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比赛类别：理工类教案主题：数据结构网络设备配置与管理课程教案第2页共10页教学专题路由器与路由选择编号0203授课学时授课对象网络系统管理专业二年级教学课型理论课授课形式课堂讲授教学内容和教学目标知识点学习要求了解理解掌握熟练掌握动态路由协议的基本原理正确性、快收敛、低开销、安全性和普适性等衡量路由协议的主要性能指标路由协议的分类RIP和OSPF协议配置命令与配置方法RIP协议本身就可能产生路由自环避免路由自环产生的解决方案，包括设置最大值、水平分割、触发更新、抑制时间四种方法教材分析教学重点动态路由协议的基本原理，RIP和OSPF协议配置命令与配置方法，衡量路由协议的主要性能指标教学难点动态路由协议的基本原理和避免路由自环产生的解决方案创新点课堂提示和课后作业相结合，启发学生主动学习网络设备配置与管理课程教案第3页共10页教学过程设计及时间分配一、选路信息协议（RIP）1、讲清动态路由协议在TCP/IP协议栈中都是属于应用层，动态路由协议的基本原理。2、介绍自治系统概念，讲清自治系统内部的协议（IGP）包括：RIP、IGRP、EIGRP、OSPF和IS－IS协议；自治系统之间的协议(EGP)只有BGP协议。3、衡量路由协议的主要性能指标：正确性、快收敛、低开销、安全性和普适性。4、RIP协议本身就可能产生路由自环，讲解避免路由自环产生的解决方案，包括设置最大值、水平分割、触发更新、抑制时间四种方法。5、RIP路由协议适用于小型网络，介绍RIP协议发现路由的方法，讲解RIP协议配置命令与方法。二、OSPF协议1、介绍OSPF协议的特点，包括可适应大规模网络、路由变化后收敛速度快、无路由自环、支持变长子网掩码VLSM、支持等值路由、提供路由分级管理等。2、介绍ROUTEID、RIP协议号是89和协议报文不转发等OSPF相关基本概念。3、简介OSPF协议计算路由的过程，介绍OSPF协议的五种协议报文。4、讲解OSPF协议配置命令与方法。三、边界网关协议（BGP4）BGP协议是用来在AS之间传递路由信息的，是一种距离矢量的路由协议，从设计上避免了路由环路的出现。端口号：179。简介其工作机制。45分钟35分钟10分钟网络设备配置与管理课程教案第4页共10页教学内容教学设计一、路由选择协议1.使用动态路由的基本条件：路由器运行相同的路由选择协议，执行相同的路由选择算法。2.广泛采用的路由选择协议：•路由信息协议RIP：利用向量-距离算法•开放式最短路径优先协议OSPF：利用链路-状态算法3.路由收敛（convergence）含义：互联网中的所有路由器都运行着相同的、精确的、足以反映当前互联网拓扑结构的路由信息。快速收敛是路由选择协议最希望具有的特征。二、RIP协议与向量-距离路由选择算法1、向量-距离路由选择算法基本思想：路由器周期性地向其相邻路由器广播自己知道的路由信息，用于通知相邻路由器自己可以到达的网络以及到达该网络的距离。相邻路由器可以根据收到的路由信息修改和刷新自己的路由表。向量-距离算法：首先，路由器启动时初始化自己的路由表，初始路由表包含所有去往网络设备配置与管理课程教案第5页共10页与该路由器直接相连的网络路径，初始路由表中各路径的距离均为0。然后，各路由器周期性地向其相邻的路由器广播自己的路由表信息。接下来，路由器收到其他路由器广播的路由信息后，刷新自己的路由表（假设Ri收到Rj的路由信息报文）。（1）Rj列出的某表目Ri中没有：Ri须增加相应表目，其“目的网络”是Rj表目中的“目的网络”，其“距离”为Rj表目中的距离加1，而“路径”则为Rj。（2）Rj去往某目的地的距离比Ri去往该目的地的距离减1还小：Ri修改本表目，其“目的网络”不变，“距离”为Rj表目中的距离加1，“路径”为Rj。（3）Ri去往某目的地经过Rj，而Rj去往该目的地的路径发生变化。则：•Rj不再包含去往某目的地的路径：Ri中相应路径须删除；•Rj去往某目的地的距离发生变化：Ri中相应表目的“距离”须修改，以Rj中的“距离”加1取代之。路由器启动时初始化路由表举例按照向量—距离路由选择算法更新路由表举例。网络设备配置与管理课程教案第6页共10页向量—距离路由选择算法的特点（1）优点：算法简单、易于实现。（2）缺点：慢收敛问题：路由器的路径变化需要像波浪一样从相邻路由器传播出去，过程缓慢。需要交换的信息量较大：与自己路由表的大小相似。（3）适用环境：路由变化不剧烈的中小型互联网。2、RIP协议RIP协议是向量-距离路由选择算法在局域网上的直接实现，RIP协议规定了路由器之间交换路由信息的时间、交换信息的格式、错误的处理等内容。RIP协议规定相邻的路由器之间每30s交换一次路由信息，路由信息来源于本地路由表，其中，路由器到达目的网络的距离以“跳数”计算。RIP协议的实现问题•相同开销路由：网络设备配置与管理课程教案第7页共10页•先见为主•过时路由：使用计时器•超时时间一般为180s，相当于6个RIP刷新周期慢收敛问题的产生原因正常情况3、慢收敛问题的解决对策（1）限制路径最大“距离”对策（2）水平分割对策（3）保持对策（4）带触发刷新的毒性逆转对策4、RIP协议与子网路由网络设备配置与管理课程教案第8页共10页（1）RFC颁布第一个版本之前，RIP协议已经被写成各种程序并被广泛使用主要原因：配置和部署简单（2）RIPVersion1，使用标准的IP地址，不支持子网路由（3）RIPVersion2•支持子网路由•支持身份验证•支持多播三、OSPF协议与链路—状态算法链路—状态路由选择算法的基本思想互联网上的每个路由器周期性地向其他路由器广播自己与相邻路由器的连接关系，互联网上的每个路由器利用收到的路由信息画出一张互联网拓扑结构图，利用画出的拓扑结构图和最短路径优先算法，计算自己到达各个网络的最短路径。链路—状态路由选择算法的基本思想举例OSPF路由选择协议网络设备配置与管理课程教案第9页共10页（1）OSPF路由选择协议以链路-状态算法为基础。（2）主要优势：收敛速度快，支持服务类型选路，提供负载均衡和身份认证。（3）适用环境：规模庞大、环境复杂的互联网。OSPF的主要缺陷和解决方法（1）主要缺陷：•要求较高的路由器处理能力•一定的带宽需求（2）主要解决方法•分层•指派路由器向量—距离算法与链路-状态算法的原理性差异（1）向量-距离路由选择算法•不需要路由器了解整个互联网的拓扑结构•通过相邻的路由器了解到达每个网络的可能路径（2）链路-状态路由选择算法•依赖于整个互联网的拓扑结构图•利用整个互联网的拓扑结构图得到SPF树，进而由SPF树生成路由网络设备配置与管理课程教案第10页共10页表四、部署和选择路由协议—静态路由1、静态路由静态路由适合于小型、单路径、静态IP互联网环境下使用。•小型互联网可以包含2到10个网络•单路径表示互联网上任意两个节点之间的数据传输只能通过一条路径进行•静态表示互联网的拓扑结构不随时间而变化2、部署和选择路由协议—RIP路由适合于小型到中型、多路径、动态IP互联网环境。•小型到中型互联网可以包含10到50个网络•多路径表明在互联网的任意两个节点之间有多个路径可以传输数据•动态表示互联网的拓扑结构随时会更改（通常是由于网络和路由器的改变造成的）3、部署和选择路由协议—OSPF路由适合较大型到特大型、多路径、动态IP互联网环境。•大型到特大型互联网应该包含50个以上的网络•多路径表明在互联网的任意两个节点之间有多个路径可以传播数据•动态表示互联网的拓扑结构随时会更改（通常是由于网络和路由器的改变造成的）课后小结本部分课程内容难度较大，实践性强，建议课上使用RIP协议配置和OSPF协议配置多媒体课件演示配置过程。要布置课后观看动态路由协议概述、RIP协议及配置、OSPF协议及配置、BGP协议及配置授课多媒体课件。并布置一个动态路由配置实例的作业。