网络互联技术第六章动态路由协议电子教案(1)

水平分割是路由器用来防止把一个接口得来的路径又从此接口传回导致的问题的方案。水平分割方案忽略在更新过程中从一个路由器获取的路径又传回该路由器。
3、抑制计时器(Holddown Timers)
一条路由信息无效之后，一段时间内这条路由都处于抑制状态，即在一定时间内不再接收关于同一目的地址的路由更新。该技术的思路是等待足够的时间以便确信所有的路由器都收到坏消息（路由无效信息），并且不会错误地接受内容过时的报文。
三、距离向量路由协议简介
距离向量路由协议基于Bellman ford算法，该算法以发明者的名字命名。这种算法的工作方法是：定期广播路由器自己的路由表的拷贝。缺省情况下，路由器每隔30秒向与它相连的网络广播自己的路由表，接到广播的路由器将收到的信息添加至自身的路由表中。
每个使用距离向量路由协议的路由器都是从广播直接连接的网络路由开始的。每个路由器把自己直连网络的路由度量值（距离，也称跳数）设为0。
2、路由协议(Routing Protocol）
路由协议是使得路由器能够和其他路由器进行通信并交换、更新、从而创建自己路由表的协议。
在一个网络中，可能存在多个可被路由的协议，如TCP/IP和IPX/SPX同时存在。如果一个路由器可以同时路由多个可被路由协议，这个路由器称为多协议路由器。多协议路由器独立对待每一个协议，每一个可被路由协议有各自的路由表。而每一个可被路由的协议可能同时使用多个路由协议来自动对立路由表。
3、此时RouterC的定期广播时间到了，它开始向邻居路由器广播其路由表信息，RouterB收到RouterC的路由表信息后，将到达4.0.0.0网络的跳数加1，为3
4、由于各路由器广播时间的不一致（不是立即广播，而是定期广播，导致路由收敛慢），使得到达目的网络4.0.0.0的路由表述产生环路错误。
有类别路由协议在路由更新广播中不携带相关网络的子网掩码信息；有类路由协议在网络边界按标准的网络类别（A类、B类、C类）发生自动总结；有类路由协议自动假设网络中同一个标准网络的各子网总是连续的；有类路由协议包括：RIP Version 1 (RIPv1)、IGRP。
2、无类别路由（简称无类别路由）
无类路由协议在路由更新广播中含有相关网络的子网掩码信息；无类路由协议还支持变长子网掩码；无类路由协议可以手动控制是否在一个网络边界进行的总结；无类路由包括：RIP v2、EIGRP、OSPF、IS-IS。
（2）路由表建立过程
路由器在刚刚开始工作时，只知道到直接连接的网络的距离（此距离定义为0）。
以后，每一个路由器也只和数目非常有限的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。
四、距离向量路由协议的环路错误
距离向量路由协议最主要的问题是可能产生环路。产生环路的根本原因在于网络对于一个新配置的收敛反应比较慢，而引起网络中的各个路由器的路由表不一致。
难点：1、（具体分析）距离向量路由协议的环路错误产生原因
2、（体会）距离向量路由协议环路问题的解决方案
授课要点与授课设计（注明授课时间安排）
1、什么是可被路由协议和路由协议？（ip、ipx、apple talk、NetBEUI）
2、讲解路由协议的分类，并适当讲解其不同的工作方式
3、距离向量路由协议简介（着重介绍RIP路由协议）
5、毒性逆转（poisonreverse，也称路由保持法）。当一条连接消失后，路由器在若干个更新周期内都有保留该路由，但是在广播路由时则规定该路由的费用为无限长（跳数为16跳）。为提高毒性逆转法的效率，它应该与触发更新（triggered updates）技术结合。
六、RIP路由简介
1、有类别路由（简称有类路由）
可被路由协议主要有：IP协议、IPX协议、APPLE TALK协议，它们都能提供第三层的支持，它们的地址都有网络地址和主机地址之分。
不可路由协议主要有微软的NetBEUI协议。NetBEUI是一个小型、快速、高效的协议，只能限制在一个网络内运行，因此不能使用NetBEUI构建一个大的网络，不可路由的协议没有网络层。
注重理论与实践操作相结合；充分调动学生的积极性，以实现教师与学生的良性互动，一方面提高教师的教学效果，另一方面则提高学生的学习兴趣。并在此基础上培养学生分析问题和解决问题的实际能力。
采用多媒体教学手段+PPT多媒体课件
授课重点、难点
重点：1、（掌握）距离向量路由协议的工作原理
2、（知道）RIP路由协议的特点
作业
1、什么是可被路由协议，什么是路由协议？
2、什么是IGP，什么是EGP，它们之间的主要差别在哪？
3、距离向量路由协议是如何构造路由表的。
4、距离向量路由协议为什么会产生环路，如何解决？
教学心得
通过图示方式演示RIP路由协议的工作过程，使得学生可以直观地了解RIP是如何在相邻路由器间传递路由表信息的。通过对RIP路由工作原理的了解，可以使得学生知道为什么要解决路由环路的问题。学生虽然知道RIP路由的工作原理，但要深入掌握还需要一定的时间和多次的实践操作。
正常情况下，每30秒路由器就可以收到一次路由信息确认，如果经过180秒，即6个更新周期，一个路由项都没有得到确认，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。上面的30秒，180秒和240秒的延时都是由计时器控制的，它们分别是更新计时器（UpdateTimer）、无效计时器（InvalidTimer）和刷新计时器（FlushTimer）。
链路状态路由协议基于链路状态路由选择算法（link-state routing protocol），也称为最短路径优先算法（shortest-path first，SPF）。
基于链路状态路由选择算法的路由协议包括：OSPF、IS-IS等
（3）混合路由协议：将距离向量和链路状态结合起来的就是混合路由协议，具体有EIGRP
4、（能够根据图示进行分析）距离向量路由协议的环路错误（原因是什么）
5、（能够进行体会）距离向量路由协议环路问题的解决方案
教学设计：本次课先让同学们了解两个概念：可被路由的协议（主要指数据报使用的网络层协议，可使数据报在多个子网进行数据转发）和路由协议（主要用于在路由器间交换、传递路由及网络链路信息并最终生成路由表条目）；然后了解三种主要动态路由协议的简单工作方法；着重介绍RIP动态路由的工作原理；接着分析由于RIP动态路由的定期更新机制可能会导致路由收敛时间长及环路错误（用实例进行具体分析）；最后要求同学知道采用哪些方法来避免环路错误（不需要进行具体分析，但需要知道方法的名称）。本次课的最后，简单提及有类路由和无类路由，为下次课讲解RIP V1与RIP V2打下理论基础。
授课标题：距离向量路由协议工作原理学时：理论2节授课日期：2008-04-07
教学目的和要求
知道路由协议和被路由协议
知道IGP和EGP路由协议及其差别
知道IGP路由协议的分类
掌握距离向量路由协议的工作原理
掌握距离向量路由协议为什么会产生环路，消除措施有哪些？
掌握RIP路由协议的相关特征
教学手法
采用“案例驱动”教学方法：将围绕某一实践的所有理论知识综合讲解，并在理论基础上完成具体实践的操作。
4、内部网关协议（IGP）分类：
（1）距离向量路由协议
距离向量路由协议基于距离矢量的路由选择算法（distance vector-based routing algorithms），也称为贝尔曼-福特（Bellman-Ford）算法。
基于距离矢量路由选择算法的路由协议包括：RIP、IGRP等。
ห้องสมุดไป่ตู้（2）链路状态路由协议
1、网络4.0.0.0出现故障不通，此时RouterC将更改它的路由表信息（但由于定期更新时间还未到，它不会向其邻居路由器RouterB发送路由更新信息）
2、在RouterC已经更改其路由表信息，还未向邻居路由器广播其路由表时，其邻居路由器RouterB却开始向将自己的路由表广播给RouterC，结果RouterC被错误地告知网络4.0.0.0可以到达，其跳数为2。
一、可被路由协议和路由协议
1、可被路由协议（routed protocol）
可被路由协议（routed protocol）：是指数据包通过路由器能够从一个子网上的主机被转发到另一个子网上的主机所使用的网络层协议。IP协议所使用的IP地址有网络层地址和主机地址之分，所以IP数据包可以在不同子网上的主机之间进行转发。
五、距离向量路由协议环路问题的解决方案
1、水平分割：路由器不向路径到来的方向回传此路径。当打开路由器接口后，路由器记录路径是从哪个接口来的，并且不向此接口回传此路径。其基本思想是阻止路由更新信息返回最初发送的方向。水平分割不仅减少了路由环路的产生，同时减少了路由协议的开销。
2、规定最大跳数
距离向量路由协议定义了一个最大跳数（15跳），当达到目的网络的跳数超过这一最大跳数时，将认为目的网络不可到达。该措施限制了网络规模，即同一网络内最多只允许16个路由器（假设各路由器串行连接）。
如果，路由器从一个网段上得知一条路径失效，然后，立即在另一个网段上得知这个路由有效。这个有效的信息往往是不正确的，抑制计时避免了这个问题，而且，当一条链路频繁起停时，抑制计时减少了路由的浮动，增加了网络的稳定性。对RIP来讲缺省的抑制时间是常规更新周期的3倍（即90秒）。
抑制计时器的工作原理如下:
第一步：当路由器从邻居路由器收到更新信息，表明一个之前可以访问的网络现在无法访问时，该路由器就将此路由标识为可能关闭(possibly down)并启动抑制计时器。
二、路由协议的分类
路由器是依靠路由表来路由数据的，而路由表由三种途径获得：直连网络、静态路由、动态路由。
路由协议有两大类：内部网关协议（Interior Gateway Protocol,IGP）和外部网关协议（Exterior Gateway Protocol，EGP）。