第五章 路由协议

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第5章 路由协议1

第5章 路由协议1

200.200.1.0/24 200.200.0.1
说明:
1、管理员配置RIP协议时,只需要考虑本路由器的网 络连接,与其它路由器的连接情况无关。
2、当路由器发布路由更新时,只有那些用network声 明过的网络会被发送给邻居路由器。
3、对于使用私有IP地址的网络,其地址不应该路由 到外网上,所以这种网络不应该使用network声明。
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)、 链路状态路由协议(LS)和混合路由协议。
路由要点
路由表结构: R 66.0.0.0/8 [120/1] via 200.1.1.2, 00:00:10, Serial 0/0
配置举例
R1 S1:200.1.1.2/24 S0:200.1.1.1/24 R4 S1:30.1.1.2/24 R3 S0:30.1.1.1/24 S1:20.2.0.2/16 E0:190.1.1.1/16 PC 190.1.1.2/16 各S1端为DCE端。 S0:20.1.0.1/16 S1:20.1.0.2/16 R2 S0:20.2.0.1/16
链路状态路由协议
OSPF(最短路径优先协议)属于链路状态路由协议。 在这种协议下,路由器会通过探查,获取整个网络(自治 系统)的拓扑结构,并用Dijkstra算法生成一颗最小生成 树(SPF)。路由表就是根据最小生成树的路径生成的。 在OSPF中,每当网络发生变化(增加新路由器、网络故 障)时,就会发送链路状态通告(LSA),各路由器就根据 这些LSA构建拓扑信息数据库,再生成SPF和路由表。
RIP的配置
路由器默认是不启用任何路由协议的,所以对于需要配 置动态路由的路由器需要手工启用路由协议。

路由协议操作

路由协议操作

目录第1章路由协议概述..................................................................1-11.1 路由表..............................................................................................1-11.2 IP路由策略........................................................................................1-21.2.1 IP路由策略介绍.......................................................................................1-21.2.2 IP路由策略配置.......................................................................................1-41.2.3 配置案例.................................................................................................1-61.2.4 排错帮助.................................................................................................1-7第2章静态路由.........................................................................2-12.1 静态路由介绍...................................................................................2-12.2 缺省路由介绍...................................................................................2-12.3 静态路由配置...................................................................................2-12.4 配置案例..........................................................................................2-2第3章 RIP..................................................................................3-13.1 RIP介绍............................................................................................3-13.2 RIP配置............................................................................................3-23.3 RIP案例............................................................................................3-73.3.1 RIP典型案例...........................................................................................3-73.4 RIP排错帮助.....................................................................................3-9第4章 RIPng.............................................................................4-14.1 RIPng介绍........................................................................................4-14.2 RIPng配置........................................................................................4-24.3 RIPng典型案例.................................................................................4-54.4 RIPng排错帮助.................................................................................4-6第5章 OSPF..............................................................................5-15.1 OSPF介绍.........................................................................................5-15.2 OSPF配置.........................................................................................5-35.3 OSPF案例.........................................................................................5-65.3.1 OSPF典型案例........................................................................................5-65.3.2 OSPF VPN典型案例.............................................................................5-145.4 OSPF排错帮助...............................................................................5-16第6章 OSPFv3..........................................................................6-16.1 OSPFv3介绍....................................................................................6-16.2 OSPFv3配置....................................................................................6-36.3 OSPFv3案例....................................................................................6-66.4 OSPFv3排错帮助.............................................................................6-9第7章 BGP................................................................................7-17.1 BGP介绍...........................................................................................7-17.2 BGP配置...........................................................................................7-37.3 BGP典型案例.................................................................................7-147.3.1 案例一:BGP邻居配置........................................................................7-147.3.2 案例二:BGP聚合配置........................................................................7-157.3.3 案例三:配置BGP团体属性.................................................................7-167.3.4 案例四:BGP联盟配置........................................................................7-177.3.5 案例五:BGP路由反射器配置..............................................................7-187.3.6 案例六:BGP的MED设置....................................................................7-207.3.7 案例七:BGP VPN典型案例................................................................7-227.4 BGP排错帮助.................................................................................7-27第8章 MBGP4+.........................................................................8-18.1 MBGP4+简介....................................................................................8-18.2 MBGP4+配置....................................................................................8-18.3 MBGP4+案例....................................................................................8-28.4 MBGP4+排错帮助............................................................................8-3第1章 路由协议概述在Internet中,一台主机为了访问远端的另一台主机,必须通过一系列路由器或三层交换机选择一条合适的路径。

第5章 路由协议

第5章 路由协议


按需路由的优点是不需要周期性的路由信息广播,路由表仅仅是局部路由,因而节省了一定的网络资源。缺点是发
送数据分组时,如果没有去往目的节点的路由,需要计算路由,因此时延较大。

(3)混合路由协议:

混合路由则综合利用了主动和按需路由两种方式。 一般来说,对于经常被使用并且拓扑变化不大的网络部分,可以采用主动路由的方式建立并维护相应的路由信息, 而对于传输数据较少或拓扑变化较快的网络部分,则采用按需路由的方式建立路由,以取得效用和时延的折中。

(2)判断是否转发路径建立消息


(3)计算能量代价

如果节点决定转发路径建立消息,需要计算新的代价值来替换原来
的代价值。当路径建立消息从节点Ni发送到节点Nj时,该路径的通 信代价值为节点的代价值加上两个节点间的通信能量消耗,即:

无线传感网路由协议负责将分组从源节点通过网络转发到目的节点,它 主要包括两个方面的功能:

①寻找源节点和目的节点间的优化路径; ②将数据分组沿着优化路径正确转发。
因此这些网络路由协议的主要任务是寻找源节点到目的节点间通信延迟小的路径, 同时提高整个网络的利用率,避免产生通信拥塞并均衡网络流量等,而能量消耗问 题不是这类网络考虑的重点。

(2)以数据为中心的路由协议:

它提出对传感网中的数据用特定的描述方式命名,数据传送基于数据查询并依赖于数据命名,所有的数据通信都被 限制在局部范围内。这种通信方式不再依赖于特定的节点,而是依赖于网络中的数据,从而减少了网络中传送的大 量重复的冗余数据,降低了不必要的开销,从而延长了网络生命周期。


能量多路径路由机制:就是在源节点和目的节点之间建立多条路径,根据路径上 节点的通信能量消耗以及节点的剩余能量情况,给每条路径赋予一定的选择概率, 使得数据传输均衡消耗整个网络的能量,延长整个网络的生存期。

《路由协议》课件

《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

《路由与交换技术》课件——第五章:OSPF协议

《路由与交换技术》课件——第五章:OSPF协议
无论什么时候,当OSPF路由器被连接到相同的多路访问型的网络时,都需要选择一台 指定路由器(DR)。
10
5.3 配置OSPF
配置基本的OSPF不像RIP那样简单,它实际上非常复杂,每次操作可能都会面对允许 在OSPF中应用的许多选项。教学中只考虑单区域OSPF的配置。 下面的两个要素是OSPF配置中的基本元素: ① 启用OSPF ② 配置OSPF地区
Bellman-Ford 支持 周期性组播 跳
15 慢 是 否(只是平面) 路由表更新
RIPv1 距离矢量 不支持 不支持 自动汇总
Bellman-Ford 不支持 周期性广播 跳
15 慢 否 否(只是平面) 路由表更新
OSPF的设计
7
左图给出了典型的OSPF简易设计。其中 每台路由器是如何连接到主干网上的, 此主干网被称为区域0,或主干区域。 OSPF必须要有一个区域0。而且如果可能, 所有的路由器都应该连接到这个地区。 那些在一个AS(Autonomous Syetem,自 治系统)内部连接其他区域到此主干网 的路由器,被称为区域边界路由器(ABR)。 这些路由器至少有一个接口必须在区域0 中。
11
5.3.1 启用OSPF
用于激活OSPF路由进程的命令是: Lab_A(config)#router ospf ? <1-65535> 它是一个纯粹的本地化数值,没有什么实际的意义,但它不能从0开始,它起始的最 小值只能为1。
12
5.3.2 配置OSPF区域
一个OSPF基本配置的实例: Lab_A#config t Lab_A(config)#router ospf 1 Lab_A(config-router)#network 10.0.0.0 0.255.255.255 area ? <0-4294967295> OSPF area ID as a decimal value A.B.C.D OSPF area ID in IP address format Lab_A(config-router)#network 10.0.0.0 0.255.255.255 area 0

网络路由技术中的链路状态路由协议详解(系列五)

网络路由技术中的链路状态路由协议详解(系列五)

网络路由技术中的链路状态路由协议详解在当今数字化社会中,网络的快速发展使得信息传输和数据交换变得日益重要。

而网络中的路由技术则是实现高效数据传输的关键。

在这个过程中,链路状态路由协议发挥着重要的作用。

本文将对链路状态路由协议进行详解,并探讨其在网络中的应用。

第一部分:链路状态路由协议的概念与原理链路状态路由协议是一种通过交换网络中的路由器之间的链路状态信息来计算路径的方法。

其核心原理是基于每个路由器对网络进行监视,了解各个链路的连通状况和质量,然后共享这些信息给其他路由器,从而实现每个路由器对整个网络的了解。

这种方法的优点是能够动态适应网络拓扑结构的变化,提供更高的灵活性和可扩展性。

第二部分:链路状态路由协议的实现方式链路状态路由协议的实现方式有很多种,其中最常见的是基于开放最短路径优先(Open Shortest Path First,OSPF)和中间系统到中间系统(Intermediate System to Intermediate System,IS-IS)协议。

1. OSPFOSPF是一种基于链路状态的路由协议,常用于大规模企业网络和互联网服务提供商之间的路由选择。

其通过建立邻居关系、交换链路状态信息和计算最短路径来确定数据的传输路由。

它具有高度的可靠性和快速的收敛速度,能够支持大规模网络的拓扑变化。

2. IS-ISIS-IS是一种用于骨干网络的路由协议,与OSPF类似,也是基于链路状态计算路径。

IS-IS使用中间系统(Intermediate System,IS)来表示路由器,通过交换链路状态信息来更新路由表。

它在互联网络服务提供商中广泛应用,能够提供高效的路由选择和快速的收敛性。

第三部分:链路状态路由协议的优势和应用链路状态路由协议具有许多优势和广泛的应用场景。

1. 灵活性和可扩展性链路状态路由协议能够灵活适应网络拓扑结构的变化,使得新的链路可以很快地加入网络并融入整个路由计算过程。

网络层(路由选择协议)课件

网络层(路由选择协议)课件

“−”表示“直接交付”
“1”表示“距离是 1”
R1 说:“我到网 1 的距离是 1,是直接交付。”
31

常 情
网1

11 网2
R1
“1”表示“从本路由器 到网 1”
1 2 R1 R2
网3
“R1”表示 经过 R1
“2”表示“距离是 2”
R2 说:“我到网 1 的距离是 2,是经过R1。”
32

常 情
自己到其他每一个目的网络的距离记录。
21
“距离”的定义
从一路由器到直接连接的网络的距离定义为 1。 从一个路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经
过的路由器数加 1。 RIP 协议中的 “ 距离 ” 也称为 “ 跳数 ”(hop count) ,
为每经过一个路由器,跳数就加 1。 这里的“距离”实际上指的是“最短距离”.
第 5 章 网络层
1. IP地址 2. IP数据报 3. 路由选择协议
1
5.3 路由选择协议
1. 路由器的构成 2. 因特网的路由选择协议概述 3. 内部网关协议RIP、OSPF 4. 外部网关协议BGP
2
5.3.1 路由器的构成
路由器是一种具有多个输入端口和多个输出 端口的专用计算机,其任务是转发分组。 将路由器某个输入端口收到的分组,按照 分组要去的目的地(即目的网络),把该分 组从路由器的某个合适的输出端口转发给下 一跳路由器。
自治系统 AS(Autonomous System)
• 自治系统 AS 的经典定义: 在单一的技术管理下的一组路由器,而这些路
由器使用一种 AS 内部的路由选择协议和共同的度 量以确定分组在该 AS 内的路由,同时还使用一种 AS 之间的路由选择协议用以确定分组在 AS之间 的路由。 • 现在对自治系统 AS 的定义是强调下面的事实:

第5章IP路由选择协议

第5章IP路由选择协议

第5章IP路由选择协议认证目标5.01 为什么使用路由选择协议5.02 静态路由和动态路由5.03 默认路由5.04 链路状态和距离向量5.05 RIP5.06 IGRP5.07 OSPF想象这种情况,整个美国只有一条公路,它将只是曲曲折折地绕到人们想去的每个地方。

每辆汽车、每辆自行车、每个游行队伍、每个行人都必须使用这唯一的一条公路。

成千上万的汽车造成的交通通信量将是令人恐怖的,这会在所有的地方造成拥塞。

事故将使汽车从纽约一直堵车到洛杉矶。

很明显,需要将过多的交通量转移到不同的道路上,以将其分解为可以管理的部分。

道路仍然需要交叉,这样人们仍然可以到达它们需要的任何目的地。

多个交叉也可以提供富余的路由,这样可以避免巨大的交通延迟。

通过在不同的路由上发送交通量,可以将交通拥塞压缩到最低限度。

所有的事情都变得更加有效率和可靠。

按照相同的方法,互连网络通信量需要分解,以避免网络通信量拥塞。

引导互连网络通信量达到不同网络上的过程称为路由选择。

5.1 认证目标5.01:为什么使用路由选择协议互连网络使用路由选择以从一个网络向另一个网络发送数据。

为了保证数据使用最佳的路径到达目的地,在网络上需要某些种类的路由映射。

数据旅行的网络映射过程是由路由选择协议处理的。

局域网( L A N)受到天生的性能限制,它依赖于网络的大小或复杂程度。

路由器和它们的路由选择协议,可以解决一般的瓶颈问题和其他降低网络效率的情况。

这些限制包括:• 网络物理段的大小。

• 每个段上的主机数量。

• 冗余度。

• 通信量大小。

• 不同的网络拓扑。

根据网络的类型,无论是E t h e r n e t、令牌环网或者其他协议,网络段的大小是受到限制的。

必须创建一个新的跳,以在超出跳大小限制的距离上提供节点。

跳大小通常以电缆距离测量,或者无线限制。

例如,使用双绞铜线的 E t h e r n e t 跳中,从节点到集线器的最大物理距离是受到限制的。

当在超出这个距离限制的范围里增加新节点时,必须创建另一个跳,必须有某些方法可以从一个跳传递通信量到另一个跳。

物联网安全技术第5章 物联网安全路由

物联网安全技术第5章 物联网安全路由

第五章 物联网安全路由
5.1 物联网安全路由概述 5.2 物联网面临的安全威胁 5.3 典型安全路由协议 5.4 适用于WIA-PA网络的安全路由机制
5.3.1 安全信元中继路由协议
安全信元中继路由协议
安全信元中继(Secure Cell Relay,SCR)路由协议是一 种针对静态物联网网络的安全路由协议。协议利用 了物联网分布密集、静态、位置感知的特点,来实 现安全、低丢包率和低能耗功能。 协议将整个网络中的路由划分成许多称为信元的子 区域(相同大小规模),通过这些信元构成网格, 用基于地理位置的信息选举簇头,根据节点的剩余 能量决定转发节点。
5.3.1 安全信元中继路由协议
SCR路由协议与GRID的区别
SCR路由协议与GRID路由协议都采用网格 的结构来划分路由; GRID需要路由发现,但是SCR路由协议一 旦知道了位置信息,就不再需要路由发现; 在GRID中,网关节点是每个网格区域选 举出来的,用于数据的转发,但是SCRR 不用网关节点; SCRR不需要算法来选举簇头节点。
5.1 物联网安全路由概述
物联网路由技术的特征
降低能耗 减少冗余信息 增加容错能力和鲁棒性 提高网络覆盖度 适应动态拓扑结构 算法的快速收敛性 安全强度高
第路由概述 5.2 面临的安全威胁 5.3 典型安全路由协议 5.4 适用于WIA-PA网络的安全路由机制
2. 路由发现阶段
各个节点通过三方握手协议,发现邻居节点,之后节 点采用定位算法计算出自己的位置,建立起路由信元。
3. 通信阶段(数据传输)
(1)建立源和基站的位置,在源节点S 和基站B 之间的 信元中心拉出一条直线L, L 所经过的信元表示为C0、C1 、C2, ......Ck,,S把这些信元记录在信元列表并存储在数 据包头,以便中间节点查询与之通信的下一信元。

5-RIP

5-RIP

193.168.1.33/27
RA(config)# router rip RA(config-router)# no auto-summary RA(config)# interface serial 1 RA(config-if)# ip summary-address rip 172.16.0.0 255.255.0.0
静态路由协议
RIP
路由信息协议-RIP
RIP协议概述 –RIP(Routing Information Protocols,路由信息协议 ),是应用较早、使用较普遍的内部网关协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP),适用于小型网络,是典型 的距离矢量(distance-vector)协议 –RIP协议的默认管理距离是120,处于UDP协议的上层 ,使用520端口号,先更新本地路由表,再通知其他路 由器。
查看RIP配置信息
验证 RIP的配置
–Router#show ip protocols
显示路由表的信息
–Router#show ip route
清除 IP路由表的信息
–Router#clear ip route *
在控制台显示 RIP的工作状态
–Router#debug ip rip
Show ip protocol
使用debug ip rip 查看RIP路由认证情况
*RIP v2的手工汇总
172.16.1.1/24
Loopback0 Loopback1
172.16.2.1/24
RA
S1 192.168.1.1/24
193.168.1.1/27 192.168.1.2/24 S0
RB
Loopback0 Loopback1

WSN路由协议解析

WSN路由协议解析
成簇协议解决如何在动态分布式网络环境下使移动节点高效地聚集 成簇,它是分层路由协议的关键。
簇维护协议要解决在节点移动过程中的簇结构维护,其中包括移动 节点退出和加入簇,簇的产生和消亡等功能。
• 分层路由协议比较适合于无线传感器网络,但成簇过程会产生一 定的能源消耗,如何产生有效的簇类也正是各地学者深入研究的 问题。
由信息。 • 拓扑结构和路由表内容按需建立,它可能仅仅是整个拓扑结构信
息的一部分。 • 优点:不需要周期性的路由信息广播,节省了一定的网络资源。 • 缺点:发送数据分组时,如果没有去往目的节点的路由,数据分
组需要等待因路由发现引起的延时。
13
路由协议分类(2)
按网络管理的逻辑结构划分
– 平面结构路由:
第五章 路由协议
内容提要
WSN路由协议概述 WSN路由协议分类 能量感知路由协议 基于查询的路由协议 集群结构路由协议 地理位置路由协议
内容提要
WSN路由协议概述 WSN路由协议分类 能量感知路由协议 基于查询的路由协议 集群结构路由协议 地理位置路由协议
具有高可扩展性
网络规模,节点上千个,节点越多,路由收敛越慢、路由越不 稳定,Ad Hoc的路由不能照搬
网络拓扑变化强
节点移动、失效 & 无线信道 & 规模大,拓扑变化频繁,如何 建立快速收敛、复杂度低的路由?)
传感器网络路由中使用数据融合技术(数据为中心)
传统网络以点对点通信,保证数据“完整无误”;WSN强调数 据汇聚,为了降耗,每个节点都进行数据融合,减小通信量
• 平面结构是指网络中各节点在路由功能上地位相同,没有引入 分层管理机制。
• 优点:网络中没有特殊节点,网络流量均匀地分散在网络中, 路由算法易于实现。

第05章 路由与交换技术(计算机网络技术)

第05章  路由与交换技术(计算机网络技术)

5.3 虚拟局域网
5.3.1 虚拟局域网概述
通过使用VLAN,能够把原来一个物理的局域网划分成很多 个逻辑意义上的子网,而不必考虑每台设备所处的具体物 理位置,每一个VLAN都可以对应于一个逻辑单位,如部 门、车间和项目组等。另外,交换机划分VLAN后,每一 个VLAN都是一个独立的广播域,相同VLAN内的主机仍 然以传统交换方式通信,感觉不到VLAN的存在,但不同 VLAN中的主机不可以直接通信,必须通过路由器转发数 据包。这样,通过划分VLAN,可以把数据交换限制在各 个虚拟网的范围内,从而减少整个网络范围内广播包的传 输,提高了网络的传输效率;同时各虚拟网之间必须通过 路由器转发,起到了隔离端口的作用,增强了网络的安全 性。由于VLAN可以充分利用网络资源,因而显著降低了 设备成本。
5.1 交换机的配置
5.1.1 交换机的认识 交换机(Switch)是一种用于电信号转发的网络 设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点 提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太 网交换机.
5.1 交换机的配置
从广义上来看,网络交换机分为两种:广域网 交换机和局域网交换机。广域网交换机主要应用 于电信领域,提供通信用的基础平台。而局域网 交换机则应用于局域网络,用于连接终端设备, 如PC机及网络打印机等。 从传输介质和传输速度上可分为以太网交换机 、快速以太网交换机、千兆以太网交换机、 FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机等。 从规模应用上又可分为企业级交换机、部门级 交换机和工作组交换机等。
5.3 虚拟局域网
5.3.4 三层交换技术 三层交换技术(也称多层交换技术,或IP交换技术 )是相对于传统交换概念而提出的。众所周知, 传统的交换技术是在OSI参考模型中的第二层即 数据链路层进行操作的,而三层交换技术在OSI 参考模型中的第三层网络层中实现了分组的高速 转发。

第五章-网络互联技术与实践-唐灯平-清华大学出版社

第五章-网络互联技术与实践-唐灯平-清华大学出版社

度量值越小,这条路径就越佳,就越优先放入路由表中。 然而不同的路由协议定义度量值的方法是不一样的,因此不 同路由协议之间度量值大小是没有可比性的。同样的网络拓 扑通过不同路由协议,它们选择出的最佳路径可能也是不一 样的。度量值指明了路径的优先权,而管理距离指明了发现 路由方式的优先权。
5.2.3 浮动静态路由
所谓浮动静态路由(floating static route)是指对同一 个目的网络,配置不同的下一跳,并且它们的管理距离也不同 的多条静态路由,静态路由默认管理距离为1,在实际配置静 态路由时,可以在静态路由命令ip route的末尾,添加一个可 选项参数distance,以便对此特定的静态路由分配一个比默认 管理距离1高一些的管理距离值。正常情况下,只有管理距离 最小的静态路由优先考虑,进行数据包转发。而浮动静态路由 表项不会进行数据包的转发。
2.动态路由 动态路由是指路由协议可以根据实际情况自动生成路由表
的方法。动态路由的主要优点是:运行动态路由选择协议(如 RIP,EIGRP或OSPF)之后,如果存在到目的站点的多条路径, 而正在进行数据传输的一条路径发生中断的情况下,路由器可 以自动选择另外一条路径传输数据。这对于建立大型网络具有 绝对的优势。
第五章 路由及直连与静态路由技术
本章学习目标 • 掌握常见的路由算法种类 • 了解路由协议分类,并熟悉它们的概念 • 掌握直连路由工作原理 • 掌握静态路由工作原理及配置方法 • 掌握管理距离与度量值的概念 • 掌握浮动静态路由工作原理及配置方法 • 掌握默认路由工作原理及配置方法
5.1 路由技术介绍
2.距离矢量与链路状态协议 ⑴距离矢量
距离矢量路由协议通过计算网络中链路的距离矢量,然后 根据计算结果进行路由选择。典型的距离矢量路由选择协议 有RIP等。运行距离矢量路由协议的路由器定期向邻居路由器 发送消息,消息的内容就是自己整个路由表,如:①到达目 的网络所经过的距离;②到达目的网络的下一跳地址。

路由协议的概述

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。

RIP路由协议

RIP路由协议

三、 IGRP
IGRP(Interior Gateway Routing Protocol,内部 网关路由协议)仍是一个典型的距离向量路由协议, 它是Cisco系列路由器的专用协议,它通过周期性 (90S)组播(RIP是广播)整个路由表来与邻居路 由器交换路由信息。每个路由器都使用相邻路由器 组播来的信息来决定到达目的网络的最佳路由 。
接口 2.4 MCS-51单片机应用系统的构成
2.1 MCS-51单片机的内部结构
2.1.1MCS-51的结构框图
前面已经提到单片机是在一块芯片集成了CPU、RAM、 ROM、定时器/计数器、I/O接口以及串行通信接口等基本功 能部件的一个完整的单片微型计算机。
如图2-1所示为8051单片机功能结构图。如图2 -2所示为 8051单片机内部结构图。
总的来说,OSPF、RIP都是自治系统内部的路 由协议,适合于单一的ISP使用。整个互联网并不 适合跑单一的路由协议,因为各ISP有自己的利益, 不愿意提供自身网络详细的路由信息。为了保证各 ISP利益,标准化组织制定了ISP间的路由协议BGP。
五、BGP
BGP处理各ISP之间的路由传递。其特点是有 丰富的路由策略,这是RIP、OSPF等协议无法做 到的,因为它们需要全局的信息计算路由表。BGP 通过ISP边界的路由器加上一定的策略,选择过滤 路由,把RIP、OSPF、BGP等的路由发送到对方。 全局范围的、广泛的互联网是BGP处理多个ISP间 的路由的实例。BGP的出现,引起了互联网的重大 变革,它把多个ISP有机的连接起来,真正成为全 球范围内的网络。
IGP可以进一步分为距离向量路由协议(Distance Vector,DV)、链路状态路由协议(link state,LS) 和混合路由协议。距离向量路由协议主要有 RIP (Routing Information Protocol)、IGRP(Interior Gateway Routing Protocol) 、IS-IS(Intermediate System-to-Intermediate System); ;链路状态 路由协议主要有 OSPF(Open Shortest Path First) 而混合路由协议有 EIGRP(Enhanced IGRP)。

《路由协议》课件

《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。

路由交换机培训教材(基础篇)(ZXR10基础篇2)要点

路由交换机培训教材(基础篇)(ZXR10基础篇2)要点

第五章路由选择协议5.1路由协议在IP路由中的作用路由器的主要工作就是为经过路由器的每个IP包寻找一条最佳传输路径,并将该数据有效地传送到目的站点。

既然路由器要完成IP路由的功能,那么从功能逻辑上可以划分为路由功能器件(路由引擎)和转发功能器件(转发引擎)这两部分。

转发引擎负责把IP包从自身的输入端快速地真实地转发到输出端。

而为了转发一个IP包,转发引擎使用了两种信息资源:一个是路由器维护的路由转发表,另一个是IP包自身携带的信息(一般是目的IP地址)。

而路由引擎则是负责建立并且维护路由转发表,它是转发引擎的前提和基础。

路由引擎功能部件则是由一个或多个路由协议构成。

这些路由协议提供了路由器之间的路由信息的交换,并且利用交换得到的路由信息通过一定的算法转换成路由转发表。

故路由协议的作用一句话就是:通过路由信息的交换生成并维护转发引擎需要的路由转发表。

路由协议不仅提供路由表信息(路由路径改变时要更新路由表),而且负责决定数据从发送方通过网络传输到接收方的最佳路径。

5.2路由协议综述5.2.1单播路由协议和组播路由协议Internet应用中的IP包一般是点到点的应用,但也有某些情况是点到多点的应用,如音频/视频会议(多媒体会议),某些如股票信息的实时数据传送,网络游戏和仿真等。

我们分别称这两种IP包的路由为单播路由和组播路由,他们路由IP包时使用的路由转发表是结构不同的,并且使用的IP包中的信息是不同的(不详细介绍)。

而分别生成和维护单播路由表和组播路由表的协议称为单播路由协议和组播路由协议。

单播路由协议有:RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、BGP等。

组播路由协议有:DVMRP、PIM-SM、PIM-DM、MOSPF、MBGP等。

5.2.2域间路由协议(EGP)和域内路由协议(IGP)大的ISP的网络可能含有上千台路由器,而小的提供商通常具有十几台路由器,每个ISP管理自己的内部网络,一般称为一个管理域。

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第五章路由协议路由协议主要负责建立源节点与目的节点之间的一条消息传输路径,即实现路由功能。

路由协议包含了两个方面功能:寻找源节点-目的节点间的最优路径,并将数据分组沿该路径正确转发。

传统的Ad hoc网络、无线局域网等网络的首要目标是提高服务质量和公平高效地利用网络带宽资源。

这些网络路由协议的优化目标通常是网络延时最小化,而能量问题通常不作为一个最主要的优化目标。

而在陆地无线传感器网络中,由于节点能量有限,因此路由协议需要高效利用能量,同时,由于传感器网络规模一般较大,节点通常不具有全网拓扑信息,因此传感器网络的路由协议需要在已知局部网络信息的基础上选择合适的路径。

但是,当前陆地网络的路由协议由于受到种种方面的限制,均不能有效地直接应用于水下网络中,复杂的水下环境给网络层路由协议的设计带来了全新的挑战。

水下传感器节点通信半径和覆盖面积相对于整个网络的规模较小,同时由于水声链路的高度时空动态特性,事先在源节点和目的节点之间建立一条完整且固定的通信路径是不现实的,因此水下传感器网络一方面主要采用多跳传输的路由机制,另一方面路由表需要以一定的频率更新以适应网络的动态变化。

多跳传输方式需要借助中继节点转发信息,该方式要求多个节点共同协作完成消息从源节点到目的节点的传输,这就涉及中间节点选择的问题,如何选择中间节点从而有效降低传输延迟、提高数据传输率是路由协议主要解决的问题。

此外,水下後感器显络迪路由协议还要具备以下特性:①可扩展性,由于水下传感器网络中的节点受部署环境的影响造成部分节点或部分链路失效,因此能有效地检测和处理节点失效或移动造成的链路中断,适应不断变化的网络柘朴是水下一隹感器网络路由协议需要解决的一个主要问题;②节能性,在水下传感器网络中,节点大都是以电池供电的,电量十分有限,且电池的更换耗时耗力,同时水声信号发射功率相对较大,因此,提高能量效率是对水下传感器网络设计的另一主要目标;③容错性和鲁棒性,在水下感器网络中,节点的失效是很难避免的,造成节点失效的原因主要包括环境因素,此外,水声信道的通信质量也很难保证,这就要求路由协议具有较好的鲁棒性,能有效避免部分节点的失效或链路的中断给整个网络造成影响;④快速收敛特性,由于水下传感器网络的拓扑结构动态变化,节点能量和水声频谱带宽资源严重受限,因此要求路由算法可以做到快速收敛,以适应网络拓扑结构的动态变化,减小通信协议开销,提高信息传输效率。

5.1 水下传感器网络路由协议分类与陆地多跳传感器网络类似,水下网络的路由协议也可分为主动路由和按需路由。

对于主动路由协议,在这种路由协议中,网络中每个节点都要建立并维护一个路由表,记录该节点到网络中其他所有节点的路由信息,并根据网络当前状态实时进行更新,所以又称为表驱动(table-driven)路由。

这些路由信息(如距离向量)主要是从基站周期性广播的控制包中获得的。

这种路由协议在路由第一次建立以及由于节点移动或节点失效导致路由重新建立是会造成较大的网络开销,这是因为基站需要广播最新的拓扑信息给每一个节点。

主动路由协议主要包括DSDV(destination sequenced distance vector),WRP(wireless routing protocol)和OLSR(optimized link state routing)等协议。

这种协议实现起来较为简单,传输质量较高,能有效地避免网络拥塞。

但是路由表的建立和维护会造成巨大的网络开销,节点的频繁移动、网络拓扑的动态变化更是会加剧这种状况,这对于资源有限的水下传感器网络来说是不现实的。

当这些协议应用于水下环境时,水下网络的动态拓扑结构使得路由开销相当巨大。

而按需路由协议不同于主动路由协议,网络节点无需建立并维护去往其他节点的路由信息,而是根据通信需要临时建立路由,所以又称为被动(反应)式路由。

只有当源节点要向目的节点发送消息时,源节点才进行路由的查找和建立。

路由建立之后,将由一个专门的路由维护程序[1,2]进行维护,直至该路由失去作用。

按需路由协议主要包括DSR,AODV和TORA等协议。

在按需路由协议中,路由表根据通信需要临时建立,基站不需要周期性的广播路由信息,此外,建立好的路由会保存在缓存中供后续通信使用,而无需节点维护,这大大降低了网络开销,减少了网络资源的浪费,相较于主动路由更适用于拓扑动态变化的网络。

但是,路由发现和建立的过程是不可预知的,这使得路由延迟更加多变和难以预测。

按需路由都对消息泛洪有一定程度的依赖,这在大规模网络中的开销也十分巨大,过大的路由开销对于水下的有限带宽是一个严峻的挑战。

此外,研宄表明,这两种路由协议在上下行通信链路对称的网络中性能较好,而水下传感器网络由于水声信道的频率依赖特性往往并不满足这一点。

1.基于地理信息路由在传感器网络中,节点通常需要获取自身的位置信息,这样它釆集的数据才有意义。

地理位置路由假设节点知道自己的路由信息及目的节点的地理信息,依靠网络中节点的地理位置信息来建立[3]。

GFG[4]和PTKF(partial topologyknowledge forwarding)[5]是两种常见的基于地理位置的路由协议。

目前,节点的定位技术主要有三种:全球定位系统(GPS)、基于测距的定位和基于非测距的定位。

源节点在获得了目的节点的地理位置后,可以轻松地选择最优的邻居节点作为下一跳,有效避免消息泛洪带来的网络开销,提高消息传输的效率。

但是,对于不能使用GPS的水下传感器网络,要对节点进行精确定位是很困难的,如何获取水下节点位置信息是建立地理路由的关键。

2.能量感知路由水下网络路由协议需要考虑的首要因素是能量受限,能量路由是最早针对传感器网络提出的路由机制之一。

它根据节点的可用能量或传输路径上的能量需求选择转发路径。

节点的可用能量就是节点的当前剩余能量。

能量感知路由协议包括路径建立、数据传播和路由维护三个过程,其中路径建立是核心。

每个节点需要知道到达目的节点的所有下一跳节点,并计算选择每个下一跳节点的数据传输的“代价”。

因为每个节点到达目的节点的路径有可能不止一条,所以该“代价值”是各个路径的加权平均值。

Shah等[6]提出了一种能量多径路由方案,通过在源节点和目的节点之间建立多条路径,根据路径上节点的通信消耗和节点能量剩余情况,给每条路径赋予选择概率,使数据传输均衡消耗整个网络能量。

文献[7]针对UWSN中一些关键节点能量过早耗尽的问题,提出一种动态路由控制新方法。

它通过周期性预测出节点的信息产生率,同时根据节点当前剩余能量,估计出釆用不同路由时节点的生命值;以网络节点的最小生命值为目标函数,通过遗传算法周期寻找与最大目标函数对应的路由。

该路由算法可以做到平衡各节点能量。

3.基于轨迹路由协议将Adhoc网络中的源路由与笛卡儿转发算法相结合,Niculescu等提出了TBF 路由算法[8],在TBF算法中,转发路径称为轨迹。

这个轨迹可以表示成函数或方程。

轨迹路由是一种针对传感器网络特点提出的路由方案,但对于应用在UWSN 中,有两个主要的问题需要解决:①轨迹相关的计算十分复杂,而水下传感器节点计算能量有限;②表示轨迹的开销很大,占用了过多的带宽资源。

5.2 水下网络路由协议研宄现状5.2.1基于矢量转发路由协议VBF在VBF协议中,每一个数据包中携带了源节点、目的节点和转发节点的位置信息。

转发路径是由源节点和目的节点连线构成的矢量。

一旦某一个节点收到数据包,它首先计算它与转发节点之间的距离以及信号的到达角度(AoA)。

同理,所有接收到数据包的节点都计算各自位置。

如果某个节点通过计算发现其离路由矢量足够近(小于某个预先设定门限),它就将自己位置写入数据包中并转发该数据包;否则对数据包做丢弃处理。

通过这种方式,所有参与转发该数据包的节点构成“路由管道”,图5.1展示了VBF路由的基本思想。

图中s1是源节点,s0是目的节点,矢量s1-s0为路由矢量,图中路由管道半径为预设的W,所有在该管道内的节点参与转发。

距离矢量远的节点不参与转发图5.1 VBF路由思想从上述描述可以看出,VBF是一个源路由协议,每一个转发节点仅需要维护简单的路由信息。

但是仅通过上述转发策略,那么VBF在大规模筒密度布放的网络场景中的应用会面临过多转发节点参与转发的问题。

过多节点参与转发不仅造成不必要的能耗而且也会导致网络中冲突增加,降低网络容量与效率。

为解决上述问题,在VBF协议中,XiePeng设计了一种自适应选择节点的方法。

该方法利用不同位置节点在转发数据时等候时间的区别实现了最优位置节点最快转发及尽量少的节点参与路由的结果。

本书给出了关键参数desirableness factor的定义:α=p/W+(r-d×cosθ)/R式中,R是节点的信号传播距离,W是虚拟通道半径,d是两跳节点间距,p和θ分别是下一条节点与路由矢量的距离和夹角(图5.2)。

有了α参数就可以定义前传节点的等待时间:T adaption=√α×T delay+R−d/v0式中,T delay为两点间传播延时,v0为声信号传播速度。

通过本书中的仿真数据可以看出VBF能较好地支持中低速(1〜3m/s)节点移动的同时已经能做到较好的节能。

相对于简单泛洪协议,VBF显著减小网络中的业务流因此减小了能耗,同时其也对网络动态变化有较好鲁棒性,并且协议的计算开销较小。

但是,VBF 协议也面临如下两个主要缺点:①由于VBF 协议严重依赖源节点与目的节点的路由矢量,协议中虚拟路由管道的建立对不同节点布放密度有很大影响。

如果某区域的节点布放较为稀疏,有可能管道内没有节点参与转发,造成路由空洞。

②协议性能受到管道半径设置影响,不同管道半径设置对协议影响较大。

针对不同网络场景需要建立合适的管道半径。

该结论不利于真实网络场景的应用。

图5.2 VBF 转发算法示意图此后,在VBF 的基础上,研究人员提出进一步改进方案以完善其性能。

其中Hop-by-hopVBF (HHVBF )便是其中之一。

与VBF 不同,HHVBF 在每一跳过程中建立一个虚拟路由管道。

该管道建立依赖的路由矢量为当前转发节点到目的节点。

通过该方式,HHVBF 建立了自适应的路由通道。

该路由协议的主要优势有如下两点:①由于每个节点有自身对应的路由管道,因此最大管道半径可以设置为最大传输距离。

换而言之,该协议没有必要为了增强协议性能而设置一个大于最大传输距离的管道半径。

②在稀疏网络中,尽管可以用于中继的节点较少,但是如果网络中存在这样一个可用中继节点,HHVBF 总能将其找到。

因此,相对于VBF ,HHVBF 增加了数据包投递率。

图5.3示意了HHVBF 的工作过程。

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