪扩散SPF算法区域第28页，共32页，2023年，2月20日，星期四课程议题静态路由和动态路由的区别第29页，共32页，2023年，2月20日，星期四静态路由和动态路由的区别