5.路由选择协议()

各个组织网络（自治域网络），其内部网络构成细节（拓扑、 IP地址规划等）)
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自治系统(autonomous system)



因特网将整个互联网划分为许多自治系统 AS。 一个自治系统是一些网络和路由器的集合，自 治系统的管理者有权自主地决定在本系统内应 采用何种路由协议。 一个自治系统内的网络通常都属于一个行政单 位(例如，一个公司，一所大学，政府的一个部 门，等等)来管辖。 一个自治系统的所有路由器在本自治系统内都 必须连通。
为什么是15跳?
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路由协议应该能防止数据包进入循环， 或落入路由选择循环，这是由于多余连 接影响网络的问题。RIP协议假定如果从 网络的一个终端到另一个终端的路由跳 数超过15个，那么一定牵涉到了循环， 因此当一个路径达到16跳，将被认为是 达不到的。这限制了RIP协议在网络上的 使用。
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RIP 协议的几个特点
x,y x,y x,y ……
t1: 表示更新时间，通常30S；t2:无效时间，路由项激 活后计算，超过视为失效，通常180S；t3: 清除时针， 通常240S。
标志位标志此路由最近是否发生变化，以备触发更新时间
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路由表的建立



路由器在刚刚开始工作时，只知道到直连网 段的距离（此距离定义为0）。 每个周期内，每个路由器和相邻路由器交换 并更新路由信息。 经过若干次更新后，所有的路由器最终都会 知道到达本自治系统中任何一个网络的最短 距离和下一跳路由器的地址。
掩码 255. 0.0.0（A类地址） 255. 0.0.0（A类地址） 255.255.0.0（B类地址） 255.255.255.0（C类地址）
下一站 40.0.0.7 本地提交 本地提交 128.1.0.9
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IP地址划分为网络地址与主机地址，简单路由器连接 计算机网络，路由器通过掩码计算目的网络地址，选 择本地提交或确定下一跳的接口IP地址。路由表需要 反映可能主机IP网络地址的寻址，常使用默认路径。
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1. 路由选择协议中的度量值



因特网是一个网状的网络，从一个网段到另 一个网段可能存在很多的路径，路由选择的 目的就是要在源端与目的端找出一条“最佳” 的路径 但什么是“最佳”的路径，不同的协议有不 同的定义。 通常路由协议会为路径赋与一个“度量 (metric)值”：这个值根据路数、链路长度、 数据率、链路容量、传播时延等来计量，路 由协议根据“度量值”来评价最佳路径。
项还没有得到确认，路由器就认为它已失效了。如 果经过240秒，即8个更新周期，路由项仍没有得到
确认，它就被从路由表中删除。
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RIP路由表格式
(目的网络，距离，下一站路由器……）
目的地 距离 下一站地址 计时器 标志位
网络1 网络2 网络3 ……
3 2 1 ……
路由器1 路由器2 路由器1 ……
t1,t2,t3 t1,t2,t3 t1,t2,t3 ……
接口30.0.0.7
网络1(A)
40.0.0.8
网络2(A)
R2
128.1.0.8
网络3(B)
R3
网络4
网络号30.0.0.0
40.0.0.7 R1 40.0.0.0
128.1.0.9 128.4.10.9 192.4.10.0 128.1.0.0
R2
路 由 表
目的地 30.0.0.0 40.0.0.0 128.1.0.0 192.4.10.0
2、路由协议发展和现状
3、实际互联网中路由器的不同定位和主要作用
3
因特网路由与协议概述
Unix ATM 路由器 路由器 SDH
LAN
路由器
路由器 路由器 LAN1 B Win FR网络 DDN网络
路由器
LAN2
4
因特网路由与协议概述
因特网是路由器连接的计算机网络，所以，因特网IP 地址划分为网络地址与主机地址，路由器根据目的网 络地址和路由表，选择本地提交或确定下一跳的地址。 当在路由器连接的不同网络间传输IP报时，由于因特 网非常大（连接的路由器数达几百万，40亿主机）， 为了转发每个可能地址的包，要解决数据报怎样根据 路由表选择最佳的路径转发。即路由协议和算法就是 根据网络拓扑、流量等变化，动态、灵活地调整路由 表（项）。
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路由器 B 收到相邻路由器 A 和 C 的路由表
1 0 5 0 1 0 1 2 0 1 3 0 1 A 网3 网1 E 网5 网2 B 3 0 4 0 网4 C 5 0 6 0 网6 F
D
2 0 5 0 4 1 0 6 1 0
更新后
1 2 3 4 6 1 1 0 0 1 A A C
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路由的分类


静态路由——非自适应路由选择，其特点是 简单和开销较小，但不能及时适应网络状态 的变化。 动态路由——自适应路由选择，其特点是能 较好地适应网络状态的变化，但实现起来较 为复杂，开销也比较大。
注:路由算法分为静态和动态两种，路由算法面临的环境是复杂 而变化的。
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问题：简单网络路由器的路由表的结构和工作原理？
其他主干网
NSFNET主干网
小公司
ISP1区域网
BARRNET
A子区网
NCAR
WESTNET
Berkeley
PARC Stanford
UNM UA
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实际今天因特网组成： 1、根结构由多个主干网（服务提供商的网络，而不是 政府网络）互连而成。 2、大公司（单位）和ISP直接与一个（或多个）主干 网连接；实际上作为主干的网络服务商，也可是城域 （区域）的ISP 。 3、一般小公司（单位）和个人用户通常作为ISP的客 户接入ISP。 4、服务质量和连接链路的带宽直接有关，而且，由于 服务提供商的网络是有层次的，所以也和连接在网络 的哪一层有关。
内部网关协议 IGP （例如，OSPF）
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内部网关协议 RIP
(Routing Information Protocol)
1. 工作原理 RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选 择协议。 RIP（Router Information Protocol), 是最 早、最广泛应用的分布式路由选择协议，典 型的距离向量协议——最短路径路由协议。 RIP 要求网络中的每一个路由器都维护从它 自己到其他每一个目的网络的距离记录。
第2章 互联网基础协议体系
2.1 ARP协议和RARP协议 2.2 ICMP协议 2.3 多播和IGMP协议 2.4 因特网路由选择协议
知识点：
1 因特网路由与协议概述 2 内部网关协议RIP 3 内部网关协议OSPF 4 外部网关协议BGP
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重点与难点
重点理解和掌握： 1、简单路由表结构和分层路由协议思想。 2、路由协议分类和各自概念 3、常用路由协议RIP、OSPF和BGP的工作思想 主要了解： 1、常用路由协议RIP、OSPF工作原理
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“距离”的定义



RIP 协议以所经路由器的个数作为“度 量值”，称之为“距离”，即跳数。 从一个路由器到直连网段的距离定义为 0。 从一个路由器到非直连网段的距离定义 为所经过的其他路由器的个数。
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“距离”的定义


RIP 认为一个好的路由就是它通过的路由器的 数目少，即“距离短”。 RIP 允许一条路径最多只能包含 15 个路由器。 “距离”的最大值为16 时即相当于不可达。 RIP 只适用于小型互联网。
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实际复杂互联网的结构,一般路由表是否能处理? 如根据因特网IP网络地址划分，当因特网上有几万 甚至更多网络时，路由器的路由表不能处理以上规 模，且IP（C/B类）地址也无法支持每个物理网络。 实际上因特网的层次结构，路由器不可能（不需要） 知道互联网的所有主机所属网络。 所以，目前因特网需要解决“可扩展”路由技术： 1、路由选择的可扩展性问题，需要找到路由协议和 路由表中存储（处理）的网络号数目的方法。 2、IP地址利用问题，确保IP地址空间不会过快消耗 完。
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一开始，各路由表只有到相邻路由器的信息
1 0 5 0 1 0 2 0 3 0 A 网3 网1 E 网5 网2 B 3 0 4 0 网4 5 0 6 0 网6 F
D
2 0 5 0 4 0 6 0 C
“4”表示“从本路由 器到网 4”
“”表示“直接交付” “0”表示“距离是 0”
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因特网有两大类路由选择协议
实际上因特网上各路由器的担负的角色是不同， 有的路由表非常简单，有的核心路由器的路由表 非常复杂。


内部网关协议 IGP 即在一个自治系统内部使用 的路由选择协议。如： RIP 和 OSPF 协议。 外部网关协议EGP 若源站和目的站处在不同的 自治系统中，当数据报传到一个自治系统的边界 时，就需要使用此种协议将路由选择信息传递到 另一个自治系统中。如： BGP-4。
D
2 0 5 0 4 0 6 0 C
4 0 网 4 6 0
更新后
1 2 3 4 6 1 1 0 0 1 A A C
A 说：“我到网 3 的距离是 0。” 但 B 没有必要绕道经过路由器 A 再到达网 3，因此这一项目不变。
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自治系统和 内部网关协议、外部网关协议
自治系统 C IGP IGP IGP R1 R3 EGP EGP EGP R2
自治系统 B IGP IGP IGP IGP IGP
H2
H1
自治系统 A IGP IGP IGP
IGP IGP
内部网关协议 IGP （例如，RIP）
外部网关协议 EGP （例如，BGP-4）