沈鑫剡编著《路由和交换技术》(第2版)配套课件第6章

©2006工程兵工程学院计算机教研室路由和交换技术（第2版）第六章路由协议路由和交换技术第6章路由协议本章主要内容直连路由项和静态路由项；路由协议和动态路由项；路由协议基础；RIP；OSPF；BGP。路由协议路由和交换技术6.1直连路由项和静态路由项本讲主要内容直连路由项；静态路由项；静态路由项缺陷。路由协议路由和交换技术一、直连路由项192.1.4.1/30192.1.4.2/30192.1.5.1/30192.1.5.2/30192.1.6.2/30192.1.2.254/24192.1.3.254/24R1R3192.1.3.0/24终端A终端B终端C192.1.6.1/30192.1.1.254/24R2192.1.1.0/24192.1.2.0/24目的网络输出接口下一跳192.1.1.0/241直接192.1.4.0/302直接192.1.5.0/303直接R1路由表路由器自动生成的用于指明通往这些直接连接的网络的传输路径的路由项称为直连路由项。路由协议路由和交换技术192.1.1.0/24192.1.1.1192.1.2.0/24192.1.2.1192.1.3.0/24192.1.3.1192.1.4.0/24192.1.4.1193.1.4.1193.1.7.1193.1.9.2RR11RR33RR2222RR44RR55RR66RR77二、静态路由项路由器建立路由表的过程就是找出通往各个子网的最短路径的过程，在RIP中，最短路径就是经过跳数最少的路径目的网络距离下一跳路由器192.1.1.0/243193.1.4.1192.1.2.0/243193.1.7.1192.1.3.0/241直接192.1.4.0/242193.1.9.2R5路由表路由协议路由和交换技术三、静态路由项缺陷一是大型互连网络很难做到各个路由器配置的静态路由项一致二是互连网络的拓扑结构是动态变化的三是为了容错，各个网络之间存在多条传输路径四是实际网络配置静态路由项的工作量是无法想象的路由协议路由和交换技术6.2路由协议和动态路由项本讲主要内容路由协议定义；路由协议生成动态路由项实例；路由协议生成动态路由项过程。路由协议路由和交换技术一、路由协议定义每一个路由器通过和其他路由器相互交换路由消息，发现与互连网络拓扑结构一致的、通往互连网络中所有网络的最短路径，并据此生成用于指明通往互连网络中所有网络的最短路径的路由项。每一个路由器发送的路由消息中给出该路由器能够到达的网络和有关互连网的状态。路由协议就是一组用于规范路由消息的格式、路由器之间路由消息交换过程、路由器对路由消息的处理流程的规则。路由协议路由和交换技术二、路由协议生成动态路由项实例1．建立直连路由项为路由器的每一个接口配置IP地址和子网掩码后，路由器路由表中自动生成直连路由项。2．相邻路由器之间定期交换路由消息两个路由器相邻，表示这两个路由器存在连接在同一个网络上的接口，这个网络也是互连这两个路由器的传输网络。相邻路由器之间定期相互交换路由消息，路由消息中包含路由器的全部直连路由项和路由器连接相邻路由器的接口的IP地址。路由器通过接收到的路由消息建立用于表明通往没有与其直接连接的网络的传输路径的路由项。路由协议路由和交换技术三、路由协议生成动态路由项过程1．路由协议工作过程路由器启动路由协议后，由路由协议完成以下工作过程。向其他路由器传递网络可达性信息。从其他路由器接收网络可达性信息。确定最佳路由。应对网络拓扑结构变化。路由协议路由和交换技术三、路由协议生成动态路由项过程2．路径距离路径距离可以是传输路径经过的路由器跳数。代价=108/带宽，路径距离等于传输路径经过的物理链路的代价和。路由协议要求代价必须是整数，当物理链路带宽大于100Mbps时，需要为物理链路定义一个能够反映物理链路带宽的代价值。路由协议路由和交换技术6.3路由协议基础本讲主要内容路由协议分类；路由协议要求；距离向量路由协议；链路状态路由协议。路由协议路由和交换技术一、路由协议分类距离向量路由协议距离向量路由协议要求每一个路由器定期向其相邻路由器公告全部路由项，由于每一项路由项用于指明通往某个网络或网络前缀相同的一组网络的传输路径，路由器拥有某项路由项，意味着该路由器已经建立通往目的网络字段指定的一个或一组网络的传输路径。链路状态路由协议互连网络中的某个路由器获得所有其他路由器的链路状态信息，就可构建互连网络的拓扑结构，并在此基础上计算出该路由器到达所有网络的最短路径。路由协议路由和交换技术内部网关协议用于建立自治系统内传输路径的路由协议称作内部网关协议外部网关协议用于建立自治系统间传输路径的路由协议称作外部网关协议一、路由协议分类路由协议路由和交换技术IGPIGPEGPASASBR一、路由协议分类互连网络分成多个自治系统；用于建立自治系统内端到端路径的路由协议称为内部网关协议；用于建立自治系统间端到端路径的路由协议称为外部网关协议。路由协议路由和交换技术二、路由协议要求建立完整路由表选择最佳路由简单、开销小实时反映网络拓扑结构的变化具有稳定性快速收敛路由协议路由和交换技术三、距离向量路由协议本讲主要内容距离向量路由协议创建路由表过程距离向量路由协议特性路由协议路由和交换技术1．距离向量路由协议创建路由表过程192.1.4.1/30192.1.4.2/30192.1.5.1/30192.1.5.2/30192.1.6.2/30192.1.2.254/24192.1.3.254/24R1R3192.1.3.0/24终端A终端B终端C192.1.6.1/30192.1.1.254/24R2192.1.1.0/24192.1.2.0/24路由协议路由和交换技术每一个路由器对于所有网络有着两个参数，一是距离，二是方向，距离给出该路由器到达该网络经过的跳数，方向给出该路由器通往该网络的传输路径上的下一跳。用Di（NETj）表示路由器Ri到达网络NETj的距离，Pi（NETj）表示路由器Ri通往网络NETj的传输路径的方向。1．距离向量路由协议创建路由表过程路由协议路由和交换技术1．距离向量路由协议创建路由表过程类型目的网络输出接口距离下一跳C192.1.1.0/2410直接C192.1.4.0/3020直接C192.1.5.0/3030直接类型目的网络输出接口距离下一跳C192.1.2.0/2410直接C192.1.6.0/3020直接C192.1.4.0/3030直接类型目的网络输出接口距离下一跳C192.1.3.0/2410直接C192.1.5.0/3020直接C192.1.6.0/3030直接路由器R1、R2和R3自动生成的直连路由项路由协议路由和交换技术路由器R1初始参数如下。D1（NET1）=0，P1（NET1）=直接路由器R2的初始参数如下。D2（NET2）=0，P2（NET2）=直接。当路由器R2接收到路由器R1发送的D1（NET1）时，求出路由器R2到达网络NET1的距离=D1（NET1）+E（R2，R1）=0+1=1。其中E（R2，R1）是路由器R2到达路由器R1的距离，由于每经过一跳路由器，距离增1；P2（NET1）=R1。1．距离向量路由协议创建路由表过程路由协议路由和交换技术路由器R3的初始参数如下。D3（NET3）=0，P3（NET3）=直接。当路由器R2接收到路由器R3发送的D3（NET3）时，求出路由器R2到达网络NET3的距离=D3（NET3）+E（R2，R3）=0+1=1；P2（NET3）=R3。1．距离向量路由协议创建路由表过程路由协议路由和交换技术1．距离向量路由协议创建路由表过程类型目的网络输出接口距离下一跳C192.1.1.0/2410直接C192.1.4.0/3020直接C192.1.5.0/3030直接D192.1.2.0/2421192.1.4.2D192.1.6.0/3021192.1.4.2D192.1.3.0/2431192.1.5.2路由器R1完整路由表路由协议路由和交换技术2．距离向量路由协议特性周期性广播全部路由项容易发生路由环路实时性差设置触发机制设置无效定时器路由协议路由和交换技术四、链路状态路由协议本讲主要内容链路状态路由协议建立路由表过程链路状态路由协议特性路由协议路由和交换技术1．链路状态路由协议建立路由表过程RouterIDNeighborCost路由器R1链路状态R1192.1.1.0/241R1192.1.4.2（R2）10R1192.1.5.2（R3）1路由器R2链路状态R2192.1.2.0/241R2192.1.4.1（R1）10R2192.1.6.2（R3）1路由器R3链路状态R3192.1.3.0/241R3192.1.5.1（R1）1R3192.1.6.1（R2）1三个路由器建立的链路状态路由协议路由和交换技术1．链路状态路由协议建立路由表过程R1R2ACK泛洪链路状态建立前图所示的链路状态信息库路由协议路由和交换技术1．链路状态路由协议建立路由表过程令D(v)为源结点（路由器R1）到达结点v的距离，它是从源结点沿着某一路径到达结点v所经过的链路的代价之和，L(i,j)为结点i至结点j的距离。①以R1为树根，求出各个结点和根结点之间距离。D(v)=L(R1,v)若结点v与R1直接相连∞若结点v与R1不直接相连②找出与根结点距离最短的结点（假定为结点w），将该结点连接到以R1为根的树上，并重新对剩下的结点计算到达根结点的距离，D(v)=MIN{D(v),D(w)+L(w,v)}。③重复步骤②，直到所有结点都连接到以源结点为根的树上。路由协议路由和交换技术1．链路状态路由协议建立路由表过程1R13192.1.1.0/24192.1.5.2192.1.3.0/24192.1.2.0/24R3R2RB类型目的网络输出接口距离下一跳C192.1.1.0/2410直接C192.1.4.0/3020直接C192.1.5.0/3030直接D192.1.2.0/2433192.1.5.2D192.1.3.0/2432192.1.5.2路由器R1完整路由表路由协议路由和交换技术2．链路状态路由协议特性快速收敛消除路由环路实时性好实现负载均衡传输开销大计算复杂度高路由协议路由和交换技术6.4RIP本讲主要内容RIP消息格式；RIP工作过程；RIP建立路由表实例；RIP动态适应网络变化的过程；计数到无穷大和水平分割；RIP缺陷。路由协议路由和交换技术一、RIP消息格式净荷224.0.0.9IP地址子网掩码下一跳距离IP地址子网掩码下一跳距离…52052017接口地址净荷源端口号目的端口号协议目的IP地址源IP地址IP分组UDP报文路由项1路由项NRIP消息R2RBRIP消息封装为IP分组过程路由协议路由和交换技术二、RIP工作过程RIP(路由信息协议）是一种路由协议。相邻路由器之间通过交换路由信息动态构建路由表。根据网络拓扑结构求出的端到端最短传输路径构建路由表。路由协议路由和交换技术RIP的工作思路如下：用D(i,j)表示路由器i到达网络j的距离，如果某个路由器i直接连接某个网络j，则该路由器到达该网络的距离最短，距离为1，D（i,j）=1。如果某个路由器i没有直接和某个网络j连接，则必须找到一个中间路由器k，使得D（i,k）+D（k,j）为最短，通常情况下，中间路由器k和路由器i相邻。二、RIP工作过程路由协议路由和交换技术根据路由消息中的路由项N，D(X,N)确定路由器Y到达网络N的最短路径的过程如下：D(Y,N)=D(X,N)＋1；如果路由器Y的路由表中没有用于指明通往网络N的最短路径的路由项，说明传输路径Y→X和X→N是路由器Y发现的第一条通往网络N的传输路径，以该传输路径为最短路径，生成对应的路由项，目的网络＝N，距离＝D(Y,N)，下一跳＝路由器X（用封装路由消息的I