路由器原理及常用的路由协议、路由算法
链路状态路由协议
链路状态路由协议链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）是一种通过交换路由信息来建立网络拓扑图，并根据该图来为数据包选择最佳路径的协议。
它具有高效、灵活、稳定等特点。
本文将介绍链路状态路由协议的工作原理、优缺点以及常见的链路状态路由协议。
链路状态路由协议的工作原理是通过交换链路状态包来建立网络拓扑图。
每个路由器都维护着一个链路状态数据库，存储了与其相连的邻居路由器及其连接状态信息。
当一个路由器状态发生改变时，例如链路中断或网络拓扑变化，它会发送链路状态包给相邻的路由器。
相邻路由器收到后，将更新链路状态数据库，并广播给自己的相邻路由器。
通过交换链路状态包，每个路由器都能了解整个网络的拓扑结构。
基于链路状态数据库，每个路由器都可以计算出到达任意目的地的最短路径。
具体的计算过程一般采用Dijkstra算法，它通过比较各路径的代价来选择最优路径。
计算完成后，路由器将最佳路径信息存入路由表中。
当数据包到达时，路由器会根据路由表中的最佳路径选择发送出去。
链路状态路由协议的优点是具有较高的计算效率和稳定性。
由于每个路由器都只需要计算到达各目的地的最短路径一次，而不需要像距离向量路由协议那样进行循环计算，因此计算效率较高。
同时，链路状态路由协议也具有较好的稳定性，当网络发生变化时，只需要更新受影响的路由器的链路状态数据库，而不需要更新整个网络的路由表。
然而，链路状态路由协议也存在一些缺点。
首先，链路状态数据库的维护需要消耗一定的计算和存储资源，特别是在大型网络中。
其次，链路状态路由协议对网络的可伸缩性要求较高，当网络规模较大时，链路状态数据库的交换和计算开销会增加。
此外，链路状态路由协议对网络拓扑的变化较为敏感，一旦网络中链路发生变化，需要进行链路状态数据库的更新和链路状态包的交换，会引发一定的网络开销。
常见的链路状态路由协议包括OSPF（Open Shortest Path First）和IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）等。
路由器原理及常用的路由协议路由算法
路由器原理及常用的路由协议路由算法路由器是一种网络设备，用于在不同的网络之间转发数据包。
它通过查找目标地址来确定数据包的最佳路径，并将其发送到目标地址所在的网络。
一、路由器的原理路由器的原理基于IP（Internet Protocol）协议，它使用IP地址来标识网络中的每个设备。
当一个数据包通过路由器时，路由器会检查它的目标IP地址，并查找与该地址最匹配的路由条目。
接下来，路由器根据路由表中的信息，选择适当的接口将数据包发送到下一个路由器或目标设备。
路由器通过使用转发表或路由表来决定数据包的下一跳。
转发表记录了直接连接到路由器的网络和相应的接口信息，而路由表则记录了其他网络的路径信息和下一跳路由器的地址。
二、常用的路由协议1. 静态路由协议静态路由协议是手动配置的路由信息，管理员需要手动输入网络地址和下一跳路由器的信息。
静态路由适用于小型网络或需要精确控制路由路径的场景。
它的配置简单，不会产生额外的网络流量。
然而，静态路由缺乏自适应性，不能根据网络拓扑变化自动更新路由信息。
2. 动态路由协议动态路由协议可以自动学习和交换路由信息，以适应网络拓扑的变化。
常见的动态路由协议包括RIP（Routing Information Protocol）、OSPF（Open Shortest Path First）和BGP（Border Gateway Protocol）等。
RIP是一种基于跳数的距离矢量路由协议，它使用Hop Count（跳数）作为度量标准，通过交换路由信息选择最短路径。
RIP适用于小型网络，但在大型网络中由于其慢速收敛和有限的路由选择能力而不常使用。
OSPF是一种链路状态路由协议，它通过交换链路状态信息来计算最短路径。
OSPF适用于中大型网络，并支持可变长度子网掩码，具备快速收敛和灵活的路由选择能力。
BGP是一种边界网关协议，主要用于互联网中的自治系统之间的路由选择。
BGP具有较复杂的路由策略和路径选择能力，能够实现自治域之间的路由控制和流量优化。
常见的路由协议及其工作原理。
常见的路由协议及其工作原理。
常见的路由协议有以下几种：1. 静态路由协议（Static Routing Protocol）：管理员手动配置路由器的路由表，将目的地址映射到出接口。
静态路由协议不会自动适应网络变化，需要手动更新路由表。
2. RIP（Routing Information Protocol）：RIP是一种距离向量路由协议，使用跳数作为路径的度量标准。
路由器通过交换路由表来学习网络拓扑，并通过定期广播自己的路由表来通知其他路由器。
3. OSPF（Open Shortest Path First）：OSPF是一种链路状态路由协议，使用链路的带宽作为路径的度量标准。
路由器通过交换链路状态数据库来学习网络拓扑，并计算最短路径树，从而确定最佳路径。
4. EIGRP（Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）：EIGRP是思科自主研发的一种增强型内部网关路由协议。
它结合了距离向量和链路状态两种路由算法，并采用基于可靠性的分布式计算方法，具有快速收敛和低网络开销等特点。
5. BGP（Border Gateway Protocol）：BGP是一种路径矢量路由协议，用于在不同的自治系统之间交换路由信息。
BGP使用属性和策略来选择最佳路径，并支持多路径和策略路由。
这些路由协议的工作原理大致如下：- 路由器通过邻居路由器交换路由信息，了解网络拓扑和目的地的可达性。
- 根据收到的路由信息更新路由表，选择最佳的路径进行数据转发。
- 定期发送路由更新信息，通知其他路由器自己的路由信息，并接收其他路由器的更新信息。
- 在网络中形成稳定的路由路径，使数据能够正确地传递到目的地。
- 监控网络变化，及时更新路由表，保持网络的稳定性和可靠性。
常见的路由协议及工作原理
常见的路由协议及工作原理如下：
1. RIP路由协议：RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xeroxparc通用协议而设计的，是Internet中常用的路由协议。
RIP采用距离向量算法，即路由器根据距离选择路由，所以也称为距离向量协议。
路由器收集所有可到达目的地的不同路径，并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息，除到达目的地的最佳路径外，任何其它信息均予以丢弃。
2. OSPF路由协议：OSPF协议是一种链路状态路由协议，主要应用于较大规模的网络环境中。
与RIP不同，OSPF协议通过路由设备间的链路状态交换，生成网络中所有设备的链路状态数据库。
OSPF协议使用Dijkstra的最短路径算法计算最短路径树，以得到到达目标地址的最短路径。
3. BGP路由协议：BGP协议是一种外部网关协议，主要用于不同自治系统之间的路由交换。
BGP协议通过建立和维护相邻节点间的连接关系，并交换路由信息来更新和维护路由表。
BGP协议具有支持大规模网络、路由收敛速度快、防止路由循环等特点。
以上是常见的路由协议及工作原理，不同的路由协议适用于不同的网络环境，需要根据实际情况选择合适的路由协议。
路由器与路由算法
三类交换网络
内存交换（Switching Via Memory） 第一代路由器: 分组通过系统的（单个）CPU拷贝 速度受到内存带宽的限制 (每个分组需2次穿越 系统总线)
Input Port Memory Output Port
System Bus
总线交换（Switching Via Bus） 分组通过一条共享的总线从输入端口的内存传递 到输出端口的内存 总线竞争：交换速率受限于总线的带宽 1 Gb/s总线，Cisco 1900：对访问接入和企业级 的路由器已经足够 (但还不适应在区域或主干级 线路上使用)
5.2.9 链路状态算法（LS）和距离向量算法（DV） 的比较 算法复杂性 LS –路由信息向全网发送 –N节点，E个连接的情况下，每个节点发 送O(nE)的报文 DV –仅在邻居节点之间交换
收敛（Convergence）速度 LS 使用最短路径优先算法，算法复杂度为 O(n**2) n个结点（不包括源结点），需要 n*(n+1)/2 次比较 使用更有效的实现方法，算法复杂度可 以达到O(nlogn) 可能存在路由振荡（oscillations）（研究
路由器C的路由表
目的网络号 下一个转发路由器端口或IP地址 度量（转发次数）
128.1.0.0
128.2.0.0 128.3.0.0 128.4.0.0
128.3.0.2 （RB）
128.3.0.2 （RB） 直接端口1 直接端口2
2
1 0 0
Internet 路由表包含内容
目的或网络掩码 协议 优先级 优先权 下一跳地址 输出接口 影响路由权的属性， 如右图。越小，路径 越好。
热点问题）
DV 收敛时间不定 可能会出现路由循环 count-to-infinity问题
ospf的原理及应用论文
OSPF的原理及应用一、概述OSPF（Open Shortest Path First）是一种开放式链路状态路由协议，广泛应用于企业网络和互联网中。
本文将介绍OSPF的原理及应用，包括路由算法、网络拓扑构建、路由计算及路由表更新等内容。
二、路由算法OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径，在路由器之间选择最佳路径进行数据传输。
其基本原理如下：•每个OSPF路由器维护一个链路状态数据库（Link State Database），其中存储了与其相邻的路由器和链路信息；•路由器之间通过交换链路状态更新消息（Link State Update）来交换各自的链路状态信息；•使用Dijkstra算法计算最短路径树，确定从一个路由器到其他所有路由器的最佳路径；•计算出的最短路径存储在路由表中，作为数据包转发的依据。
三、网络拓扑构建OSPF使用Hello协议来发现邻居路由器，并建立邻居关系以及网络拓扑信息。
具体步骤如下：1.路由器发送Hello消息到直连网络上，以广播的方式通告自己的存在。
2.监听到Hello消息的其他路由器返回相应的Hello消息，建立邻居关系。
3.邻居关系建立后，交换链路状态更新消息（LSU）；4.路由器根据接收到的LSU消息更新链路状态数据库；5.每个路由器使用链路状态数据库构建网络拓扑，计算最短路径。
四、路由计算OSPF路由计算包括从链路状态数据库中获取网络拓扑、使用Dijkstra算法计算最短路径以及构建路由表等步骤。
1.路由器将链路状态数据库中的网络拓扑提取出来，形成一个拓扑图。
2.使用Dijkstra算法计算出到达其他路由器的最短路径。
3.根据最短路径计算出下一跳路由器以及出接口。
4.构建路由表，将最短路径、下一跳路由器和出接口信息存储其中。
五、路由表更新在OSPF中，路由表更新是一种动态的过程，当网络中发生拓扑变化时，OSPF 会对路由表进行更新。
1.监听邻居路由器发送的Hello消息，检测邻居关系是否保持正常。
路由器原理 路由器的工作原理详细说明
路由器原理路由器的工作原理详细说明路由器原理：路由器的工作原理详细说明一、引言在网络通信中，路由器是一种用于转发数据包的设备，它能够将数据包从源地址转发到目标地址。
本文将详细介绍路由器的工作原理，包括数据包转发、路由选择算法、路由表管理等方面。
二、路由器的基本功能1. 数据包转发：路由器通过接收数据包的源和目标IP地址，根据路由表中的信息，将数据包转发到下一跳的目标地址。
2. 路由选择：路由器根据网络拓扑和路由协议，选择最佳的路径将数据包转发到目标地址。
3. 路由表管理：路由器维护一张路由表，其中包含了网络地址和对应的下一跳地址，用于决定数据包的转发路径。
4. 数据包过滤：路由器可以根据预设的规则，对数据包进行过滤和阻止，提高网络的安全性。
三、路由器的工作原理1. 数据包转发过程：当路由器接收到一个数据包时，会首先检查数据包的目标IP地址。
然后，路由器会根据自己的路由表，查找与目标IP地址匹配的路由项。
如果找到匹配的路由项，路由器会将数据包发送到路由表中指定的下一跳地址。
如果找不到匹配的路由项，路由器会将数据包丢弃或发送到默认路由。
2. 路由选择算法：路由选择算法决定了路由器选择哪条路径来转发数据包。
常见的路由选择算法有以下几种：- 静态路由：管理员手动配置路由表，指定数据包的转发路径。
- 动态路由：路由器通过路由协议与相邻路由器交换网络信息，根据收到的信息更新路由表，选择最佳的路径转发数据包。
- 距离矢量路由算法：路由器根据到达目标网络的距离选择最佳路径。
- 链路状态路由算法：路由器根据网络链路的状态信息选择最佳路径。
3. 路由表管理：路由器的路由表包含了网络地址和对应的下一跳地址。
路由表的更新可以通过手动配置或者动态路由协议来实现。
当路由器接收到路由更新信息时，会根据一定的策略更新路由表，例如使用跳数、带宽等作为选择路径的依据。
4. 数据包过滤：路由器可以根据预设的规则对数据包进行过滤和阻止。
路由算法区分管理距离和最大跳数具体原理
路由算法区分管理距离和最大跳数具体原理路由器(Router)，是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。
管理距离就是人为指定的一个数字，由这个数字来代表路由协议的优先度，数字越小越优先采用这个路由协议通告的路由。
本文主要内容是利用路由算法区分管理距离和最大跳数方法步骤管理距离就是人为指定的一个数字，由这个数字来代表路由协议的优先度，数字越小越优先采用这个路由协议通告的路由。
比如静态路由的默认的管理距离是0，rip是120，如果到达某个网段的路由通告由这两个同时通告，则会采用静态路由通告的路径。
最大跳数主要是针对的距离矢量的路由协议来说的，是说的这样的路由协议能把一个路由通告传送过最多多少个路由器。
比如说rip的最大跳数是15，则有rip协议传输通告的某个路由只可以通过15次路由器(重复通过也算做一次) ，如果第16次到达某个路由器，则这个路由器会认为这个传送过来的路由是不可到达的。
路由分为静态路由和动态路由，其相应的路由表称为静态路由表和动态路由表。
静态路由表由网络管理员在系统安装时根据网络的配置情况预先设定，网络结构发生变化后由网络管理员手工修改路由表。
动态路由随网络运行情况的变化而变化，路由器根据路由协议提供的功能自动计算数据传输的最佳路径，由此得到动态路由表。
根据路由算法，动态路由协议可分为距离向量路由协议(Distance Vector Routing Protocol)和链路状态路由协议(Link State Routing Protocol)。
距离向量路由协议基于Bellman-Ford算法，主要有RIP、IGRP(IGRP为Cisco公司的私有协议);链路状态路由协议基于图论中非常著名的Dijkstra算法，即最短优先路径(Shortest Path First，SPF)算法，如OSPF。
在距离向量路由协议中，路由器将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器;而在链路状态路由协议中，路由器将链路状态信息传递给在同一区域内的所有路由器。
OSPF_协议的解析及详解
OSPF_协议的解析及详解OSPF协议的解析及详解OSPF（Open Shortest Path First）是一种内部网关协议（IGP），用于在IP网络中实现动态路由。
本文将对OSPF协议进行解析和详解，包括其基本概念、工作原理、路由计算算法、协议报文格式以及配置和故障排除等方面的内容。
一、基本概念1.1 OSPF协议OSPF是一种链路状态路由协议，通过交换链路状态信息来计算最短路径，并维护路由表。
它基于Dijkstra算法，具有快速收敛、可扩展性强等特点。
1.2 OSPF区域OSPF将网络划分为不同的区域，每个区域由一个区域边界路由器（Area Border Router，ABR）连接。
区域之间通过区域边界路由器进行路由信息的交换。
1.3 OSPF邻居关系OSPF通过建立邻居关系来交换路由信息。
邻居关系的建立是通过Hello报文来实现的，Hello报文中包含了路由器的标识、优先级、网络类型等信息。
二、工作原理2.1 OSPF路由计算OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径。
每个路由器维护一个链路状态数据库（Link State Database，LSDB），其中保存了所有邻居路由器发送的链路状态信息。
根据LSDB中的信息，路由器计算出最短路径树，并更新路由表。
2.2 OSPF的路由选择OSPF使用最短路径优先（Shortest Path First，SPF）算法来选择最优路径。
SPF算法考虑了路径的成本（Cost），成本越低的路径被认为是最优路径。
2.3 OSPF的路由更新OSPF使用链路状态通告（Link State Advertisement，LSA）来更新路由信息。
当网络拓扑发生变化时，路由器会生成LSA，并向邻居路由器发送更新信息。
邻居路由器收到LSA后，更新自己的链路状态数据库，并重新计算最短路径。
三、协议报文格式3.1 Hello报文Hello报文用于建立邻居关系。
它包含了路由器的标识、优先级、Hello间隔等信息。
计算机网络路由基础知识介绍路由器的工作原理和路由算法
计算机网络路由基础知识介绍路由器的工作原理和路由算法计算机网络是指通过通信线路将分布在不同地理位置的计算机互相连接起来，实现信息传输和资源共享。
而路由是计算机网络中至关重要的一个概念，它涉及到数据的传输路径选择和网络的拓扑结构。
本文将介绍路由器的工作原理和常见的路由算法。
一、路由器的工作原理路由器是计算机网络中用于实现分组交换的设备，其主要功能是根据网络层的地址信息，将数据包从源主机传输到目标主机。
路由器的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 数据包接收：路由器通过其接口从网络中接收到达的数据包。
2. 数据包解封：路由器将数据包的首部信息解封，获得源主机地址和目标主机地址等信息。
3. 路由选择：根据路由表中的路由信息，路由器选择最佳的路径将数据包发送到目标主机。
4. 数据包转发：路由器根据路由选择的结果，将数据包发送到下一个路由器或目标主机。
5. 数据包封装：路由器将数据包进行封装，添加新的首部信息，以便下一个路由器或目标主机进行正确的解析。
二、路由算法路由算法是指路由器根据一定的规则和算法来选择最佳的传输路径。
常见的路由算法有以下几种：1. 静态路由算法：静态路由算法是指管理员手动配置路由器的路由表，不会根据网络拓扑结构和流量变化进行动态调整。
这种算法适用于网络稳定且不会频繁变化的情况。
2. 动态路由算法：动态路由算法是指路由器根据网络拓扑结构和流量变化动态调整路由表。
常见的动态路由算法有距离向量路由算法（Distance Vector Routing）和链路状态路由算法（Link State Routing）等。
- 距离向量路由算法：距离向量路由算法是一种分布式的路由选择算法，它通过互相交换邻居节点的路由表，通过比较和更新距离信息来选择最佳路径。
常见的距离向量路由协议有RIP（Routing Information Protocol）和IGRP（Interior Gateway Routing Protocol）等。
华为 路由协议基础
路由协议基础文档版本01发布日期2019-06-04版权所有 © 华为技术有限公司 2019。
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华为技术有限公司地址：深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼邮编：518129网址：路由协议基础目录目录1 简介 (1)2 路由迭代 (3)3 路由器及路由基本原理 (4)4 静态路由与动态路由 (5)5 路由表和FIB表 (6)6 路由协议的优先级 (10)7 路由的度量 (12)8 负载分担与路由备份 (13)9 IP FRR (15)10 路由的收敛 (17)11 缺省路由 (19)12 不同路由协议的互相引入 (20)13 自治系统 (21)14 可变长子网掩码 (22)15 全0和全1子网 (23)16 路由策略 (24)17 策略路由 (25)18 相关链接 (27)1简介路由（Routing）是数据通信网络中一个基本的概念。
路由就是通过互联的网络把信息从源地址传输到目的地址的活动。
路由发生在OSI网络参考模型中的第三层（即网络层）。
我们将具有路由转发功能的设备称为广义上的路由器。
当路由器收到一个IP数据包，路由器会根据目的IP地址在设备上的路由表（RoutingTable）中进行查找，找到“最匹配”的路由条目后，将数据包根据路由条目所指示的出接口或下一跳IP转发出去。
路由知识点总结
路由知识点总结一、路由的基本概念1. 路由是指将数据从源地址传输到目的地址的过程。
在计算机网络中，路由是指在不同网络之间传输数据包的过程。
路由器是实现路由功能的网络设备，它可以将数据包从一个网络转发到另一个网络。
2. 路由器工作在OSI模型的第三层，也就是网络层。
在传输数据时，路由器根据目的地址选择合适的路径将数据包传输到目的地址。
3. 路由的基本原理是根据目的地址选择合适的路径来传输数据。
路由器根据目的地址查询路由表，然后选择合适的路径将数据包传输到目的地址。
4. 路由算法是指路由器在选择路径时所采用的算法。
常见的路由算法包括距离向量算法、链路状态算法、路径矢量算法等。
5. 路由表是路由器用来存储路由信息的数据结构。
路由表中包含了网络地址、子网掩码、下一跳地址等信息。
6. 路由器之间通信时会更新路由信息，以便选择最佳路径传输数据。
路由信息的更新可以通过路由协议实现。
7. 路由协议是路由器之间用来交换路由信息的协议，常见的路由协议包括RIP、OSPF、BGP等。
二、静态路由和动态路由1. 静态路由是指由网络管理员手动配置的路由信息。
静态路由的优点是配置简单、管理方便，但是不适应网络环境的动态变化。
2. 动态路由是指路由器根据路由协议自动学习并更新路由信息的过程。
动态路由的优点是适应网络环境的动态变化，但是配置较为复杂，管理相对困难。
3. 静态路由和动态路由各有优缺点，网络管理员在选择时需要根据实际情况进行权衡。
4. 在设计网络时，通常会将静态路由和动态路由结合使用，以充分发挥它们各自的优势。
5. 静态路由和动态路由的选择取决于网络规模、网络拓扑、带宽要求、安全策略等多种因素。
三、路由的工作过程1. 路由的工作过程包括路由信息的学习、路由信息的选择、路径的传输等多个阶段。
2. 路由器通过路由协议学习其他路由器的路由信息，路由器将收到的路由信息添加到路由表中。
3. 当需要传输数据时，路由器会根据目的地址查询路由表，选择合适的路径将数据包传输到目的地址。
路由器基础知识
路由器基础知识路由器的概念:路由器（Router）又称网关设备（Gateway）,是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。
当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成。
路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。
路由器的工作原理:传输介质路由器分本地路由器和远程路由器，本地路由器是用来连接网络传输介质的，如光纤、同轴电缆、双绞线；远程路由器是用来连接远程传输介质，并要求相应的设备，如电话线要配调制解调器，无线要通过无线接收机、发射机。
路由器是互联网的主要结点设备。
路由器通过路由决定数据的转发。
转发策略称为路由选择（routing），这也是路由器名称的由来（router，转发者）。
作为不同网络之间互相连接的枢纽，路由器系统构成了基于TCP/IP 的国际互联网络Internet 的主体脉络，也可以说，路由器构成了Internet的骨架。
它的处理速度是网络通信的主要瓶颈之一，它的可靠性则直接影响着网络互连的质量。
因此，在园区网、地区网、乃至整个Internet研究领域中，路由器技术始终处于核心地位，其发展历程和方向，成为整个Internet研究的一个缩影。
在当前我国网络基础建设和信息建设方兴未艾之际，探讨路由器在互连网络中的作用、地位及其发展方向，对于国内的网络技术研究、网络建设，以及明确网络市场上对于路由器和网络互连的各种似是而非的概念，都有重要的意义。
出现了交换路由器产品，从本质上来说它不是什么新技术，而是为了提高通信能力，把交换机的原理组合到路由器中，使数据传输能力更快、更好。
主要过程作用:启动过程：路由器里有一个叫做IOS的软件，IOS叫做网际操作系统，可以等同的认为它就是路由器的操作系统，像我们常用的XP一样。
网络层(路由协议与路由算法)
“最短路径优先”是因为使用了 Dijkstra 提出的最短路径算法SPF
OSPF 只是一个协议的名字，它并不表示其他 的路由选择协议不是“最短路径优先”。 是分布式的链路状态协议。
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与RIP相比的三个要点 向本自治系统中所有路由器发送信息，这里 使用的方法是洪泛法。 发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由 器的链路状态，但这只是路由器所知道的部 分信息。
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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 A R1
用内部网关协议 （例如，RIP）
自治系统 B 用外部网关协议 （例如，BGP-4） R3
用内部网关协议 （例如，RIP）
ห้องสมุดไป่ตู้
R2
用内部网关协议 （例如，OSPF）
自治系统 C
自治系统之间的路由选择也叫做域间路由选择 在自治系统内部的路由选择叫做域内路由选择
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“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)，因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” 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”。
•算法过程:
① 发现其邻居
② 测量到邻居的延时值
③ 构建链路状态分组信息 ④ 发送链路状态分组 ⑤ 根据收到的其他路由器的链路状态分组信息， 计算新的路由信息
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内部网关协议---- OSPF (Open Shortest Path First)
1. OSPF 协议的基本特点
“开放”表明 OSPF 协议不是受某一家厂商控 制，而是公开发表的。
路由器的工作原理
路由器的工作原理
路由器是一种网络设备，用于在计算机网络中传送数据包。
它的工作原理是将收到的数据包从一个网络接口转发到另一个网络接口，以便将数据包从源地址传输到目标地址。
路由器的工作原理可以简单描述如下：
1. 接收数据包：路由器通过一个或多个网络接口接收到数据包。
每个网络接口都连接到一个特定的网络，例如以太网、无线局域网或广域网等。
2. 解析目标地址：路由器会解析数据包中的目标IP地址，通
过查找路由表确定下一跳的目标地址。
路由表中包含了与不同目标地址相关的网络接口及其对应的下一跳。
3. 转发数据包：根据路由表中的信息，路由器将数据包发送到下一跳目标地址。
如果目标地址在同一网络中，路由器会直接将数据包发送到目标设备；如果目标地址不在同一网络中，路由器会将数据包发送到下一跳的路由器，直到数据包到达目标地址。
4. 更新路由表：路由器通过各种路由协议（如RIP、OSPF、BGP等）与其他路由器交换信息，更新路由表。
这样，路由
器可以实时地了解到网络拓扑的变化，并做出相应的路由调整。
5. 过滤数据包：路由器还可以根据一些规则（如访问控制列表）来过滤数据包，以实现网络安全和流量控制等功能。
通过以上工作原理，路由器能够实现数据包的有效转发和路由选择，使得网络中的不同设备能够相互通信和交换数据。
路由器原理及常用的路由协议、路由算法
路由器原理及常用的路由协议、 路由算法大家好，今天瑞哥给大家分享路由器原理及常用的路由协议、路由算法。
•1网络互连•1.1网桥互连的网络•1.2路由器互连网络•2路由原理•3路由协议• 3.1R IP路由协议• 3.2OSPF路由协议•33 B GP和BGP-4路由协议• 3.4路由表项的优先问题•4路由算法•5新一代路由器路由器工作在OSI模型中的第三层，即网络层。
路由器利用网络层定义的“逻辑“上的网络地址（即IP地址）来区别不同的网络，实现网络的互连和隔离，保持各个网络的独立性。
路由器不转发广播消息……近十年来，随着计算机网络规模的不断扩大，大型互联网络（如Internet)的迅猛发展，路由技术在网络技术中已逐渐成为关键部分，路由器也随之成为最重要的网络设备。
用户的需求推动着路由技术的发展和路由器的普及，人们已经不满足千仅在本地网络上共享信息，而希望最大限度地利用全球各个地区、各种类型的网络资源。
而在目前的情况下，任何一个有一定规模的计算机网络（如企业网、校园网、智能大厦等），无论采用的路由器的分组转发的设计与实现均基于软件，在转发过程中对分组的处理要经过许多环节，转发过程复杂，使得分组转发的速率较慢。
另外，由千路由器是网络互连的关键设备，是网络与其它网络进行通信的一个“关口”，对其安全性有很高的要求，因此路由器中各种附加的安全措施增加了CPU的负担，这样就使得路由器成为整个互联网上的瓶颈”。
传统的路由器在转发每一个分组时，都要进行一系列的复杂操作，包括路由查找、访问控制表匹配、地址解析、优先级管理以及其它的附加操作。
这一系列的操作大大影响了路由器的性能与效率，降低了分组转发速率和转发的吞吐量，增加了CPU的负担。
而经过路由器的前后分组间的相关性很大，具有相同目的地址和源地址的分组往往连续到达，这为分组的快速转发提供了实现的可能与依据。
新一代路由器，如IP Switch、Tag Switch等，就是采用这一设计思想用硬件来实现快速转发，大大提高了路由器的性能与效率。
路由协议原理及配置
路由协议原理及配置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。
它通过路由器之间的通信来传递网络中各个子网之间的路由信息，以确保数据能够正确地传递到目的地。
本文将介绍常见的路由协议原理及配置方法。
一、静态路由协议静态路由协议是手动配置的路由协议，要求管理员手动输入路由信息到每个路由器中。
它的工作方式简单，适用于小型网络或拓扑结构稳定的网络。
静态路由协议在路由器间没有自动的信息交换，也没有容错机制，路由器故障时需要手动重新配置。
配置静态路由协议需要管理员登录到每个路由器，使用命令行界面或图形界面进行配置。
具体步骤如下：1. 登录路由器管理界面。
2. 进入路由器配置模式。
3. 输入路由器之间的网络地址和下一跳地址。
4. 检查路由表，确保路由信息已正确添加。
5. 重复以上步骤，配置所有路由器的静态路由信息。
静态路由协议的优点是简单易用，不会浪费网络带宽和处理器资源。
然而，当网络拓扑发生变化时，需要手动修改静态路由配置，费时费力。
二、动态路由协议动态路由协议是自动配置的路由协议，能够自动学习和传递路由信息，适用于大型复杂网络。
常见的动态路由协议有RIP（Routing Information Protocol）、OSPF（Open Shortest Path First）和EIGRP （Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）等。
1. RIP协议RIP协议是一种距离矢量路由协议，使用跳数作为度量单位，最大支持15跳。
配置RIP协议需要在每个路由器上进行以下步骤：a. 进入路由器配置模式。
b. 启用RIP协议，并指定本地网络。
c. 检查路由表，确保自动学习到相邻路由器的路由信息。
d. 重复以上步骤，配置所有路由器。
2. OSPF协议OSPF协议是一种链路状态路由协议，使用最短路径优先算法计算最佳路径。
配置OSPF协议需要在每个路由器上进行以下步骤：a. 进入路由器配置模式。
第6章 路由协议
交换有关网络拓扑和可达性的信息(动态,尤其是外网)。 路由协议的作用： ●维护路由信息 ●建立路由表 ●决定最佳路径
6.1 路由器的工作原理及路由协议
路由表 由6个路由器互联的5个网络，每个网络在图中用一条粗线 表示，下面标有网络地址。每个路由器在端口处标有其IP地址， 现在网络10.0.0.0中的主机1要发送数据给网络50.0.0.0中的 主机2，它们之间有多条路径相连。
统分为不同的区域，以减少路由重计算的时间。
6.4 BGP边界网关协议
●
BGP：边界网关路由协议是一种自治系统
（AS）间的路由协议，采用距离向量算法，它的主 要功能是同其他的BGP系统交换网络可达信息。 BGP属于外部网关路由协议，可以实现自治系统 间的路由信息的无环路交换。以无类域间路由为基
础，BGP已经发展到支持路由信息的聚合和削减。
●
RIP：路由信息协议是一种古老的基于距离矢量算法
的路由协议，使用UDP传输。通过计算抵达目的地的最少跳 数（hop）来选取最佳路径。 RIP协议的跳数最多计算到15跳，当超过这个数字时， RIP协议会认为目的地不可达。此外，单纯的以跳数作为选
路的依据不能充分描述路径特征，可能导致所选的路径不
是最优。因此RIP协议只适用在中小型的网络中。 RIP已经成为在网关、路由器和主机间实现路由信息交
第六章 路由协议
第Hale Waihona Puke 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
计算机网络 路由器的功能及路由原理
计算机网络路由器的功能及路由原理在现代的计算机网络中，路由器起着重要的作用。
它既是网络中的重要设备，也是数据包传递的关键节点。
本文将详细介绍路由器的功能及其工作原理。
一、路由器的功能路由器作为计算机网络中的核心设备，具有以下几个主要功能：1. 数据包转发：路由器可以根据数据包的目的地址，将数据包从一个接口转发到另一个接口。
通过掌握网络拓扑结构和路由表信息，路由器能够找到合适的路径，实现数据包在不同网络之间的传递。
2. 路由选择：路由器通过动态路由协议或静态路由表，选择最佳的路径将数据包传递到目的地。
路由选择算法可以基于多种指标，如最短路径、最快路径或最低负载路线等。
3. 数据包过滤：路由器可以根据设定的过滤规则，对经过的数据包进行检查和过滤。
通过过滤功能，路由器可以提高网络的安全性，防止恶意的数据包进入网络或禁止某些类型的流量。
4. 网络地址转换（NAT）：在网络中，多个主机可能共享同一个公网IP地址。
路由器可以通过NAT功能，将内部私有地址转换为公网地址，实现内部主机与公共网络的通信。
5. 带宽管理：路由器可以对网络中的带宽进行管理和分配，根据不同的优先级和策略，对流量进行调度和限制，以优化网络性能和资源利用率。
二、路由器的工作原理路由器工作的基本原理是将数据包从一个接口接收，并根据目的地址将数据包转发到适当的接口。
具体的工作过程如下：1. 路由表查找：当路由器接收到数据包时，首先需要查找路由表，确定下一跳的接口。
路由表记录了相应的目的地址和对应的出接口，通过匹配目的地址，路由器可以找到最佳的转发路径。
2. 数据包转发：在找到下一跳接口后，路由器将数据包复制到该接口的输出缓冲区，并发送。
路由器可以使用硬件交换机或软件方式实现数据包的转发，确保数据包按照最佳路径传递。
3. 动态路由更新：路由器可以通过动态路由协议（如OSPF、BGP 等）与其他路由器交换路由信息。
当网络拓扑发生变化时，路由器会相应地更新路由表，以适应网络的变化。
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路由器原理及常用的路由协议、路由算法近十年来，随着计算机网络规模的不断扩大，大型互联网络（如Internet）的迅猛发展，路由技术在网络技术中已逐渐成为关键部分，路由器也随之成为最重要的网络设备。
用户的需求推动着路由技术的发展和路由器的普及，人们已经不满足于仅在本地网络上共享信息，而希望最大限度地利用全球各个地区、各种类型的网络资源。
而在目前的情况下，任何一个有一定规模的计算机网络（如企业网、校园网、智能大厦等），无论采用的是快速以大网技术、FDDI技术，还是ATM技术，都离不开路由器，否则就无法正常运作和管理。
1 网络互连把自己的网络同其它的网络互连起来，从网络中获取更多的信息和向网络发布自己的消息，是网络互连的最主要的动力。
网络的互连有多种方式，其中使用最多的是网桥互连和路由器互连。
1.1 网桥互连的网络网桥工作在OSI模型中的第二层，即链路层。
完成数据帧（frame）的转发，主要目的是在连接的网络间提供透明的通信。
网桥的转发是依据数据帧中的源地址和目的地址来判断一个帧是否应转发和转发到哪个端口。
帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件”地址，一般就是网卡所带的地址。
网桥的作用是把两个或多个网络互连起来，提供透明的通信。
网络上的设备看不到网桥的存在，设备之间的通信就如同在一个网上一样方便。
由于网桥是在数据帧上进行转发的，因此只能连接相同或相似的网络（相同或相似结构的数据帧），如以太网之间、以太网与令牌环（token ring）之间的互连，对于不同类型的网络（数据帧结构不同），如以太网与X.25之间，网桥就无能为力了。
网桥扩大了网络的规模，提高了网络的性能，给网络应用带来了方便，在以前的网络中，网桥的应用较为广泛。
但网桥互连也带来了不少问题：一个是广播风暴，网桥不阻挡网络中广播消息，当网络的规模较大时（几个网桥，多个以太网段），有可能引起广播风暴（broadcasting storm），导致整个网络全被广播信息充满，直至完全瘫痪。
第二个问题是，当与外部网络互连时，网桥会把内部和外部网络合二为一，成为一个网，双方都自动向对方完全开放自己的网络资源。
这种互连方式在与外部网络互连时显然是难以接受的。
问题的主要根源是网桥只是最大限度地把网络沟通，而不管传送的信息是什么。
1.2 路由器互连网络路由器互连与网络的协议有关，我们讨论限于TCP／IP网络的情况。
路由器工作在OSI模型中的第三层，即网络层。
路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址（即IP地址）来区别不同的网络，实现网络的互连和隔离，保持各个网络的独立性。
路由器不转发广播消息，而把广播消息限制在各自的网络内部。
发送到其他网络的数据茵先被送到路由器，再由路由器转发出去。
IP路由器只转发IP分组，把其余的部分挡在网内（包括广播），从而保持各个网络具有相对的独立性，这样可以组成具有许多网络（子网）互连的大型的网络。
由于是在网络层的互连，路由器可方便地连接不同类型的网络，只要网络层运行的是IP协议，通过路由器就可互连起来。
网络中的设备用它们的网络地址（TCP／IP网络中为IP地址）互相通信。
IP 地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址。
路由器只根据IP地址来转发数据。
IP 地址的结构有两部分，一部分定义网络号，另一部分定义网络内的主机号。
目前，在Internet网络中采用子网掩码来确定IP地址中网络地址和主机地址。
子网掩码与IP地址一样也是32bit，并且两者是一一对应的，并规定，子网掩码中数字为“1”所对应的IP地址中的部分为网络号，为“0”所对应的则为主机号。
网络号和主机号合起来，才构成一个完整的IP地址。
同一个网络中的主机IP地址，其网络号必须是相同的，这个网络称为IP子网。
通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行，要与其它IP子网的主机进行通信，则必须经过同一网络上的某个路由器或网关（gateway）出去。
不同网络号的IP地址不能直接通信，即使它们接在一起，也不能通信。
路由器有多个端口，用于连接多个IP子网。
每个端口的IP地址的网络号要求与所连接的IP子网的网络号相同。
不同的端口为不同的网络号，对应不同的IP 子网，这样才能使各子网中的主机通过自己子网的IP地址把要求出去的IP分组送到路由器上。
1.3.1、路由与桥接路由相对于 2 层的桥接 / 交换是高层的概念，不涉及网络的物理细节。
在可路由的网络中，每台主机都有同样的网络层地址格式（如 IP 地址），而无论它是运行在以太网、令牌环、 FDDI 还是广域网。
网络层地址通常由两部分构成：网络地址和主机地址。
网桥只能连接数据链路层相同（或类似）的网络，路由器则不同，它可以连接任意两种网络，只要主机使用的是相同的网络层协议。
1.3.2路由器连接网络层与数据链路层网络层下面是数据链路层，为了它们可以互通，需要“粘合”协议。
ARP （地址解析协议）用于把网络层 (3 层 ) 地址映射到数据链路层 (2 层 ) 地址，RARP( 反向地址解析协议 ) 则反之。
虽然 ARP 的定义与网络层协议无关，但它通常用于解析 IP 地址；最常见的数据链路层是以太网。
因此下面的 ARP 和 RARP 的例子基于 IP 和以太网，但要注意这些概念对其他协议也是一样的。
1 、地址解析协议网络层地址是由网络管理员定义的抽象映射，它不去关心下层是哪种数据链路层协议。
然而，网络接口只能根据 2 层地址来互相通信， 2 层地址通过 ARP 从 3 层地址得到。
并不是发送每个数据包都需要进行 ARP 请求，回应被缓存在本地的 ARP 表中，这样就减少了网络中的 ARP 包。
ARP 的维护比较容易，是一个比较简单的协议。
2 、简介如果接口 A 想给接口 B 发送数据，并且 A 只知道 B 的 IP 地址，它必须首先查找 B 的物理地址，它发送一个含有 B 的 IP 地址的 ARP 广播请求 B 的物理地址，接口 B 收到该广播后，向 A 回应其物理地址。
注意，虽然所有接口都收到了信息，但只有 B 回应该请求，这保证了回应的正确且避免了过期的信息。
要注意的是，当 A 和 B 不在同一网段时， A 只向下一跳的路由器发送 ARP 请求，而不是直接向 B 发送。
下图为接收到 ARP 分组后的处理，注意发送者的 <IP address, hardware address> 对被存到接收 ARP 请求的主机的本地 ARP 表中，一般 A 想与 B 通信时， B 可能也需要与 A 通信。
2 路由原理2.1 IP 地址在可路由的网络层协议中，协议地址必须含有两部分信息：网络地址和主机地址。
存贮这种信息最明显的方法是用两个分离的域，这样我们必须考虑到两个域的最大长度，有些协议 ( 如 IPX) 就是这样的，它在小型和中型的网络里可以工作的很好。
另一种方案是减少主机地址域的长度，如 24 位网络地址、 8 位主机地址，这样就有了较多的网段，但每个网段内的主机数目很少。
这样一来，对于多于 256 个主机的网络，就必须分配多个网段，其问题是很多的网络给路由器造成了难以忍受的负担。
IP 把网络地址和主机地址一起包装在一个 32 位的域里，有时主机地址部分很短，有时很长，这样可以有效利用地址空间，减少 IP 地址的长度，并且网络数目不算多。
有两种将主机地址分离出来的方法：基于类的地址和无类别的地址。
1 、主机和网关主机和网关的区别常产生混淆，这是由于主机意义的转变。
在 RFC 中(1122/3 和 1009) 中定义为：主机是连接到一个或多个网络的设备，它可以向任何一个网络发送和从其接收数据，但它从不把数据从一个网络传向另一个。
网关是连接到多于一个网络的设备，它选择性的把数据从一个网络转发到其它网络。
换句话说，过去主机和网关的概念被人工地区分开来，那时计算机没有足够的能力同时用作主机和网关。
主机是用户工作的计算机，或是文件服务器等。
现代的计算机的能力足以同时担当这两种角色，因此，现代的主机定义应该如此：主机是连接到一个或多个网络的设备，它可以向任何一个网络发送和从其接收数据。
它也可以作为网关，但这不是其唯一的目的。
路由器是专用的网关，其硬件经过特殊的设计使其能以极小的延迟转发大量的数据。
然而，网关也可以是有多个网卡的标准的计算机，其操作系统的网络层有能力转发数据。
由于专用的路由硬件较便宜，计算机用作网关已经很少见了，在只有一个拨号连接的小站点里，还可能使用计算机作为非专用的网关。
2 、基于类的地址最初设计 IP 时，地址根据第一个字节被分成几类：0: 保留1-126: A 类 ( 网络地址 :1 字节，主机地址 :3 字节 )127: 保留128-191: B 类 ( 网络地址 :2 字节，主机地址 :2 字节 )192-223: C 类 ( 网络地址 :3 字节，主机地址 :1 字节 )224-255: 保留3 、子网划分虽然基于类的地址系统对因特网服务提供商来说工作得很好，但它不能在一个网络内部做任何路由，其目的是使用第二层 ( 桥接 / 交换 ) 来导引网络中的数据。
在大型的 A 类网络中，这就成了个特殊的问题，因为在大型网络中仅使用桥接 / 交换使其非常难以管理。
在逻辑上其解决办法是把大网络分割成若干小的网络，但在基于类的地址系统中这是不可能的。
为了解决这个问题，出现了一个新的域：子网掩码。
子网掩码指出地址中哪些部分是网络地址，哪些是主机地址。
在子网掩码中，二进制 1 表示网络地址位，二进制 0 表示主机地址位。
传统的各类地址的子网掩码为：A 类： 255.0.0.0B 类： 255.255.0.0C 类： 255.255.255.0如果想把一个 B 类网络的地址用作 C 类大小的地址，可以使用掩码255.255.255.0 。
用较长的子网掩码把一个网络分成多个网络就叫做划分子网。
要注意的是，一些旧软件不支持子网，因为它们不理解子网掩码。
例如 UNIX 的 routed 路由守护进程通常使用的路由协议是版本 1 的 RIP ，它是在子网掩码出现前设计的。
上面只介绍了三种子网掩码：255.0.0.0 、255.255.0.0 和255.255.255.0 ，它们是字节对齐的子网掩码。
但是也可以在字节中间对其进行划分，这里不进行详细讲解，请参照相关的 TCP/IP 书籍。
子网使我们可以拥有新的规模的网络，包括很小的用于点到点连接的网络（如掩码 255.255.255.252 ， 30 位的网络地址， 2 位的主机地址：两个主机的子网），或中型网络（如掩码 255.255.240.0 ， 20 位网络地址， 12 位主机地址： 4094 个主机的子网）。
注意 DNS 被设计为只允许字节对齐的 IP 网络 ( 在 in-addr.arpa. 域中 ) 。