第6讲-路由协议
数据通信基础知识培训——路由协议
距离矢量路由协议的优点：配置简单，占用较少的内存和 CPU处理时间 缺点：扩展性较差，比如RIP最大跳数不能超过16跳。
路由泛洪
初始化
目标网络
下一跳
跳数
目标网络
下一跳
跳数
目标网络 10.1.30 10.1.4.0
下一跳 ---
跳数 0 0
10.1.1.0
---
0
0
10.1.2.0
10.1.3.0
路由器A到路由器D有两条路由： • Path1: ABCD，总路由花费是9 • Path2: AEFCD，总路由花费是12 路由器优选较小花费值的路由，并加入到路由
等价路由：ECMP
等价路由：ECMP，Equal Cost Multi-Path • 到同一个目的地有几条相同花费的路由，当路由优先级相 同时，这些路由都会被加入到路由表中，IP包会在这几个 链路上负载分担。 目前的实现中，支持负载分担的路由协议为RIP、OSPF、 BGP和IS-IS，静态路由也支持负载分担。
---
0
0
t0
10.1.2.0
路由器启动时对路由表进行初始化，对每个与自己直接相连 的网络生成一个表项。 每个初始表项跳数为0
周期性更新
目标网络 10.1.1.0 10.1.2.0
下一跳 --10.1.2.2
跳数 0 0 1
目标网络 10.1.2.0 10.1.3.0 10.1.1.0 10.1.4.0
路由协议分类——协议算法
根据协议算法分类 1、距离矢量路由选择协议（Distance-Vector） 包括RIP和BGP。其中，BGP也被称为路径矢量协议（ Path-Vector） 2、链路状态路由选择协议（Link-State) 又称为最短路径优先路由选择协议，包括OSPF和ISIS
《路由协议》课件
对未来学习与实践的建议
01
深入学习各种路由协议的原理与特点
为了更好地理解和应用路由协议，需要深入学习各种路由协议的原理与
特点，掌握其工作机制和应用场景。可以通过阅读相关教材、参加技术
培训、参与技术社区等方式进行学习。
02
实践操作与案例分析
通过实践操作和案例分析，可以更好地理解和应用路由协议。可以通过
详细描述
根据作用范围和应用场景的不同，路由协议可以分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）两类。内部 网关协议主要用于自治系统内部，如RIP、OSPF等；而外部网关协议主要用于不同自治系统之间的路由选择，如 BGP等。
路由协议的作用和重要性
总结词
路由协议的主要作用是自动发现和维护路由信息，确保数据包能够正确、高效地传输到 目标网络或主机。
路由协议通信方式
包括周期性更新、按需更新等，这些方式能够根据网络状况 和设备需求进行动态调整，提高网络通信效率和稳定性。
路由协议的路由算法
路由协议的路由算法分类
包括距离矢量算法、链路状态算法等，这些算法根据不同的网络状况和设备需 求进行选择和应用。
路由协议的路由算法特点
包括收敛速度快、路由路径优化等，这些特点能够提高网络通信效率和稳定性 ，降低网络拥塞和延迟。
确定网络拓扑结构
根据实际网络环境，确定路由器 和交换机的连接方式，绘制网络 拓扑图。
测试与验证
通过ping命令、traceroute等工 具测试路由协议的连通性和性能 。
路由协议的优化方法
调整路由协议参数
根据网络实际情况，调整路由 协议的参数，如Hello和Dead 时间、Cost值等，以提高路由
详细描述
路由协议在网络中扮演着至关重要的角色。通过自动发现和维护路由信息，路由协议能 够确保数据包能够沿着最佳路径传输到目标网络或主机。此外，路由协议还具有许多其 他功能，如路由汇总、策略路由、负载均衡等，这些功能能够提高网络的性能和可靠性
路由协议详解范文
路由协议详解范文
路由协议是构建和维护路由表的协议，也是计算机网络中最重要的协
议之一、它用于构建和维护网络的路由表，通过启用路由来确定路由器如
何把数据包传送到下一个目标网络。
路由协议的主要功能是将来自不同的网络上的数据包进行协调，使它
们能够被可靠地传输，从而建立和维护路由表。
它主要用来告诉路由器如
何找到特定网络的下一跳路由器，以及如何将数据包发送到该目标网络中。
路由协议主要有两种，即距离向量路由协议和链路状态路由协议。
距
离向量路由协议是一种传输控制协议，它使路由器能够根据路由表中储存
的信息决定它要发送到哪一台路由器。
它的工作原理是，路由器将它的
“距离”发送到每个联接路由器，然后从其他路由器获得它的更新距离，
从而更新路由表，获得最短路径。
链路状态路由协议是一种非常有用的路
由协议，它会问路由器关于链路状态，如是否存在下一跳和它是否可用。
它的工作原理是，当链路发生变化时，路由器会发送一个更新报文告诉其
他路由器，从而实时更新路由表，使数据传输能够正确地发送到目标网络。
路由协议的主要作用是通过确定数据包的路径。
必背课程——路由协议
路由即是指导IP 数据包发送的路径信息路由器要想很好的完成路由的功能，则要做如下相关的工作：1、检查数据包的目的地：该功能主要用于确定路由器是否了解目的地信息。
2、确定信息源：路由器从哪里获得给定目的地的路径？由管理员静态指定的，还是动态地从其他路由器那里得到的？3、发现可能的路由：到目的地的可能路由有哪些？4、选择最佳路由：到目的地的最佳路径是哪条？路由器是否应在多条路径之间均衡负载？5、验证和维护路由信息：到目的地的路径是否有效？是否是最新的？路由器除了生成路由表外还会定期的验证和维护路由信息，确保路由表中的条目有效根据来源不同，路由表中的路由通常可分为以下三类：1、链路层协议发现的路由（也称为接口路由或直连路由）2、由网络管理员手工配置的静态路由3、动态路由协议发现的路由链路层发现的路由不需要维护，减少了维护的工作。
而不足之处是链路层只能发现接口所在的直连网段的路由，无法发现跨网段的路由。
跨网段的路由需要用其他的方法获得静态路由与动态路由做一下对比。
1、静态路由必须由管理员手工指定。
当网络拓扑发生变化时，需要管理员手工更新配置。
同时静态路由只适合简单小型的网络，当网络结构复杂、路由条目繁多的时候，静态路由将难以胜任。
2、动态路由通过网络中运行的路由协议收集网络信息。
当网络拓扑发生变化时，路由器会自动更新路由信息，不必管理员手工去更新作用的范围，路由选择协议可分为：1、IGP（Interior Gateway Protocol）内部网关协议：用于自治系统（AS）内部交换路由信息的路由协议称为内部网关协议。
其中本课程介绍的RIP和OSPF都是属于IGP。
本课程没有介绍到的ISIS、IGRP、EIGRP协议同样属于IGP协议。
2、EGP（Exterior Gateway Protocol）外部网关协议：用于自治系统（AS）之间交换路由选择信息的路由协议称为外部网关协议。
边界网关协议（BGP）就属于EGP协议。
路由协议的定义
路由协议的定义路由协议的定义一、双方基本信息甲方：（以下简称“甲方”）地址：法定代表人：联系电话：电子邮箱：乙方：（以下简称“乙方”）地址：法定代表人：联系电话：电子邮箱：双方基本信息应包括公司名称、地址、法定代表人、联系人等信息。
二、各方身份、权利、义务、履行方式、期限、违约责任1、甲方身份甲方为网络服务提供商，具有独立的经营和管理权利，是路由协议的提出方。
2、乙方身份乙方为网络接入服务商，通过甲方提供的网络服务向用户提供网络接入服务，是路由协议的接受方。
3、甲方权利和义务甲方有权根据本协议的内容及相关法律法规对乙方进行监督和管理。
甲方有义务确保其提供的网络服务稳定可靠，保证符合国家相关法律法规的要求。
4、乙方权利和义务乙方有权在甲方提供的网络服务范围内向用户提供网络接入服务。
乙方有义务保证其提供的网络接入服务符合国家相关法律法规的要求，在使用甲方提供的网络服务时，遵守国家相关法律法规。
5、履行方式甲乙双方应在执行协议时充分沟通，采取有效措施确保协议的顺利执行。
甲乙双方应该在项目开始前制定详细的实施方案，并采取有效的管理措施对实施进行监督。
6、期限本协议自双方签署之日起生效，有效期为一年，到期前须双方协商续签。
7、违约责任当一方违反本协议约定，给对方造成经济损失或其他损失的，应当承担相应的违约责任。
同时，违约方还应对其违约行为所造成的一切后果承担责任。
三、需遵守中国的相关法律法规甲乙双方在协议执行过程中，应严格遵守相关国家法律法规、政策、规章制度等，确保协议的合法性和可执行性。
四、明确各方的权力和义务本协议中明确了甲乙双方的权利和义务，涉及到经济、资源、机密等方面，应当保证合法性和安全性。
同时，在执行过程中，双方应当协商和解决任何有关协议执行的事宜。
五、明确法律效力和可执行性本协议具有法律效力，甲乙双方无论是在国内还是国外，都须遵守协议约定。
如果因协议执行产生争议，应当依法解决。
六、其他本协议的任何变更、补充，应经甲乙双方的协商一致，并以书面形式作出修改。
路由协议
常见
0
0
2
4
0 6
OSPF
IGRP
BGP
0 1
RIP
0 3
IS-IS
0 5
EIGRP
主条目：路由信息协议
RIP很早就被用在Internet上，是最简单的路由协议。它是“路由信息协议（Route Information Protocol）”的简写，主要传递路由信息，通过每隔30秒广播一次路由表，维护相邻路由器的位置关系，同时根 据收到的路由表信息计算自己的路由表信息。RIP是一个距离矢量路由协议，最大跳数为15跳，超过15跳的网络 则认为目标网络不可达。此协议通常用在网络架构较为简单的小型网络环境。分为RIPv1和RIPv2两个版本，后者 支持VLSM技术以及一系列技术上的改进。RIP的收敛速度较慢。
主条目：内部网关路由协议
IGRP协议是“内部网关路由协议（Interior Gateway Routing Protocol）”的缩写，由Cisco于二十世纪 八十年代独立开发，属于Cisco私有协议。IGRP和RIP一样，同属距离矢量路由协议，因此在诸多方面有着相似点， 如IGRP也是周期性的广播路由表，也存在最大跳数（默认为100跳，达到或超过100跳则认为目标网络不可达）。 IGRP最大的特点是使用了混合度量值，同时考虑了链路的带宽、延迟、负载、MTU、可靠性5个方面来计算路由的 度量值，而不像其他IGP协议单纯的考虑某一个方面来计算度量值。IGRP已经被Cisco独立开发的EIGRP协议所取 代，版本号为12.3及其以上的Cisco IOS（Internetwork Operating System）已经不支持该协议，已经罕有运 行IGRP协议的网络。
路由选择协议主要是运行在路由器上的协议，主要用来进行路径选择。
计算机网络的路由协议
计算机网络的路由协议计算机网络的路由协议是计算机网络中一种非常重要且必不可少的通信协议，用于在网络中寻找合适的路径，将数据包从源地址发送到目的地址。
在当今互联网时代中，路由协议对于数据信息的传输速度、可靠性和安全性等方面都起着至关重要的作用。
本文将从路由协议的定义、工作原理、分类以及最常用的路由协议四个方面来探讨计算机网络的路由协议。
一、路由协议的定义简单地说，路由协议就是一组规则，用以在网络中实现数据包的转发。
它通过将数据包从源地址发送到目的地址的路径寻找，实现网络通信。
路由协议通常采用“跳数”与“成本”等指标来决策最优路径，以提高网络性能的同时也保证了网络的可靠传输。
二、路由协议的工作原理路由协议的工作原理可以用以下步骤来描述：1、当一个数据包产生时，它会被发送到通信网络上。
2、路由器会接收到来自通信网络上的数据包，然后尝试查找最佳路径。
为了做出最佳决策，路由器需要评估它与每个连接的成本，并且通过跳数等指标来判断该路径是否可用。
3、一旦路由器决策出最佳路径，就会将该数据包发送到最佳路径上，以最短的时间和距离将数据包从源地址发送到目的地址。
4、在数据包到达目的地址之前，它可能会经历多个路由节点。
每个节点将检查下一跳的最优路径，并沿着路径继续转发。
最后，当数据包到达目的地时，路由器或者交换机将重新组装所有的数据包，并将其发送到接受方。
三、路由协议的分类1、静态路由协议静态路由协议是一种手动配置路由表的方法，它需要管理员手动添加或删除路由规则。
这种协议适用于网络规模较小的情况，例如家庭局域网或小型企业网络。
静态路由协议的优点是灵活性较高，因为管理员可以手动控制路由规则，从而使网络更加安全，并且不会降低网络的性能。
缺点是手动添加和修改路由规则需要一定的技术水平，并且在网络拓扑变化时，需要手动更新路由表，比较繁琐。
2、动态路由协议动态路由协议是一种自动配置路由表的方法。
它可以监测网络拓扑变化，并使用每一个节点的路由表信息来计算网络中的最短路径。
路由协议与路由器配置
定期重启路由器
保持路由器性能和稳定性。
03
02
更新软件版本
及时更新路由器软件版本，以获得 最新的功能和安全补丁。
监控网络流量
定期监控网络流量，确保网络正常 运行。
04
常见故障处理
网络速度慢
检查网络流量、设备性能、网络瓶颈等，优 化网络配置。
无法访问网络
检查物理连接、配置文件、网络设置等，确 保正确无误。
路由器死机
重启路由器、更新软件版本、检查硬件故障 等，解决死机问题。
THANKS.
在单个自治系统内传
播路由信息。
启用EIGRP路由协议 ：在路由器上输入命 令`router eigrp {AS_number}`，进入 EIGRP配置模式。
指定EIGRP网络段： 使用命令`network {network_address} {wildcard_mask}`来 声明EIGRP网络段。
•·
指定区域：使用命令`area {area_id}`来创建OSPF区域 ，其中区域ID可以是0或1到32767之间的任意数值。
调整OSPF参数：通过命令`interface {interface_name}`进入接口配置模式，然后使用命令 `ospf {ospf_parameters}`来调整OSPF相关参数。
路由协议与路由器配置
contents
目录
• 路由协议概述 • 常见的路由协议 • 路由器配置基础 • 路由协议的配置 • 路由器性能优化 • 路由器故障排查与维护
路由协议概述
01
路由协议的定义
路由协议
是一种网络协议，用于自动发现和选 择最佳路径，将数据包从一个网络节 点传送到另一个网络节点。
路由协议原理与优化
路由协议原理与优化在计算机网络中，路由协议是指用于决定数据包传输路径的一套规则和算法。
它能够将源主机发送的数据包有效地传送到目的主机。
路由协议的原理是基于网络拓扑结构和路由策略，通过交换路由信息和计算最短路径，确定数据包的传输路径。
一、路由协议的原理路由协议的原理涉及以下几个方面：1. 路由表路由表是路由器上的重要数据结构，它记录了目的网络和下一跳路由器之间的映射关系。
路由器根据路由表中的信息来决定数据包的传输路径。
2. 路由信息交换路由器之间通过路由信息交换协议（如RIP、OSPF、BGP等）来交换彼此的路由信息。
这样每个路由器都能了解整个网络的拓扑结构和相邻路由器的状态。
3. 路由选择算法路由选择算法是路由器根据收集的路由信息计算出数据包的最佳传输路径。
常见的路由选择算法包括最短路径优先（SPF）算法、距离向量算法等。
4. 路由协议的更新机制为了适应网络拓扑的变化和故障的发生，路由协议需要具备一定的更新机制。
路由器会周期性地向相邻路由器发送更新消息，以实现路由表的动态更新。
二、路由协议的优化策略为了提高网络的性能和可靠性，人们采取了一系列的优化策略，使得路由协议更加高效和稳定。
以下是常见的路由协议优化策略：1. 路由聚合路由聚合是将多个小网段的路由汇聚成一个较大的网段，减少了路由器之间交换路由信息的负载，提高了路由协议的收敛速度和网络的可扩展性。
2. 路由过滤路由过滤是通过配置路由器的策略，限制某些路由信息的传播。
对于不必要的路由信息，可以通过路由过滤来减少路由表的规模，提高路由器的处理速度。
3. 路由重分布路由重分布是将不同路由协议之间的路由信息进行转换和传递，使得网络中的不同区域可以使用不同的路由协议。
这样可以充分利用各种路由协议的优势，提高网络的性能和灵活性。
4. 路由策略路由策略是指根据网络的实际需求，制定合理的路由转发策略。
通过设置路由的优先级、各种路由的开销等参数，可以优化路由协议的运行效果。
实用网络技术06
路由表的三种产生方式
直接路由 静态路由 动态路由协议产生的路由
安徽师范大学 数学计算机科学学院 陈少军 《实用网络技术》 第6讲 路由器的基本概念及操作 IP路由技术（1）
10
路由器物理构造
路由器区别与交换机的硬件结构
NVRAM（非易失性随机存储器） Line（广域网线缆）
安徽师范大学 数学计算机科学学院 陈少军 《实用网络技术》 第6讲 路由器的基本概念及操作 IP路由技术（1） 4
路由器的功能
路由器主要用于连接不同的网络
路由器属于网络层设备,能够识别IP地址进行数据包 的转发 路由器具有寻径和转发的功能，来实现数据包从一 个网络传输到另一个网络
安徽师范大学 数学计算机科学学院 陈少军 《实用网络技术》 第6讲 路由器的基本概念及操作 IP路由技术（1）
FLASH(RGNOS)
RAM
安徽师范大学 数学计算机科学学院 陈少军 《实用网络技术》 第6讲 路由器的基本概念及操作 IP路由技术（1）
12
路由器启动过程(续)
RAM
随机存 储器
runningconfig
ROM 只读 存储 器
启动微代码， 硬件信息
接口
10M 100M 1000M以太网 口、光纤接口 RGNOS 锐捷网络操作 系统 NVRAM 非易失性 RAM
30
第06讲（2） IP路由技术（1）
安徽师范大学 数学计算机科学学院 陈少军 《实用网络技术》 第6讲 路由器的基本概念及操作 IP路由技术（1）
31
路由信息
7
路由表的产生方式
静态路由
在简单拓扑结构的网络里，网络管理员手动输入路由条目。
路由协议的概述
02
03
特点
应用场景
配置简单、易于理解和管理，但 缺乏灵活性，无法自动适应网络 变化。
适用于小型网络或拓扑结构固定 的网络环境。
动态路由协议
定义
动态路由协议是路由器之间自动交换路由信 息并据此动态构建路由表的协议。
特点
能够自动适应网络变化，提高路由效率，但 配置和管理相对复杂。
应用场景
适用于大型网络或拓扑结构多变的网络环境。
特点
OSPF具有很强的扩展性，适用于大型网络。它能够快速收敛并适应网络变化，提供更精确的路由计 算。
BGP协议
工作原理
BGP使用路径向量路由选择算法，通过比较可达目标的不同路径的属性（如距离、带宽、负载等）来选择最佳路 径。
特点
BGP主要用于互联网的核心，能够处理大量的路由信息并支持多种路由策略。它具有优秀的扩展性和灵活性，但 配置和管理相对复杂。
02
路由协议通过共享路由信息，使路由器能够构建路由表，从而
确定数据包的下一跳地址。
路由协议通常采用分层的结构，以便更好地管理和组织路由信
03
息。
作用
通过使用路由协议，路由器能够自动学习相邻 路由器的网络地址和路径信息，并更新和维护
路由表。
此外，路由协议还可以提供负载均衡、策略路由等功 能，以满足不同的网络需求和性能要求。
配置步骤
了解网络需求
明确网络规模、拓扑结构、数据流量等需 求，为选择合适的路由协议提供依据。
监控与维护
定期监控路由协议的运行状态，及时处理 故障和异常情况，并根据需要进行调整和 优化。
选择合适的路由协议
根据需求和评估结果，选择适合的路由协 议，如OSPF、BGP、RIP等。
《路由协议》课件
EIGRP
增强内部网关路由选择协议， 用于Cisco设备之间的路由。
运行路由协议的基本原理
• 邻居发现和邻居关系建立 • 路由信息交换和更新 • 最佳路径选择算法
路由协议的，减少路由表规模。
2
路由策略
根据业务需求制定路由选择策略，优化数据传输。
静态路由和动态路由的区别
1 静态路由
配置简单，适用于小型网络；不适应网络拓扑变化，需要手动更新。
2 动态路由
自动适应网络拓扑变化，路由表自动更新；配置复杂，协议开销较大。
常用路由协议的特点和应用场景
OSPF
开放最短路径优先，适用于中 大型企业网络。
BGP
边界网关协议，用于互联网上 的自治系统之间的路由选择。
3
故障检测和恢复
监测网络状况，快速检测故障并采取措施恢复正常运行。
实例分析：不同路由协议的对比和选择
OSPF
开源免费，适用于复杂网络拓扑。
BGP
大规模网络，高可扩展性，自治系 统之间的路由选择。
EIGRP
Cisco设备，易于配置和管理。
《路由协议》PPT课件
路由协议的定义和作用
路由协议是计算机网络中用于确定数据包传输路径的一种协议。它通过交换信息，帮助网络设备找到最佳的路径来 传输数据，实现网络中不同设备之间的通信。
常见的路由协议类型
1 静态路由协议
2 动态路由协议
管理员手动配置，路由信息不会随网络变化而改 变。
自动学习和传播路由信息，可以根据网络变化自 动调整路由表。
路由协议有哪些
路由协议有哪些路由协议是计算机网络中用于确定数据包传输路径的一种协议。
在网络中，路由器通过路由协议来交换路由信息，以确定最佳的数据传输路径。
不同的路由协议有不同的特点和适用场景，下面我们来介绍一些常见的路由协议。
1. 静态路由协议。
静态路由是一种手工配置的路由方式，管理员需要手动设置路由表，指定数据包的传输路径。
静态路由的优点是配置简单，对网络流量有较好的控制。
但是静态路由的缺点也很明显，当网络拓扑结构发生变化时，需要手动修改路由表，维护成本较高。
2. RIP协议。
RIP（Routing Information Protocol）是一种最早的动态路由协议，它使用跳数作为路径选择的度量标准。
RIP协议适用于小型网络，但是对于大型网络来说，由于其收敛速度慢和跳数限制，性能较差。
3. OSPF协议。
OSPF（Open Shortest Path First）是一种基于链路状态的路由协议，它使用带宽作为路径选择的度量标准。
OSPF协议适用于中大型网络，具有快速收敛、支持VLSM（可变长子网掩码）和路由聚合等优点。
但是OSPF协议配置复杂，占用大量内存和计算资源。
4. BGP协议。
BGP（Border Gateway Protocol）是一种用于互联网的路径选择协议，它基于AS（自治系统）进行路由选择。
BGP协议具有灵活的路由策略和路由过滤能力，支持多路径和路由聚合。
但是BGP协议配置复杂，需要较高的技术水平来维护。
5. EIGRP协议。
EIGRP（Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）是思科公司开发的一种高级距离向量路由协议。
EIGRP协议具有快速收敛、低带宽消耗和低延迟等特点，支持VLSM和路由聚合。
但是EIGRP协议是专有协议，只能在思科设备上使用。
总结。
不同的路由协议适用于不同的网络环境和需求。
静态路由适用于小型网络，RIP协议适用于简单的网络环境，OSPF协议适用于中大型网络，BGP协议适用于互联网，EIGRP协议适用于思科设备。
路由协议有哪些
路由协议有哪些路由协议是计算机网络中用于确定数据包传输路径的一种协议。
它们决定了数据包从源主机到目的主机的传输路径，保证了网络通信的顺利进行。
在计算机网络中，常见的路由协议包括静态路由协议、距离矢量路由协议和链路状态路由协议等多种类型。
静态路由协议是一种最简单的路由协议，它是由网络管理员手动配置的路由信息。
静态路由协议的优点是配置简单，对网络资源的消耗较小，但是当网络拓扑结构发生变化时，需要手动更新路由信息，维护成本较高。
距离矢量路由协议（Distance Vector Routing Protocol）是一种基于跳数的路由选择协议，常见的距离矢量路由协议有RIP（Routing Information Protocol）和IGRP（Interior Gateway Routing Protocol）。
距离矢量路由协议通过交换路由更新消息来确定最佳路径，但是由于其盲目性和慢收敛的特点，逐渐被淘汰。
链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）是一种基于网络拓扑的路由选择协议，常见的链路状态路由协议有OSPF（Open Shortest Path First）和IS-IS （Intermediate System to Intermediate System）。
链路状态路由协议通过交换链路状态信息来计算最短路径，具有快速收敛和较好的稳定性。
此外，还有一种叫做路径向量路由协议（Path Vector Routing Protocol）的路由协议，常见的路径向量路由协议有BGP（Border Gateway Protocol）。
路径向量路由协议是一种自治系统之间的路由选择协议，具有较好的扩展性和灵活性，被广泛应用于互联网的路由选择中。
总的来说，不同类型的路由协议各有优缺点，网络管理员需要根据实际网络环境和需求来选择合适的路由协议。
静态路由协议适用于网络规模较小且拓扑结构稳定的情况；距离矢量路由协议适用于小型网络，但不适合大型网络；链路状态路由协议适用于大型复杂网络；路径向量路由协议适用于自治系统之间的路由选择。
网络路由技术中的链路状态路由协议详解(系列六)
网络路由技术中的链路状态路由协议详解一、引言在当今信息爆炸的时代，互联网已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而互联网的正常运行离不开有效和高效的路由技术。
本文将详细介绍网络路由技术中的链路状态路由协议。
二、什么是链路状态路由协议链路状态路由协议是一种通过交换和存储网络中各个节点之间的连接状态，从而计算和选择最佳路由的一种路由协议。
每个节点都会维护一个路由表，其中包含了到达其他节点的最佳路径。
链路状态路由协议的目标是建立一个具有全局最优性能的网络路由。
三、链路状态路由协议的工作原理1. 邻居发现：每个节点会发送特定的消息来发现相邻节点，并建立邻居关系。
这样，每个节点就能知道与之相连的节点及其连接状态。
2. 邻居状态传播：当节点发现新的邻居或邻居的连接状态发生变化时，节点会将这些信息广播给所有相邻节点。
通过这种方式，网络中的每个节点都能够了解整个网络的邻居关系和连接状态。
3. 路径计算：每个节点根据自己的邻居状态信息，使用一定的算法计算到达其他节点的最佳路径。
常用的算法有最短路径优先（SPF）算法，其中Dijkstra算法是最常用的算法之一。
4. 路由表更新：每个节点会将计算得到的最佳路径写入自己的路由表中，并将此信息传播给相邻节点。
这样，整个网络中的节点都能得到最新的路由信息。
四、链路状态路由协议的优缺点链路状态路由协议相比于其他协议，具有以下优点：1. 高度可靠：由于节点之间会周期性地交换连接状态信息，链路状态路由协议能够更精确地反映网络中的实际情况，从而提供更可靠的路由信息。
2. 支持负载均衡：链路状态路由协议能够根据网络的拓扑结构和各节点的负载情况，动态选择最佳路径进行数据传输，实现负载均衡。
3. 支持快速收敛：链路状态路由协议能够在网络拓扑变化时，通过快速地计算和更新路由表，迅速适应网络变化，从而实现快速收敛。
然而，链路状态路由协议也存在一些缺点：1. 存储需求高：每个节点都需要维护一个完整的网络拓扑图，保存所有节点的连接状态信息，这导致存储需求较高。
路由协议-资料.ppt
6.1.2 路由协议的作用及分类
路由协议的作用在于它是路由器能够与其他的路由器 交换有关网络拓扑和可达性的信息(动态,尤其是外网)。
第六章 路由协议
第六章 路由协议
6.1 路由器的工作原理及路由协议 6.1.1 路由器的工作原理 6.1.2 路由协议的作用及分类
6.2 RIP路由信息协议 6.2.1 RIP协议数据包的格式 6.2.2 RIP协议的工作过程 6.2.3 RIP协议的缺陷 6.2.4 RIP2
6.3 OSPF开放最短路径优先 6.4 BGP边界网关协议 6.5 Internet的路由体系结构
6.1 路由器的工作原理及路由协议
路由表保存了通过该路由器可能到达的目标网络 以及如何到达该目标网络的信息。
路由表的目标地址主要是目标网络地址，但也可 以包含两种特殊的路由表项。一种是默认路由，它可 以进一步简化路由表，当路由表中没有表项能与目标 网络相匹配时，就把数据报发送到默认路由。
6.1 路由器的工作原理及路由协议
1. 距离-向量路由算法和路由信息协议RIP 距离-向量算法有时也称为Bellman-Ford算法，该 算法的基本思想是路由器会周期性地把自己的路由表 拷贝传送给与其直接相连网络的各个路由器。
6.1 路由器的工作原理及路由协议
距离-向量算法的具体内容可描述如下： (1) 在初始启动路由器时，各路由器的路由表只包含了与本路由 器直接相连网络的路由，因为各路由器还不知道去其他网络的信息， 并把距离设为0(与本路由器直接相连)。 (2) 各路由器周期性地向相邻的路由器广播自己的路由表信息， 收到广播路由信息的其他路由器根据这些信息对自己的路由表进行刷 新。如果路由器A收到了发自路由器B的路由信息(以下用A和B表示)， 则路由器A路由表的刷新可以分为以下几种情况：
路由协议
配置后，R1的路由表如下： R1# show ip route
Gateway of last resort is not set C C R 200.200.1.0/24 is directly connected, Ethernet0 200.200.0.0/24 is directly connected, Serial0 200.200.2.0/24 [120/1] via 200.200.0.2, 00:00:40, Serial0
内部网关
网络1 网络2
边界网关 IGP EGP AS1
网络8 网络4 网络3 网络7 网络5 网络6 网络9
AS2
AS3
内部网关：处于自治系统内部的路由器，它们运行内部 网关协议，它们的路由范围只包括自治系统内部的各网 络。 边界网关：处于自治系统之间的路由器，它们运行外部 网关协议，处理要发往其它自治系统的数据报。
距离向量路由协议
距离向量路由协议包括RIP、IGRP、IS-IS等。 距离向量路由协议基于 Bellman Ford 算法生成路由表。 它的基本思想是：各路由器定期广播自己的路由表；当 路由器收到邻居路由器的路由表后，用算法把两个路由 表合并。 合并方法： 1、把自己不能识别的网络加入路由表； 2、把距离(跳数)加1； 3、把转发出口改为收到路由表的接口。 4、剔除已经失效的路由项目。
自治系统方便了网络的管理，也方便了网络的扩充。当 一个自治系统中增加了新的网络时，它只对本自治系统 内部的路由器和边界路由器有影响，对其它自治系统的 内部路由器没有影响。
常见路由协议： 外部网关协议(EGP)：BGP。 内部网关协议(IGP)：RIP、IGRP、IS-IS、OSPF、 EIGRP等。 其中IGP根据其原理又分为距离向量路由协议(DV)、 IGP (DV) 链路状态路由协议(LS)和混合路由协议。
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●
解决问题基本方法
◇
H1
静态路由
网络1
网络1
R4 R1
网络2
网络2
R2
H2 直接到达 直接到达 R1 R3 H3
直接到达 直接到达 R2 R4
R3
网络2 网络3 网络4
网络3 网络1 网络4
H4
网络4
网络3
—— 只能用于规模很小的网络
4
●
动态路由
H1 网络1 网络1
R4
R1
网络2 网络2
R2
H2 直接到达
直接到达
网络2
直接到达
网络3
直接到达
H4
网络4
R3
网络3
H3
H1H3 How?
H1R1drop
原因：R1没有到达网络3的路由信息 思路：R2有网络3的路由信息，R2告诉R1
办法：信息交换（相邻路由器共享路由信息）
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二、路由表的建立和维护 两种方式：静态配置，动态路由交换 1. 静态配置：管理员手工配置和更新路由表
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3、链路状态算法分析
◇ 故障调整问题：
如链路出现故障时，收敛的时间代价是多少？收敛的 通信代价是多少？
◇ 其他问题分析：
如负载均衡？
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§6.3 内部网关协议IGP
（Interior Gateway Protocol） 用在单一AS内部选择路由
一、选路信息协议RIP（Routing Information Protocol）
网络号 下一站 R1 D D
距离 1 0 0
方法1：直接清除到达网络1的路由信息
计数到无限问题
相 同
方法2：将到达网络1的距离先设置为无穷大 （在具体实现中，是将该值设置为一个比较大 的整数，比如16） 慢收敛问题
思考讨论：选16合适吗？
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3、矢量距离算法分析
◇
其他问题分析
性能分析 收敛时间？
□ 环路检测
每个目的站在路由信息中都要占一个条目，因 此传递时要消耗较多带宽 矢量距离算法适用于规模不大、网络拓扑结构 变化不频繁的环境
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3、矢量距离算法分析
◇
故障调整问题分析
网络1
×
D D D R2
R1
网络2
R2 R2路由表
网络3
网络1和R1 之间的连通 出现故障！
R1路由表 网络号 下一站 网络1 网络 1 网络2 网络3 距离 0 16 0 1 网络1 网络2 网络3
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3. Internet中的自治系统结构 多主干下选路问题如何解决？
如何限制选路信息的传播？ 参与交换路由信息的路由器群组规模不能太大 启发式指导原则： （1）广域网上 ≤ 12个路由器（核心） （2）若干局域网范围 ≤ 60个路由器 目前的Internet Internet主干网 概念结构
NAP1
H1 网络1 网络2 H2
□
R1
R4
R2
H4
网络4
R3
网络3
H3
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二、链路状态路由算法 - 最短路径优先SPF
（Shortest Path First）
1、 SPF算法思想：通过交换链路状态，让AS中的每 个路由器都有一张该AS的网络拓扑结构图
节点：路由器；边：网络
链路状态 链路状态
R1
201.16.49.1
J发来的路由表（<V,D>序偶 信息，以第一人称报告） 目的站 网络1 网络4 网络17 网络21 网络24 网络30 网络42 替换 增加 距离 2 3 6 4 5 10 3
K更新后的 路由表
16
修改
3、矢量距离算法分析
所需的 CPU和内存开销并不多，但它的路由信 息要通过相邻路由器的再计算和传递，由于路由信 息传播速度缓慢，且计算结构可能出错，因此容易 引发路由更新的不一致问题
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三、Internet路由体系的发展
路由体系的内容：如何对 Internet 中的路由器进行 划分、管理和控制，以便有效地交换路由信息 路由体系的重要性：决定了互联网的运行效率 Internet路由体系的发展： （1）初期的核心路由体系 （2）随后的对等主干路由体系 （3）当前的自治系统路由体系
8
9
2. Internet的对等主干结构 （契机：NSFNET的引入）
主机1 主机2
ARPANET主干网 R1 R2 NSFNET主干网 Rn
主机4
主机3
选路模式 ① 各主干网内部按核心结构方式进行选路 ② 各核心网关拥有对另一部分的默认路由 问题 ① 两主干间多重接入，造成选路困难 ② 具有非法目的地址的数据报形成选路回路
路由协议主要关注的是后者 3. 路由表的两个主要问题 ① 初始化 （路由协议根据初始配置） ② 动态更新 （路由协议交换路由信息）
核心
6
3、选路指标
（1）原则：用部分信息进行选路 让每个路由器了解整个Internet的结构是不现实的， 也是不必要的 （2）选路信息必须构成一个整体，满足： ①存在性：任两台主机根据路由信息都存在一条路径 （单个路由器所做的贡献是局部的，但所有路由器组 成的系统是完备的） ②有效性：任两台主机根据选路算法都能找到一条路径 ③最优性：所选路径是最好的（或者比较好） （指标：带宽、延迟 、负载、跳数等，通常仅考虑 一两个） ④效率高：选路、路由表更新快、代价小
网络1的协议族
说明：
网络2的协议族
序 偶 2
0
网络2的IP地址 0 0 到网络2的距离 ……
① 命令： ‚1‛ = 请求路由信息 ‚2‛ = 响应路由请求 ② 首部后面最多有25个序 偶信息。若路由信息大于25， 则广播多个RIP报文 ③ 每个序偶信息20字节， 只利用10字节 ④ 用目的地址 0.0.0.0 通告 默认路由
缺点：计算最短路径时，需要路由器具有较高 的CPU性能
优点：
首先，各路由器都基于相同的原始数据独立地 计算路径，而不依赖于中间路由器的计算，具有较 好的收敛性(Convergence) 其次，每个路由器的链路状态报文大小仅取决 于其直接链路的多少，而与整个网络的路由器数目 无关，因此该算法具有较好的规模可扩展性 (Scalability)
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例：K的路由表
目的站 网络1 网络2 网络4 网络17 网络24 网络30 网络42 目的站 网络1 网络2 网络4 网络17 网络21 网络24 网络30 网络42 距离 0 0 8 5 6 2 2 距离 0 0 4 5 5 6 2 4 下一跳 直接 直接 路由器L 路由器M 路由器J 路由器Q 路由器J 下一跳 直接 直接 J 路由器M J 路由器J 路由器Q J
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3、RIP-1的问题
（1）不能用于传播变长子网地址或CIDR型地址 （2）慢收敛（或称计数到无限）问题 网络收敛概念: 所有路由器的信息应该是一致的 收敛时间 : 网络中某个变化至所有路由器重新达到一致的时 间
1、基本思想：以跳数作为度量值，通过交换路由表， 计算出所有已知的最短路由，更新路由表
表项基本格式： <目的网络，距离，下一跳> 跳数（hop） 从源站到目的站之间所经过的路由器数目
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2、步骤： ① 初始化: 路由器启动时，对每个直接相连的网络 生成一个表项，hop数都为0 ② 路由表交换: 路由器周期性向相邻路由器广播自 己的整个路由表 ③ 路由表更新: 路由器每收到一个邻站的路由表后， 则更新自己的路由表 假设K收到J发来的路由表，则考虑如下更新： (1) K不知道目的站，则加入 (2) 有通过J的更短路，则替换 (3) 原下一跳为J的距离有变化，则修改
秒 a. 一个更新定时器：30秒 180 b. (每条)路由超时定时器：180秒 秒 c. (每条无效)路由刷新定时器：90秒（180+90=270s) （清除无效路由：某路由超时后90秒，则从存储空间中清除）
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2、RIP-1报文格式
命令
序 偶 1
4字节首部
0 0
版本(1) 网络1的IP地址 0 0 到网络1的距离
第六讲 路由协议
要求
1、掌握Internet的路由体系结构，
特别是自治系统（AS）的概念和作用
2、掌握AS内两种路由算法：
矢量距离算法和最短路径优先（SPF）算法
3、掌握AS内的IGP：RIP和OSPF 4、了解AS间的BGP
1
基本问题：路由表的建立 ① 路由表中应该包含什么样的数据？
② 如何获得与更新这些数据？
1. 核心路由器与核心体系结构
ARPANET主干网 K1 K2
核心路由器
ARPANET主干网 R1核心路由器 R2 Rn
Kn
本地网络1
本地网络2
本地网络n
选路模式
G1 G2 Gk
外围路由器
本地网络1
本地网络2
本地网络m
核心网关：构成核心系统，集 中管理，提供到所有目的地的 路由 （核心网关不能有默认路 由） 外围网关：为外出数据报提供 默认路由，发往某核心网关； 将核心网关传入的数据报投递 到直连的物理网络
R2
202.196.48.1 202.196.48.2 200.1.1.1
201.16.49.2 链路状态 196.26.8.1
200.1.1.2 196.26.8.2
链路状态
R3
R4
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二、链路状态路由算法 - 最短路径优先SPF
（Shortest Path First）
1、 SPF算法思想：通过交换链路状态，让AS中的每 个路由器都有一张该AS的网络拓扑结构图
要求：
1. 掌握RIP的特点及思想 2. 了解RIP路由信息时效性相关的三个定时器
3. 掌握RIP慢收敛问题的起因及对策