寻址与路由器技术

18
192.168.102.0
V 192.168.5.1/24
D(V) = 1
N 192.168.102.1
E
3
1
C
192.168.5.1/24
2
F
6
A
4
V 192.168.5.1/24 D(V) = 2+1 N 192.168.102.1
1 192.168.102.1
V 192.168.5.1/24 D(V) = infinite
Hybrid ZRP
On-Demanddriven/Reactive
DSR AODV TORA
Clusterbased/ Hierarchical
LANMAR CEDAR
29
MPR(Multi-Point Relay) 负责2跳的单跳邻近节点
E
C
F
D
A
B
[Prob] 节点D为何不是MPR
源自C的OLSR消息总数为5条 所以，节能3/8
1
N 192.168.5.1
3
D
B V 192.168.5.1/24 D(V) = 1+1
N 192.168.102.0
[Prob]如此循环，以至无穷
20
21
D0 VC S 192.168.5.1/24
E 2 A
3 F
6
4
D1 0 VF C D1 0 VD C
C 1
1
1
3
D
B
S 192.168.5.1/24
1
2
3
4
Bellman–Ford算法
◦ 对加权有向图，计算源点去往一组(即 vector)其他点最短距离和路径；
◦ 存在负权回路时，无法解算完成；
◦ 存在无穷计数 (count-to-infinity)问题； ◦ RIP(v1,v2)和IGRP采用。
Richard Bellman
Lester Ford, Jr. Bellman, Richard. On a routing problem. Quart. Appl. Math. ,1958, 16:87–90.
E
3
1
2 6
F 1
A
4
B
C 1
3
D
192.168.5.2
网络中间L2交换机 1）以广播方式，效率极低/可扩展性极差 2）以单播方式，要求学习并相互交换转发MAC地址 3）端站点，一定要询问到特定IP地址对应的MAC地址
37
Alice
192.168.5.3
Bob
192.168.5.2
E
3
1
2 6
A
t1=1+6=7 t2=1+3+5=9 t3=1+3+4=8 t4=1+1+4=6
3) 选取根端口 L2至根成本最小的端口
4) 确定指定端口 L1经该口至根最小的端口
1951－
Perlman R. An algorithm for distributed computation of a spanning tree in an extended LAN[C]. ACM SIGCOMM Computer Communication Review, 1985, 15(4): 44-53.
41
Bob
Alice
192.168.5.3
E
3
1
2 6
F 1
A
4
B
C 1
3
D
规则：非根L2设备转发Hello消息， 并附加至根的成本
A作为根发出的Hello被F转发给C
43
Alice
Bob
E
3
1
2 6
F 1
A
4
B
C 1
3
D
规则：不为根的L2设备不再 发送Hello消息
所以，F不以根发送Hello
42
Bob
Alice
192.168.5.3
E
3
1
2 6
F 1
A
4
B
C 1
3
D
对于F： w(A,E,F)=2+3=5 w(A,F)=6 w(A,B,F)=5
相同成本，以ID最小，即B，为父
44
Bob
Alice
192.168.5.3
E
3
1
2 6
F 1
A
4
B
C 1
3
D
对于B： (B,F), (B,D)为指定端口
Find w M for which Dw = min{Dj ; j M}; Add w to M; for each n M
Dn = minw [ Dn, Dw + dwn ]; Update route;
enddo
27
step1 step2 step3 step4 step5
BCDEFS
4 ∞ ∞ 2 6 ∞ {E} 4 ∞ ∞ 2 5 ∞ {E,B} 4 ∞ 7 2 5 ∞ {E,B,F} 4 6 7 2 5 6 {E,B,F,C} 4 6 7 2 5 6 {E,B,F,C,D}
对于F： (F,C)为指定端口
45
64 4
5
5
9 2
14 10
0
2 15
8
64
5
5
4 2
338 9
9
14
10
0
2
15
8
15
338
9 15
47
Alice
192.168.5.3
E
3
1
2 6
F 1
A
4
B
Bob
C 1
192.168.5.2
3
D
46
MSTP(0) 如果(A,E)和(A,B)链路中断
业务流临时转移到 MSPT(1)
17
5.1 距离矢量路由 5.2 链路状态路由 5.3 MAC广播的生成树 5.4 路由查找算法 5.5 标签交换路由
19
VC D(V) = 2 NF SN 10
VC D(V) = 3 NB SN 11
E A
F
B VC D(V) =2 ND SN 11
移动路线 C
C
D VC D(V) = 1 NC SN 11
23
192.168.5.1/24 192.168.102.0 192.168.5.1/24
D0 VC S 192.168.5.1/24
E
3
1
2 6
F 1
A
4
B D1 0
VF C
S 192.168.5.1/24
C 192.168.103.0
1
3
D
D1 0 VD C S 192.168.5.1/24
22
5
d1 d2 D
dn
t1 t2 T
tn
d1 d2 D
dn
if (d1< t1 + a) d1 = t1 + a
7
总循环次数： O(|E||V|)
内循环 次数： |E|
外循环 次数： |V|
6
E
3
1
2 6
F 1
A
4
B
C 192.168.5.1/24
1
3
D
RIP UDP
IP NIF
Port：520 IPv4 Addr.：224.0.0.9
8
1~25个表项
目标地址 权重度量值
9
E
3
1
2 192.168.105.1
A
F 6
1
4 B
C 192.168.5.1/24
1
3
D
V 192.168.5.1/24 D(V) = 4 + 2 N 192.168.105.1
距离相等路径的解决方法 1)先到先用； 2)组播更新周期一半之前的优先。
11
E
3
53
struct Node { Node *left; Node *right; int32 portIndex;
} **root;
struct IPPref { int8 len; int32 addr;
};
Insert(Node **r, int port, IPPref pref, int of = 0) { if (*r == NULL) *r = new Node(0,0,-1); if (offset >= pref.len) (*r)->portIndex = port; else { if ( (pref.addr << of) >> (32-of) ) r = &((*r)->right); else r = &((*r)->left); Insert(r, port, pref, ++of); }
24
192.168.5.1/24
D0 VC S 192.168.5.1/24
E
3
2 192.168.105.1
A
6 4
S 192.168.5.1/24
D1 0 VF C D1 0 VD C
1 F
1
B
C 1
3
Dቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A收集到全部的链路状态信息
25
Input: Graph (N,E) with
N
the set of nodes and E N × N the set of edges
31
E
C
F
D A
B
源自C的LSA消息总数为8条
30
1）连接2跳邻接节点最多的单跳邻居
E
C
F
D A
B 2）删除已选的MPR及对应的2跳邻接节点
3）重复1）和2），甚至所有2跳节点全部删除
32
MID：multiple interface declaration TC：Topology Control
5.1 距离矢量路由 5.2 链路状态路由 5.3 MAC广播的生成树 5.4 路由查找算法 5.5 标签交换路由
5.1 距离矢量路由 5.2 链路状态路由 5.3 MAC广播的生成树 5.4 路由查找算法 5.5 标签交换路由
控制平面:
路由协议(RIP, OSPF, BGP) 控制路由表
或MAC frames
Forwarding functions
数据平面:
入口分组经路由表查找 再转发至出口
或MAC frames
E
3
1
C
192.168.5.1/24
2
F
6
A
4
V 192.168.5.1/24 D(V) = 2+1 N 192.168.102.1
1 192.168.102.1
V 192.168.5.1/24 D(V) = infinite
1
N 192.168.5.1
3
D
B V 192.168.5.1/24 D(V) = 1+1
V 192.168.5.1/24
D(V) = 1
N 192.168.102.1
3
1
C
192.168.5.1/24
F
1
V 192.168.5.1/24
6
192.168.102.1
D(V) = infinite
1
N 192.168.5.1
3
D
4
B
12
V 192.168.5.1/24
D(V) = 1
N 192.168.102.1
33
34
Bob B(ob) 与 A(lice) 通过 IP 分组互通
Alice
E
3
1
2 6
F 1
A
4
B
C 1
3
D
192.168.5.3
网络中间L2交换机 1）以广播方式，效率极低/可扩展性极差
192.168.5.2
35
36
Alice
192.168.5.3
Bob B(ob) 与 A(lice) 通过 IP 分组互通
E
3
1
2 6
F 1
A
4
B
C S 192.168.5.1/24
1
3
D
26
28
Unicast-Routing Protocol for MANET (Topology-based)
Table-Driven/ Proactive
Distance- LinkVector State
DSDV
OLSR TBRPF FSR STAR
48
5.1 距离矢量路由 5.2 链路状态路由 5.3 MAC广播的生成树 5.4 路由查找算法 5.5 标签交换路由
49
50
控制平面:
运行路由协议
(RIP, OSPF, BGP)
数据平面:
将入口分组寻址转发到出口
技术评价参数： 1)查找速度（最坏/平均） 2)存储空间大小 3)更新速度
51
52
根节点度不大于2， 中间节点度不大于3， 叶节点度为1。
14
E
VC D(V) = 2 NF
A
VB D(V) = 3 NB
移动路线 C
C F
B
VC D(V) = 2 ND
D
VC D(V) = 1 NC
16
E
VC
D(V) = 2
NF
A
SN 10
F B
VC
C
D(V) = 0
NC
SN 10
D
VC D(V) = 1 NC SN 10
http://www.cs.virginia.edu/~cl7v/cs851-papers/dsdv-sigcomm94.pdf
dvw
link cost (dvw = infinity if (v,w) E, dvv = 0)
s
source node.
Output: Dn
cost of the least-cost path from node s to node n
M = {s}; for each n M
Dn = dsn; while (M all nodes) do
N 192.168.102.0
[Prob]如此循环，以至无穷
13
E
VC D(V) = 2 NF
A
无线链路 C
F
移动(mobile) C
B
VC D(V) = 2 NC
D VC D(V) = 1
NC
15
192.168.102.0
MANET: Mobile Ad hoc Network (IETF working group)
1
2 6
F 1
A
4
B V 192.168.5.1/24
D(V) = 0 + 1
N 192.168.102.1
C
192.168.5.1/24
1 192.168.103.1
3
D
V 192.168.5.1/24 D(V) = 0 + 1 N 192.168.103.1
10
192.168.102.0
E 2 A
F
1 4
B
t5=1+3+1+3+2=10 …
C 1
3
D
[Prob] 如何阻断广播回路?
39
Alice
192.168.5.3
E
3
1
2 6
F 1
A
4
B
Bob
192.168.5.2
C
1
t1=1
t2= 1+1+3
3
D
广播永远不终止
38
40
1) L2之间通过HELLO消息 通告ID、成本和链路ID
2) 选取根 ID最小者自动选出