1、1,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),主編 唐繼勇 中國(guó)水利水電出版社,2,項(xiàng)目五 互聯(lián)IP網(wǎng)絡(luò),任務(wù)6 動(dòng)態(tài)路由的配置,3,5.6.1 任務(wù)目的及要求,網(wǎng)間動(dòng)態(tài)路由協(xié)議RIP工作原理和應(yīng)用場(chǎng)合 OSPF的工作原理和應(yīng)用場(chǎng)合 在路由器上配置RIP協(xié)議，掌握配置過(guò)程和測(cè)試動(dòng)態(tài)路由協(xié)議的運(yùn)行效果,4,5.6.2 背景知識(shí),1.動(dòng)態(tài)路由概述 動(dòng)態(tài)路由選擇策略即自適應(yīng)路由選擇，其特點(diǎn)是能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜，開(kāi)銷(xiāo)也比較大；需要在路由器上運(yùn)行路由協(xié)議并進(jìn)行相應(yīng)的路由協(xié)議配置,5,不存在一種絕對(duì)的最佳路由算法； “最佳”只能是相對(duì)于某一種特定要求度量值(Metric)下得出的較為合理的選擇 跳數(shù)（h

2、op count）：IP數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)目的地經(jīng)過(guò)的路由器個(gè)數(shù)； 帶寬（bandwidth）：鏈路的數(shù)據(jù)發(fā)送能力； 延遲（delay）：將數(shù)據(jù)從源送到目的地所需的時(shí)間； 負(fù)載（load）：網(wǎng)絡(luò)中（如路由器中或鏈路中）信息流的活動(dòng)數(shù)。如CPU 使用情況和每秒處理的分組數(shù)； 可靠性（reliability）：數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的差錯(cuò)率； 最大傳輸單元(MTU) ：路由器端口所能處理的、以字節(jié)為單位的包的最大尺寸； 開(kāi)銷(xiāo)（cost）：一個(gè)變化的數(shù)值，通?？梢愿鶕?jù)建設(shè)費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用、使用費(fèi)用等因素由網(wǎng)絡(luò)管理員指定,6,2.動(dòng)態(tài)路由分類(lèi),因特網(wǎng)將整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)劃分為許多較小的自治系統(tǒng) AS 一個(gè)自治系統(tǒng)是一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)，

3、其最重要的特點(diǎn)就是自治系統(tǒng)有權(quán)自主地決定在本系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)采用何種路由選擇協(xié)議。 一個(gè)自治系統(tǒng)的所有路由器在本自治系統(tǒng)內(nèi)都必須是連通的,7,內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGP (Interior Gateway Protocol) 即在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)議。目前這類(lèi)路由選擇協(xié)議使用得最多，如 RIP 和 OSPF 協(xié)議。 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP (External Gateway Protocol) 若源站和目的站處在不同的自治系統(tǒng)中，當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)傳到一個(gè)自治系統(tǒng)的邊界時(shí)，就需要使用一種協(xié)議將路由選擇信息傳遞到另一個(gè)自治系統(tǒng)中。這樣的協(xié)議就是外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 EGP，在外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議中目前使用最多的是 BGP-4

4、。,8,R1,H1,H2,內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGP （例如，RIP）,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,EGP,EGP,EGP,內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGP （例如，OSPF）,外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 EGP （例如，BGP-4）,IGP,R3,R2,自治系統(tǒng)和內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議、外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議,9,3.距離矢量算法,距離矢量路由選擇算法（Bellman-Ford算法）：路由器周期性地向其相鄰路由器廣播自己知道的路由信息，用于通知相鄰路由器自己可以到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)以及到達(dá)該網(wǎng)絡(luò)的距離（通常用“跳數(shù)”表示），相鄰路由器可以根據(jù)收到的路由信息修改和刷新自己的路由表。 運(yùn)行

5、距離矢量型路由協(xié)議的路由器向它的鄰居通告路由信息時(shí)包含兩項(xiàng)內(nèi)容，一個(gè)是距離（跳數(shù)）；一個(gè)是它的出口方向。,10,距離失量路由算法的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：算法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn) 缺點(diǎn)：易產(chǎn)生慢收斂問(wèn)題，路由器的路徑變化需要像波浪一樣從相鄰路由器傳播出去，過(guò)程緩慢；需要交換的信息量較大，與自己路由表的大小相似 適用環(huán)境：路由變化不劇烈的中小型互聯(lián)網(wǎng),11,4. RIP,RIP 協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)路由器要維護(hù)從它自己到其他每一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的距離記錄 從一路由器到直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為 0（或者1） 從一個(gè)路由器到非直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為所經(jīng)過(guò)的路由器數(shù)加 1 RIP 協(xié)議中的“距離”也稱(chēng)為“跳數(shù)”(h

6、op count)，因此每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器，跳數(shù)就加 1 RIP 認(rèn)為一個(gè)好的路由就是它通過(guò)的路由器的數(shù)目少，即“距離短” RIP 不能在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間同時(shí)使用多條路由,12,構(gòu)建路由表,13,14,13.0.0.0 S0 2,10.0.0.0 S0 2,15,1 1 2 1 3 1 ,F,E,D,C,B,A,5 1 6 1 ,2 1 5 1 ,3 1 4 1 ,4 1 6 1 ,1 1 5 1 ,一開(kāi)始，各路由表只有到直接相連的 網(wǎng)絡(luò)的距離,網(wǎng) 3,網(wǎng) 2,網(wǎng) 4,網(wǎng) 6,網(wǎng) 5,網(wǎng) 1,“4”表示“從本路由器到網(wǎng) 4”,“1”表示“距離是 1”,“”表示“直接交付”,16,F,E,D,C,B,

7、A,5 1 6 1 ,2 1 5 1 ,3 1 4 1 ,1 1 5 1 ,路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表,網(wǎng) 3,網(wǎng) 2,網(wǎng) 4,網(wǎng) 6,網(wǎng) 5,網(wǎng) 1,1 2 A 2 2 A 3 1 4 1 6 2 C,A 說(shuō)：“我到網(wǎng) 1 的距離是 1?！?因此 B 現(xiàn)在也可以到網(wǎng) 1， 距離是 2，經(jīng)過(guò) A。”,17,F,E,D,C,B,A,5 1 6 1 ,2 1 5 1 ,3 1 4 1 ,1 1 5 1 ,路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表,網(wǎng) 3,網(wǎng) 2,網(wǎng) 4,網(wǎng) 6,網(wǎng) 5,網(wǎng) 1,1 2 A 2 2 A 3 1 4 1 6 2 C,A 說(shuō)：“我到網(wǎng) 2 的

8、距離是 1。” 因此 B 現(xiàn)在也可以到網(wǎng) 2， 距離是 2，經(jīng)過(guò) A?！?18,F,E,D,C,B,A,5 1 6 1 ,2 1 5 1 ,3 1 4 1 ,1 1 5 1 ,路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表,網(wǎng) 3,網(wǎng) 2,網(wǎng) 4,網(wǎng) 6,網(wǎng) 5,網(wǎng) 1,1 2 A 2 2 A 3 1 4 1 6 2 C,A 說(shuō)：“我到網(wǎng) 3 的距離是 1。” 但 B 沒(méi)有必要繞道經(jīng)過(guò)路由器 A 再到達(dá)網(wǎng) 3，因此這一項(xiàng)目不變。,19,F,E,D,C,B,A,5 1 6 1 ,2 1 5 1 ,3 1 4 1 ,1 1 5 1 ,路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表,網(wǎng) 3,網(wǎng)

9、2,網(wǎng) 4,網(wǎng) 6,網(wǎng) 5,網(wǎng) 1,1 2 A 2 2 A 3 1 4 1 6 2 C,C 說(shuō)：“我到網(wǎng) 4 的距離是 1。” 但 B 沒(méi)有必要繞道經(jīng)過(guò)路由器 C 再到達(dá)網(wǎng) 4，因此這一項(xiàng)目不變。,20,F,E,D,C,B,A,5 1 6 1 ,2 1 5 1 ,3 1 4 1 ,1 1 5 1 ,路由器 B 收到相鄰路由器 A 和 C 的路由表,網(wǎng) 3,網(wǎng) 2,網(wǎng) 4,網(wǎng) 6,網(wǎng) 5,網(wǎng) 1,1 2 A 2 2 A 3 1 4 1 6 2 C,C 說(shuō)：“我到網(wǎng) 6 的距離是 1。” 因此 B 現(xiàn)在也可以到網(wǎng) 6， 距離是 2，經(jīng)過(guò) C。”,21,最終所有的路由器的路由表都更新了,F,E,D,

10、C,B,A,1 1 2 1 3 1 4 2 B 5 2 E 6 3 B,1 1 2 2 A 3 2 A 4 3 A 5 1 6 2 F,1 2 E 2 2 D 3 3 C 4 2 C 5 1 6 1 ,1 3 B 2 3 B 3 2 B 4 1 5 2 F 6 1 ,網(wǎng) 2,網(wǎng) 6,網(wǎng) 5,網(wǎng) 1,網(wǎng) 3,網(wǎng) 4,1 2 A 2 1 3 2 A 4 3 A 5 1 6 2 F,1 2 A 2 2 A 3 1 4 1 5 3 C 6 2 C,22,RIP協(xié)議特點(diǎn) RIP協(xié)議讓互聯(lián)網(wǎng)中的所有路由器都和自己的相鄰路由器不斷交換路由信息，并不斷更新其路由表，使得從每一個(gè)路由器到每一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的路由都是

11、最短的 雖然所有的路由器最終都擁有了整個(gè)自治系統(tǒng)的全局路由信息，但由于每一個(gè)路由器的位置不同，它們的路由表也是不同的 RIP協(xié)議規(guī)定路由器每30秒鐘與其相鄰的路由器交換一次路由信息 RIP 限制了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，它能使用的最大距離為 15（16 表示不可達(dá)）,23,5鏈路狀態(tài)算法與OSPF協(xié)議,OSPF(開(kāi)放最短路徑優(yōu)先)是另一種經(jīng)常被使用的路由選擇協(xié)議；OSPF使用鏈路狀態(tài)路由選擇算法，可以在大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下使用 工作原理：互聯(lián)網(wǎng)上的每個(gè)路由器周期性地向其他路由器廣播自己與相鄰路由器的連接關(guān)系，例如鏈路類(lèi)型、IP地址和子網(wǎng)掩碼、帶寬、延遲、可靠度等，從而使網(wǎng)絡(luò)中的各路由器能獲取遠(yuǎn)方網(wǎng)絡(luò)的鏈路

12、狀態(tài)信息，以使各個(gè)路由器都可以畫(huà)出一張互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。利用這張圖和最短路徑優(yōu)先算法，路由器就可以計(jì)算出自己到達(dá)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最短路徑,24,25,26,鏈路狀態(tài)路由選擇算法與距離矢量路由選擇算法的區(qū)別： 距離矢量型路由協(xié)議的路由器依靠它的鄰居獲取遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)和路由器的信息，不需要路由器了解整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)際上它對(duì)遠(yuǎn)方的網(wǎng)絡(luò)狀況一無(wú)所知，僅是“聽(tīng)說(shuō)”而已。 鏈路狀態(tài)型協(xié)議通過(guò)相鄰路由器獲取遠(yuǎn)方網(wǎng)絡(luò)的鏈路狀態(tài)信息，它對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)或既定區(qū)域的認(rèn)識(shí)是直接的、完整的。并且它依賴(lài)于整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，利用該圖得到SPF樹(shù)，再由SPF樹(shù)生成路由表。,27,RIP與OSPF的區(qū)別： 協(xié)議的收斂時(shí)間短 不

13、存在路由環(huán)路 支持VLSM和CIDR 節(jié)省網(wǎng)絡(luò)鏈路帶寬，OSPF只是發(fā)送有變化的鏈路狀態(tài)更新 網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性強(qiáng)。在OSPF的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，對(duì)數(shù)據(jù)包所經(jīng)過(guò)的路由器數(shù)目即跳數(shù)沒(méi)有進(jìn)行限制。其次，OSPF為不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)分別提供了單域（single area）和多域（multiple area）兩種配置模式,28,區(qū)域 0.0.0.1,區(qū)域 0.0.0.3,主干區(qū)域 0.0.0.0,至其他自治系統(tǒng),R9,R7,R6,R5,R4,R3,R2,R1,網(wǎng) 8,網(wǎng) 6,網(wǎng) 3,網(wǎng) 2,網(wǎng) 1,網(wǎng) 7,區(qū)域 0.0.0.2,網(wǎng) 4,網(wǎng) 5,R8,29,6.管理距離（路由的優(yōu)先級(jí)）,如果路由器上同時(shí)啟動(dòng)了兩種路由協(xié)議，兩種協(xié)議都通過(guò)更新得到了有關(guān)某一網(wǎng)絡(luò)的路由，但下跳的地址是不一樣的，路由器會(huì)如何轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包？ 注意：在同種路由協(xié)議下，才能用Metric的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)做比較 管理距離（Administrative Distance）：路由器用來(lái)評(píng)價(jià)路由信息可信度（最可信也意味著最優(yōu)）的一個(gè)指標(biāo)。每種路由協(xié)議都有一個(gè)缺省的管理距離。管理距離值越小，協(xié)議的可信度越高 缺