路由器工作原理与技术

告诉路由器特定的目的地是直接相连 在路由器上还是通过另一个路由器到 达，这个位于到达最终目的地途中的 路由器叫下一跳
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路由选择算法
选取最佳路由的能力
网络是可扩展的
应该很快适应各种 各样的网络变化
可扩展型 灵活性
最优化
简单性与 低开销
设计 目标
强壮型与 稳定性 快速收敛
收敛缓慢可能导致数 据不能被传送
南昌航空大学
路由器原理与技术
路由选择基础与子网
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Contents
可路由与被路由协议 IP路由选择协议 子网划分的机制 广域网 路由器
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可路由与被路由协议
❖ 可路由/被路由协议与路由选择协议有些相似，经常发生 混淆。
被路由协议
路由选择 协议
• 以寻址方案为基础，为分组从一个主机发送到另一个 主机提供充分的第3层地址信息的任何网络协议 • 定义了分组所包含的字段格式。使用路由选择表来转 发分组 • IP，IPX，AppleTalk
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广域网
封装
特征
高级数据链路控制 HDLC 幀中继 Frame Relay 点到点协议 PPP 同步数据链路控制(SDLC)协议
IEEE的标准，点到点专用链路和电路交换连接的 缺省封装
精简X.25中实现的一些耗时的处理过程，能处理 多个虚电路的业界标准交互型数据链路层协议
IETF开发，提供同步或异步电路上的路由器到路 由器和主机到网络的连接
▪ 不可靠和尽力是指IP协议尽最大努力传送分组但并不保证传送 结果。
▪ IP定义了IP分组头（包括寻址方法和其他控制信息）的格式。
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分组在路由器中的传播和交换
❖ 当一个分组为了到达最终目的地而通过互连网络传 播时，帧头和帧尾在每个路由器设备中被剥离和替 换。
开始 在接口上接收帧
是给路由器 的数据吗？
路由选择
就像一个分层的组织方案，允许单个的地 址结合成组并被视为一个整体单元，直到 需要用单个的地址做最后的数据传送。
路由器
维护路由选择表并确保其他路由器知道网 络拓扑中的变化。 当分组到达一个端口时，路由器用路由选 择表来决定把分组发送到哪里？
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路由选择协议度量标准
❖路由器使用一个或多个路由选择度量标 准来决定网络流量发送的最佳路径。
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路由选择与交换的区别
❖在把数据从数据源发送到目的地的过程 中路由选择和交换利用的信息是不同的。
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路由选择表
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路由选择表
协议类型
创建路由选择表条目 的路由选择协议的类型
重要信息
出站接口
目的地/ 下一跳
路由选择 度量标准
数据必须从这个接口被 发送以到达最终目的地
不同的路由选择协议使用 不同的路由选择度量标准
• 通过在设备之间提供路由选择信息共享机制，为被路由
协议提供支持 •路由选择协议消息在路由器之间移动 •使路由器之间可以传达路由更新和维护路由选择表 •RIP,IGRP,EIGRP,OSPF
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源自文库
可路由与被路由协议
❖在一个被路由网络中，IP地址和网络掩 码都是必须的。网络掩码负责分割32位 IP地址中的网络域和主机域。
▪ 对于可路由协议来说，它必须有为每一个设备分配网络号、主 机号的能力。例如IPX（网间分组交换），只要求管理员分配 一个网络号，因为此协议把主机的MAC地址作为主机号。
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IP是被路由协议
❖IP是一个在Internet中使用的无连接、 不可靠、尽力传送的系统协议。
▪ 无连接的意思是不需要专用的电路连接。IP协议无论采用哪一 个路由为最佳路由，都是以路由选择协议的决定为基础。
丢弃数据
转发新的数据帧
发送应答消息 “目的地不可达”
结束
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IP分组的剖析
IP包头 高层数据(有效载荷)
04 8
3版1 本
包头 长度
服务类型
16 总长度
标识
标志 片偏移
生存时间 协议
头校验和
源IP地址
目的IP地址 选项（长度可变）
填充
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IP路由选择协议
路由选择
路由选择 协议
使路由器能够创建路由表，以确定到达 Internet上主机的最佳路径
相互作用的。
使用链路状态数据库来计算通过 网络的最佳路径
采用Djikstra最短路径优先算法 OSPF，IS-IS
根据传闻进行路由选择 采用贝尔曼-福特路由选择算法
RIP，IGRP，EIGRP
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路由选择协议
RIP IGRP EIGRP OSPF IS-IS BGP
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子网划分
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子网划分
❖EIA/TIA-232和EIA/TIA-449 ❖V.24 ❖V.35 ❖G.703 ❖EIA-530
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广域网
❖广域网的数据链路层协议描述了在系统之 间的单一链路上，数据帧是如何传送的。
❖为了确保使用恰当的协议，必须在路由器 上配置适当的第二层封装。协议的选择需 要根据所采用的广域网技术和通信设备确 定。
CRC检查有效吗？
从分组移除 帧头和帧尾
从分组中提取目的地IP地址
把目的地IP地址和路由选择 表进行对比
有匹配的吗？
转发数据分组至路由选择 表项中指定的接口
为数据分组封装上一个新 的CRC尾
为数据分组封装上相应的 帧头
丢弃数据
分组要被路由吗？
在路由器上处理分组。 发送响应
路由选择表中有缺省 路由吗？
IBM设计，大多已被HDLC协议所代替
串行线路Internet协议（SLIP） 曾经很流行的传送IP分组的数据链路层协议
平衡型链路访问规程（LAPB） X.25使用，具有广泛的错误检查功能
占用CPU和存 储器开销小
在面临非正常或不 可预见的情况时还
能够运行
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内部与外部路由选择协议
基于路由协议运作时与自治域系统的关系而言
内部网关 协议
外部网关 协议
单一实体管理 下的一个或多 个网络的集合
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内部与外部路由选择协议
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链路状态和距离矢量
链路状态
距离矢量
IGP和EGP描述路 由器之间的物理关 系，而距离矢量和 链路状态则是描述 在路由器更新方面 路由器之间是怎样
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课堂练习
学校某系分配到IP网段 192.168.1.0 ,因该系有三个办公室，各 办公室分别有13、14、6台电脑，请 你为该系设计子网划分方案；绘制网 络拓扑示意图；写出路由器中路由表 的设置情况。
如果因为新教师招聘的原因需要 增加电脑，请计算可能的扩展空间。
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广域网
❖广域网的物理层协议描述了如何为广域网 服务提供电子的、机械的、操作上的以及 功能上的连接。