第二章-与非网-电子专才的职业加油站（提供产业信息，技术

1路由器技术及配置计算机网络教研室张海旸2家庭网络连接方式（补充）电话线口ADSL拨号器计算机拨号软件(PPPoE)ISP计算机计算机3电话线口ADSL拨号器计算机拨号软件(PPPoE)ISP计算机123.11.2.116192.168.1.1255.255.255.0192.168.1.2255.255.255.04Nat地址映射简介电话线口ADSL拨号器计算机拨号软件(PPPoE)ISP笔记本IP地址：192.168.1.2子网掩码：255.255.255.0端口自动映射123.112.59.236：100IP包源地址：192.168.1.2源端口：200计算机访问公网地址IP地址：192.168.1.2：200IP包源地址：123.112.59.236源端口：100目的主机5Nat地址映射电话线口ADSL拨号器计算机拨号软件(PPPoE)ISP笔记本IP地址：192.168.1.2子网掩码：255.255.255.0端口自动映射123.112.59.236：100IP包目的地址：192.168.1.2目的端口：200计算机访问公网地址IP地址：192.168.1.2：200IP包目的地址：123.112.59.236目的端口：100目的主机6Nat地址映射电话线口ADSL拨号器计算机拨号软件(PPPoE)ISP笔记本IP地址：123.112.59.236子网掩码：255.255.255.255IP地址：192.168.1.3子网掩码：255.255.255.0IP地址：192.168.1.2子网掩码：255.255.255.0端口映射123.112.59.236：80IP地址：192.168.1.2：80123.112.59.236：8080IP地址：192.168.1.3：807主要内容路由技术回顾路由器配置方法实验一回顾实验二内容扩展实验8路由技术回顾1.路由技术1.1基本概念1.2路由协议2.路由器技术2.1路由器简介2.2路由器技术2.3路由器技术的发展91.1基本概念（1）集线器、交换机、路由器集线器（HUB）的作用可以简单地理解为将一些机器连接起来组成一个局域网，与交换机（又名交换式集线器）的作用大体相同，两者的区别主要体现在以下四个方面：工作层次不同：集线器同时工作在第一层（物理层）和第二层（数据链路层），而交换机则至少工作在第二层，更高级的交换机可以工作在第三层（网络层）和第四层（传输层）数据传输方式不同：集线器采用的是广播方式，而交换机的数据传输是有目的的，数据只针对目的节点发送，且只在自己的MAC地址表中找不到的情况下第一次使用广播方式发送（交换机具有MAC地址学习能力）带宽占用方式不同：集线器采用的是共享带宽的工作方式，而交换机则是独享带宽的工作方式101.1基本概念（2）传输模式不同：集线器只能采用半双工方式进行传输，因为集线器共享传输介质，所以集线器在上行通道上一次只能传输一个任务，要么发送数据，要么接收数据路由器产生于交换机之后，两者也有一定的联系，不是完全独立的两种设备，路由器主要克服了交换机不能路由转发数据包的不足，区别如下：工作层次不同：最初的交换机工作在数据链路层，而路由器一开始就设计工作在网络层数据转发所依据的对象不同：交换机利用物理地址或MAC地址来确定转发数据的目的地址，而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域，而路由器则可以分割广播域路由器提供了防火墙服务：路由器仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包和未知目标网络的数据包111.1基本概念（3）桥接、交换、路由路由是把信息从源穿过网络传递到目的的行为，在路上，至少遇到一个中间节点，发生在OSI参考模型的第三层（网络层）而桥接发生在第二层（数据链路层）两者在传递信息的过程中使用不同的信息，并以不同的方式来完成各自的任务桥接说的是网络连接方法，而交换说的是数据处理方法网关（Gateway）又称网间连接器，协议转换器，是一种复杂的网络连接设备网关仅用于两个高层协议不同的网络互连网关的结构与路由器类似，不同的是互连层网关既可以用于广域网互连，也可用于局域网互连主要有三种网关：协议网关、应用网关、安全网关121.1基本概念（4）路由表路由表项包括：目的IP地址和网关可分为：直接路由项：目的地址和主机地址同处一个网段时使用间接路由项：目的地址和主机地址不在同一个网段时使用缺省路由项：目标IP不在上述两个路由项时使用路由类型主机路由：定义网关到一个指定主机的路由网络路由：定义网关到一个指定网段或网络的一条路由缺省路由：如果主机路由或网络路由都没有定义一条到目的地的路由，则使用缺省路由13路由表内容目的网络地址子网掩码Metric下一跳路由器地址接口141.1基本概念（5）路由的组成路径选择：判定到达目的地的最佳路径，由路由选择算法来实现交换：沿寻径好的最佳路径传送信息分组，由路由转发协议实现路由方式隐含方式：在配置适配器时进行和完成的静态方式：由网络管理员设置的，需要人工维护信息，不能反映网络拓扑的变化，缺乏自适应性，适用于比较简单的网络环境动态方式：由守护进程自动更新路由表，通常路由选择的守护进程周期性侦听所有路由刷新信息，并将收到的路由选择表信息进行广播，以便其它路由器更新其路由选择表151.1基本概念（6）路由的metric路径长度：最常用的metric，允许网管给每个网络链接人工赋以代价值，这时候路径长度即路径所经过链路的代价总和，也可以定义为路由跳数（路径经过的路由器个数）和可靠性：在路由算法中指网络链接的可依赖性，通常以位误率描述延迟：指分组从源通过网络达到目的所花的时间带宽：指链接可用的流通容量，在其它所有条件相同的情况下，更大的带宽更可取负载：指网络资源，如路由器的繁忙程度，可以从很多方面计算，包括CPU使用情况和每秒处理分组数通信代价：与路由的运作费用相关，是一种重要的metric161.1基本概念（7）网络协议被路由协议（RoutedProtocol）在网络中被路由的协议，亦称网络协议，指提供了网络层地址的协议，由终端节点使用，以将数据和网络层信息一起封装在数据包中，例如IP、IPX（互联网分组交换协议）、AppleTalk（由苹果公司开发的私有网络协议）路由协议（RoutingProtocol）也叫路由选择协议，是实现算法的协议，简单来说，它给网络协议做向导，例如RIP（路由信息协议）、IGRP（内部网关路由协议）、EIGRP（增强的IGRP）、OSPF（开放最短路径优先）、BGP（边界网关协议）171.2路由协议1.2.1路由协议的评价标准1.2.2单播路由协议181.2.1路由协议的评价标准可扩展性：当运行该协议的网络规模扩大时，不会导致路由协议性能的快速下降，从而影响网络性能高效性：路由协议应具有较小的协议负载，包括所使用的链路带宽、CPU计算负载健壮性：路由协议应该在网络拓扑发生变化时能够尽量减小受到的影响稳定性：路由协议应该避免和减少路由抖动实现简单：路由协议应当做到尽可能的简单，从而能够引入尽可能少的修改，实现与现有Internet协议和机制的结合191.2.2单播路由协议（1）单播单播是Internet最基本的功能，是点到点的通信单播时在源主机和目的主机之间需要有单独的数据通道，源主机所发出的分组内必须包括能够表示源主机和目的主机的唯一IP地址此外，从源主机发出的每一个分组只能传送给一个目标主机，并由路由器或交换机来实现分组的转发在数据转发路径上的每一个路由器都要维护由单播路由协议构成的路由表，并依据分组中的目的地址查找路由表来确定转发路径缺点：会给发送数据的源主机带来沉重的负担，同时对路由器和交换机的性能要求较高，提高了运行成本201.2.2单播路由协议（2）根据路由器在自治系统（AS）中的位置，可分为：内部网关协议（InteriorGatewayProtocol，IGP）RIPOSPFIS-ISIGRPEIGRP外部网关协议（ExteriorGatewayProtocol，EGP）EGPBGP其它域间路由协议：如CIDR（无类别域际路由选择）、IDRP（域际路由协议）211.2.2单播路由协议（3）RIP（RoutingInformationProtocol）路由信息协议RIP属于距离向量协议，使用距离（一般用跳数）作为度量来决定“最佳”路径（RIP规定metric最大跳数为15，高于此的都不可达，这是限制RIP不能应用于大型网络的主要因素）RIP2是RIP的扩展，它允许RIP消息携带更多的信息，并允许使用一个简单的认证机制来保护路由表更新，更重要的是增加了对可变长子网掩码（VLSM）的支持具有易配置的优点，在没有多重路径的网络中，被广泛使用，但是收敛（Convergence）时间长、适用的网络规模小，在具有多重路径的网络中可能导致无穷计算的问题221.2.2单播路由协议（4）OSPF（OpenShortestPathFirst）开放最短路径优先OSPF是由IETF所属的IGP工作组负责开发的一种基于SPF（最短路径优先）算法的路由协议OSPF的路由选择基于网络中物理链路的状态的变化，并且该变化能够被立即广播到网络中的每一个路由器OSPF能够实现快速适应网络拓扑变化的功能，OSPF更加适合于大型的互联网络，但是OSPF仍然存在路由计算量大、交互信息多的缺陷OSPFv3是OSPF扩展到IPv6的版本231.2.2单播路由协议（5）IS-IS（IntermediateSystem-to-IntermediateSystem）中间系统到中间系统的路由协议IS-IS是由ISO提出的一种路由选择协议，它是一种链路状态协议，最早仅用于OSI（开放系统交互）路由，只支持无连接的网络协议该协议中，IS（路由器）负责交换基于链路开销的路由信息并决定网络的拓扑结构，IS-IS类似于TCP/IP网络的开放最短路径优先协议IS-IS比OSPF更简单、易实现，但IS-IS所使用的度量值（6bit）和链路状态（8bit）有限241.2.2单播路由协议（6）IGRP（InteriorGatewayRoutingProtocol）内部网关路由协议IGRP是一种在AS中提供路由选择功能的Cisco专有网络协议，依然属于距离向量协议，该协议没有形成标准IGRP突破了RIP对最大跳数为16的限制，最大可支持255跳，同时，其最优路径的计算受到时延、带宽、可靠性和负载等方面的影响IGRP在AS中具有高跨度性，适合于复杂的网络，但是它的收敛时间比RIP还长，降低了链路负载，而且IGRP不支持可变长子网掩码251.2.2单播路由协议（7）EIGRP（EnhancedIGRP）增强的内部网关路由协议EIGRP是IGRP的更新协议，依然属于距离向量协议EIGRP使用了和IGRP相同的路由算法，最大支持255跳它集成了链路状态路由协议和距离向量路由协议的长处，并加入了散播更新算法EIGRP具有收敛速度快、CPU负载小、局部更新和支持可变长子网掩码的优点同IGRP一样，EIGRP也是Cisco公司开发的专用协议，不能使用EIGRP与其厂商的设备互联261.2.2单播路由协议（8）EGP（ExteriorGatewayProtocol）外部网关协议EGP是最早定义的域间路由协议，用于相邻自治系统的边界路由器交换信息和消息路由更新消息只能包含从本自治系统内部到达各网络的路由，而不能交换经由其它自治系统的路由由于不同自治系统的度量无关性，两条不同的路径无法比较，所以EGP只是一个可达性协议EGP是一个轮询协议，如果网络拓扑中有循环时，它将不能很好的工作，因而EGP现在很少使用271.2.2单播路由协议（9）BGP（BorderGa