第4-5讲 路由选择技术
网络设备：第5章_路由及其工作原理
5.5.1.5 RIP的缺陷
过于简单，以跳数为依据计算度量值，经常得 出非最优路由；
度量值以16为限，不适合大的网络；
安全性差，接受来自任何设备的路由更新；
不支持无类IP地址和VLSM（Variable Length Subnet Mask，变长子网掩码）；
收敛缓慢，时间经常大于5分钟；
router rip network 192.168.1.0 network 10.0.0.0
router rip network 10.0.0.0
5.5.2.2 验证RIP配置
E0 172.16.1.0 S2 S2 10.1.1.2 B S3 S3 E0 192.168.1.0 A 172.16.1.1 10.1.1.1 C 10.2.2.2 10.2.2.3 192.168.1.1
Frame Header
IP Header
Protocol Number
Packet Payload
UDP Header
Port No.
Segment Payload
C R C
5.5.1.2 RIP路由更新
RIP中路由的更新是通过定时广播实现的。
默认更新周期30秒
默认失效时间180秒 默认刷新时间240秒
第 5 章 路由及其工作原理
本章目标
了解路由（Route）的基本知识 配置静态路由 配置动态路由协议 配置VLAN间路由 访问控制列表
（了解） （掌握） （掌握） （掌握） （了解）
如何操作和访问控制列表
如何配置访问控制列表 验证访问控制列表
（掌握）
第5讲配置路由表
•配置静态路由 ip route 目的 子网掩码 网关 no ip route 目的 掩码 网关 show ip route
•配置默认路由 ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 网关
5.4 配置动态路由
1.动态路由协议
•自治系统：公共的管理域下所有网络的集合
•自治系统标识符范围从1到65535
•路由更新只广播路由表中改变了的信息，而不是广播 整个路由表
•路由的选择基于开销（cost），开销是自动或人工赋值 的。根据链路状态协议的算法，开销可以计算数据包必 须穿越的跳数目、链路带宽、链路上的当前负载等等
5.4 配置动态路由
7.链路状态路由协议
5.4 配置动态路由
7.OSPF路由选择
5.4 配置动态路由
•外部网关协议(Exterior Gateway Protocols ,EGP) 用于自 治系统之间 BGP
5.4 配置动态路由
2.内部网关协议和外部网关协议
5.4 配置动态路由
3.内部网关协议的分类
•距离矢量算法路由协议(Distance-Vector) RIP、IGRP
•链路状态算法路由协议(Link-State) OSPF
4.距离夭量路由协议（路由发现）
5.4 配置动态路由
4.距离夭量路由协议（路由选择）
5.4 配置动态路由
4.距离夭量路由协议（路由维护）
5.4 配置动态路由
7.链路状态路由协议
•路由器之间通过彼此交换链路(连接路由器的网络)状态 (路由器是开通还是关闭)通告LSAs来了解网络信息，并 且每个路由器根据了解的网路信息建立拓扑结构数据库 (完整的网络拓朴结构图)
5.4 配置动态路由
第五讲 路由-OSPF协议
指定路由器（DR）与备份指定路由器（BDR） 指定路由器（DR）与备份指定路由器（BDR）
• 在OSPF网络中，多路访问网段（点对点链路不 OSPF网络中 多路访问网段（ 网络中， 需要）都有一个DR和BDR与其它路由器。 需要）都有一个DR和BDR与其它路由器。 DR 与其它路由器 • 所有路由器与DR和BDR形成相邻关系，交换路 所有路由器与DR BDR形成相邻关系 DR和 形成相邻关系， 由信息。 由信息。 • OSPF路由器使用IP组播地址224.0.0.6与DR／ OSPF路由器使用IP组播地址224.0.0.6与DR／ 路由器使用IP组播地址224.0.0.6 BDR交流 BDR交流 • DR／BDR使用224.0.0.5组播地址与其它路由器 DR／BDR使用224.0.0.5组播地址与其它路由器 使用224.0.0.5 交流
自定义OSPF的参数 自定义OSPF的参数 OSPF
• 更改路由器优先级(0~255) 更改路由器优先级(0~255)
Router（config）#ip ospf priority level （ ）
• 设置线路开销（缺省开销是108 ／带宽bps） 设置线路开销（缺省开销是10 带宽bps bps）
单区域OSPF的配置实例 单区域OSPF的配置实例 OSPF
检查OSPF的运行 检查OSPF的运行 OSPF
Router#show ip protocols
•
Verifies that OSPF is configured
Router#show ip route
•
Displays all the routes learned by the router
F0/0: 192.168.1.1/24 S0/0/1:DCE 100.100.100.1/2 4 Area 5 S0/0/1:DTE 100.100.100.2/2 4
路由选择技术课程设计
路由选择技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 了解路由选择技术的基本原理，掌握常见的路由协议及其特点；2. 学会分析网络拓扑，并能运用路由选择算法设计合理的路由策略；3. 掌握路由器配置与调试方法，提高网络设备操作能力。
技能目标：1. 能够运用所学知识，针对实际网络环境选择合适的路由协议；2. 独立完成路由器配置与调试，解决简单网络故障；3. 培养团队协作能力，提高网络项目实施效率。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对网络技术学习的兴趣，提高主动探究精神；2. 增强学生的网络安全意识，树立正确的网络道德观念；3. 培养学生严谨、务实的学习态度，为未来从事网络技术工作打下基础。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能够准确描述路由选择技术的原理，列举常见路由协议；2. 学生能够根据网络拓扑图设计合理的路由策略，并进行简单故障排查；3. 学生能够独立完成路由器配置与调试，提高实际操作能力；4. 学生通过团队协作，完成实际网络项目实施，提高项目实施能力；5. 学生树立正确的网络道德观念，提高网络安全意识。
二、教学内容1. 路由选择技术概述- 路由的基本概念与作用- 常见路由协议及其特点2. 网络拓扑分析- 网络拓扑图的绘制与识别- 路由选择算法的应用3. 路由器配置与调试- 路由器的基本操作与命令- 静态路由与动态路由配置- 路由器接口配置与调试4. 常见路由协议配置- RIPv2配置与调试- OSPF配置与调试- BGP配置与调试5. 网络故障排查- 路由器故障排查方法- 网络连通性测试与诊断6. 网络项目实施- 团队协作与分工- 网络设备安装与调试- 网络优化与升级教学内容安排与进度：1. 第1周：路由选择技术概述，熟悉教材第1章内容；2. 第2周：网络拓扑分析，学习教材第2章内容；3. 第3-4周：路由器配置与调试，学习教材第3章内容；4. 第5-6周：常见路由协议配置，学习教材第4章内容；5. 第7周：网络故障排查，学习教材第5章内容；6. 第8周：网络项目实施，结合教材第6章内容进行实际操作。
因特网的路由选择技术
Байду номын сангаас
第一章 路由选择概述
1.1路由选择定义
路由选择是指选择通过互连网络从源节点向目的节点传输信息的通道，而且信息至少通过一个中间节点。路由选择工作在OSI参考模型的网络层。
1.2 路由选择的组成
路由选择包括两个基本操作，即最佳路径的判定和网间信息包的传送（交换）。两者之间，路径的判定相对复杂。
4.2.2 E-IGRP技术基础 22
第五章 边缘网关协议（BGP） 24
5.1 背景 24
5．2 BGP路由环境分类 24
5.3 BGP路由过程 25
5.3.1 BGP的消息类型 25
5.4 BGP的工作机制 26
第六章 Internet 路由选择策略 27
6.1 路由协议所处的网络层次 27
1.3.2 路由算法类型
( 1 ) 静态和动态路由选择算法
静态路由选择算法严格来说并不是一种算法，而是由网络管理员在路由选择前就已手工建立了映射表。九十年代以来，大多数优秀路由选择算法都是动态的，通过分析接收的路由修正消息来适应网络环境的变化。但静态路由选择算法也可以弥补动态路由选择算法的某些不足，如可以指定一些无法选择路由的数据包转发到某个指定的路由器，以保证所有数据包都得到处理。
( 2 ) 可靠性（reliability）
可靠性指每个网络链路的可靠性，即网络链路是否容易出故障，出故障是否容易恢复。通常用比特-错误率描述。网络管理员可以为每条链路分配不同的可靠性等级。
( 3 ) 路由选择延迟（routing delay）
路由选择延迟指的是通过互连网络从源节点向目的节点发送数据包所需的时间。延迟时间取决于诸多因素，其中包括网络链路的带宽及网络堵塞程度、沿途每个路由器端口的队列和传输的物理距离等。延迟时间是一种应用最广泛最有用的计量标准。
计算机网络课后习题参考答案第四章
{第四章网络层1.网络层向上提供的服务有哪两种是比较其优缺点。
网络层向运输层提供“面向连接”虚电路（Virtual Circuit）服务或“无连接”数据报服务前者预约了双方通信所需的一切网络资源。
优点是能提供服务质量的承诺。
即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序（不按序列到达终点），也保证分组传送的时限，缺点是路由器复杂，网络成本高；后者无网络资源障碍，尽力而为，优缺点与前者互易2.网络互连有何实际意义进行网络互连时，有哪些共同的问题需要解决网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域[进行网络互连时，需要解决共同的问题有：不同的寻址方案不同的最大分组长度不同的网络接入机制不同的超时控制不同的差错恢复方法不同的状态报告方法不同的路由选择技术，不同的用户接入控制不同的服务（面向连接服务和无连接服务）不同的管理与控制方式3.作为中间设备，转发器、网桥、路由器和网关有何区别中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。
物理层中继系统：转发器(repeater)。
数据链路层中继系统：网桥或桥接器(bridge)。
、网络层中继系统：路由器(router)。
网桥和路由器的混合物：桥路器(brouter)。
网络层以上的中继系统：网关(gateway)。
4.试简单说明下列协议的作用：IP、ARP、RARP和ICMP。
IP协议：实现网络互连。
使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。
网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一，与IP协议配套使用的还有四个协议。
ARP协议：是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。
RARP：是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。
（ICMP：提供差错报告和询问报文，以提高IP数据交付成功的机会因特网组管理协议IGMP：用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。
地址分为几类各如何表示IP地址的主要特点是什么分为ABCDE 5类;每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。
第4-5章 网络层练习题
第4章网络层练习题一、填空题1.将IP 地址11001010010111010111100000101101按照点分十进制应该表示为__________.。
这是一个________类IP地址，所属的网络为_________，这个网络的受限广播地址为__________，直接广播地址为__________。
2.标准的C类IP地址使用_________位二进制表示网络号。
3.如图6-9所示的简单互联网中，在路由器Q路由表中对应目的网络40.0.0.0的下一跳IP地址应为______。
4.某计算机的IP四肢是208.37.62.23，那么该计算机在________类网络上，如果该子网络的地址掩码为255.255.255.240，问该网络最多可以划分________ 个子网；每个子网最多可以有_______台主机。
5.为IP分组选择转发路径的过程被称为_________，是网络层的主要任务，ICMP是_______ 层的协议。
6.若一个IPV6地址为645A：0：0：0：13B2:0:4587,采用零压缩后可以表示为_________。
7.对于下面给定的IP地址，请指出它们属于哪一类，并写出他们的网络地址，主机号以及它们所在网络的广播地址。
（1）已知IP地址为197.99.222.139，子网掩码为255.255.255.240地址类________网络地址________主机号________直接广播地址________（2）已知IP地址为119.28.188.99，子网掩码为255.255.255.0地址类________直接广播地址___________8.路由器是工作在______层的网络互连设备，使用它互联的两个局域网的________层，_______层与________层的协议可以是不同的，但_________ 以上的高层必须采用相同的协议。
9.路由表可以分为静态路由表和动态路由表，使用路由信息协议RIP来维护的路由表属于_______路由表。
第5章 路由技术及配置
R1
20.0.0.7
20.0.0.9
R2
30.0.0.2
30.0.0.1
40.0.0.4 R3
网2 20.0.0.0
0
1
网3 30.0.0.0
网4 40.0.0.0
路由器R2的路由表 目的主机所在的网络 20.0.0.0
下一跳路由器的地址
直接交付，接口 0 直接交付，接口 1 20.0.0.7 30.0.0.1
第 20 页
在“下一跳路由器的地址”中可以看到 两种情况，一种是最普遍的情况，该地 址中存放的是另一个路由器的地址，也 就是数据需要下一跳路由器继续转发的 情况；另一种是“直接交付，接口X”， 也就是网络N与此路由器直接相连，数据 不需要再进行转发，路由器将数据报从 指定接口X发出，直接交付给目的主机。
图5-8 两机通信网络拓扑
192.168.10.1 PC1 192.168.10.5 F0
S0 A 172.16.2.1
S0
172.16.2.2
BB
202.99.8.1 F0 PC2 202.99.8.3
第 34 页
按照上述静态路由的一般配置步骤，首先分别 为路由器A、B的F0、S0端口设置如图5-8所示 的IP地址，根据前面的学习可以知道，现在路 由器中各会出现两条直连路由信息。对于A来 说，192.168.10.0/24与172.16.2.0/24为其直 连网段，对于B来说，202.99.8.0/24与 172.16.2.0/24是其直连网段。同样可以看出， 202.99.8.0/24是A的非直连网段， 192.168.10.0/24是B的非直连网段。判断出这 一点，下面要做的事就是添加路由器的非直连 网段相关的路由信息了。
路由讲解
145.13.3.11 145.13.3.101 … 145.13.3.10
145.13.7.34
145.13.7.35
R2
子网 145.13.3.0
子网 145.13.7.0
R3 R1 子网 145.13.21.0 …
所有到达网络 145.13.0.0 的分组均到达 此路由器
.
255
.
255
.
224
11001010 01110101 00000001 110 01111 ∧ 11111111 11111111 11111111 111 00000 11001010 01110101 00000001 110 00000
子网地址为：202.117.1.192 主机号为：15
H3
128.30.36.12
在划分子网的情况下路由器转发分组的算法
(1)
从收到的分组的首部提取目的 IP 地址 D。
(2) 先用各网络的子网掩码和 D 逐比特相“与”，看是否和相应的网络地址 匹配。若匹配，则将分组直接交付。否则就是间接交付，执行 (3)。 (3) 若路由表中有目的地址为 D 的特定主机路由，则将分组传送给指明的下 一跳路由器；否则，执行(4)。 (4) 对路由表中的每一行的子网掩码和 D 逐比特相“与”，若其结果与该行 的目的网络地址匹配，则将分组传送 给该行指明的下一跳路由器；否则，执行 (5)。 (5) 若路由表中有一个默认路由，则将分组传送给路由表中所指明的默认路由 器；否则，执行(6)。 (6) 报告转发分组出错。
(5) 若路由表中有一个默认路由，则将分组传送给路由表中所指明的默认 路由器；否则，执行(6)。
路由选择机制_计算机网络基础（第3版）_[共5页]
![路由选择机制_计算机网络基础（第3版）_[共5页]](https://img.taocdn.com/s3/m/cd7bf39ccf84b9d529ea7a3f.png)
计算机网络基础（第3版）70管道传送到目的站主机。
因为是全双工通信，所以每一条管道只沿着一个方向传送分组。
这样，到达目的站的分组不会因网络出现拥塞而丢失（因为在结点交换机中预留了缓冲区），而且这些分组到达目的站的顺序与发送时的顺序一致，因此虚电路对通信的服务质量（Quality of Service，QoS）有比较好的保证。
对于网络层究竟应当采用数据报服务还是虚电路服务，有两种观点。
一是通信子网要提供可靠的端到端的服务，因此OSI在网络层（以及其他的各个层次）采用了虚电路服务。
另一种观点认为：不管用什么方法设计网络，网络（这可能由多个子网互联而成）提供的服务都不可能做到绝对可靠，用户仍然要负责端到端的可靠性。
这种重复的可靠性措施是多余的。
让网络只提供数据报服务就可以大大简化网络层的结构。
当然，网络出了差错不去处理而让两端的主机来处理肯定会延误一些时间，但技术的进步使得通信子网出错的概率已越来越小，因而让主机负责端到端的可靠性并不会给主机增加更多的负担，加之主机性能在不断地提高，价格又不断地下降，处理端到端的可靠性问题已不是什么问题。
因此，数据报很可能成为网络层的传输主流。
路由选择机制4.2.1 结点交换机中的路由表在广域网中，分组要经过许多结点交换机的存储转发才能到达目的地，每一台结点交换机中都有一张路由表，里面存放了到达每一台计算机的路由。
为了减少查找路由表所花费的时间，广域网在给接入到网络的计算机进行编址时，采用“层次结构的编址方案”。
最简单的层次编址方案就是把一个地址分成前后两部分。
前一部分表示结点交换机的编号，后一部分表示所连接的结点交换机的端口号或计算机的编号。
如图4-4所示，有3台交换机，其编号分别为1、2和3。
每台交换机所接入的计算机也按接入的端口编上号码。
这样，交换机l的1、3端口上所接入的两台计算机的地址就分别记为[1,1]和[1,3]。
图4-4 计算机的编址和网络层结点交换机的路由表。
第4章 网络层5——路由选择协议
“链路状态”说明本路由器都和哪些路由器相邻，以及该链路的 “度量”(metric) 。 度量包括费用、距离、时延、带宽等
当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器 发送此信息。
链路状态数据库(link-state database)
各路由器之间频繁地交换链路状态信息，所有路 由器最终都能建立一个链路状态数据库。
每一个区域都有一个32位的区域标识符（用点分 十进制表示）。
区域不能太大，在一个区域内的路由器最好不超 过 200 个。
OSPF 划分为两种区域：主干区域和非主干区 域。主干区域(backbone area)，标识符规定为 0.0.0.0，用于连通非主干区域。
至其他自治系统 自治系统 AS
R1 网1 R2 网2 R3 R5
Traceroute（tracert）：跟踪分组从源点到 终点的路径
通过发送小的数据包到目的设备直到其返回， 来测量其需要多长时间。 输出结果包括测试的时间(ms)和设备IP地址。
PING 的应用举例
Traceroute 的应用举例
4.5 因特网的路由选择协议
静态路由选择策略 — 即非自适应路由选择 ，特点是简单和开销较小，但不能及时适应 网络状态的变化。 动态路由选择策略 — 即自适应路由选择， 特点是能较好适应网络状态的变化，但实现 起来较为复杂，开销比较大。
1. 工作原理
RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选 择协议。
RIP 协议要求网络中的每一个路由器都要维 护从它自己到其他目的网络的距离记录。
“距离”的定义
RIP认为一个好的路由是通过的路由器数目少， 即“距离短”。
第五章 路由技术基础
计算机网络 理论与实践
5.2 路由类型
（1）静态路由 网络管理员根据其所掌握的网络连通信息以手工配置方式创建的路由表表项，它需要
管理员指定目的网络地址以及该目的网络应该由哪个出口接口转发，也被称为非自适应 路由。
计算机网络 理论与实践
第5章 路由技术基础
路由技术是网络工程中的核心概念，它决定了数据包在网络中的传输路径和方式。通过路 由器的使用，我们可以将多个网络互联起来，实现数据的跨网络传输。路由技术的基础包括 路由表、静态路由、默认路由、路由选择协议和路由器等要素。了解这些基本原理将有助于 我们更好地理解路由器如何进行数据包的转发和路径选择，以提升网络通信的性能和稳定性。 在后续的学习中，我们将逐一深入探讨这些主题，并学习如何利用路由技术优化网络通信。
计算机网络 理论与实践
（2）路径向量算法
可以看作是一种距离向量路由算法的改进版。理论上，路径向量算法使得各个路由器 交换路径向量。
路径向量包含了目的网络以及到达该目的网络的最佳路径信息。每个路由器将自己的 路径向量发送给邻居路由器，并从邻居路由器收到的路径向量中更新自己的路由表。通 过交换路径向量，每个路由器可以获得网络中各个目的网络的最佳路径信息，从而进行 路由选择。最终，每个路由器通过交换路由信息来计算到达目的地的最佳路径，并将此 信息传播给邻居路由器。
最常见的路由算法 距离向量算法（Distance Vector） 链路状态算法（Link State） 路径向量算法（Path Vector）
计算机网络 理论与实践
（1）距离向量算法
TCP-IP协议(第4章路由选择协议)
4、 路由选择优先级
从接收的IP分组中提取目的IP地址
Y
是否匹配直连路由？
直接交付
N
是否匹配主机路由？
N
是否匹配网段路由？
Y
按主机路
由交付
Y
按网段路
由交付
N
是否有默认路由？
Y
按默认路
由交付
N
报错
5、 路由器选择流程
I. 路由器提取接收到IP分组目的IP地址； II. 将目的IP地址与路由表项的掩码逐项相与； III.运算结果和该路由表项的目的网络地址进行比较； IV. 如果匹配成功，则根据该路由项指明的下一条转发IP分
0.0.0.0
掩码
下一跳
255.0.0.0
-
255.255.255.224
-
255.255.255.224
-
……
……
255.255.255.255 120.96.5.18
255.255.255.0 120.63.1.5
255.255.255.0 120.96.5.18
0.0.0.0
120.68.10.22
直接交付：分组的目的站和交付者在同一网络的交付， 此场景的交付通过ARP协议完成物理网络的交付。
间接交付：分组的目的站和交付者不在同一网络的交 付，此场景的交付需通过查找路由表确定下一个路由器 的IP地址。
1、直接交付和间接交付
A
间接交付
间接交付
C
间接交付
直接交付
直接交付
B
直接交付不需要使用路由器 间接交付就必须使用路由器
主要内容
路由选择技术 分类寻址路由表 无分类域间路由选择 内部和外部路由协议
网络路由技术中的路由器接口配置指南(系列五)
网络路由技术中的路由器接口配置指南随着互联网的快速发展，网络路由技术逐渐成为我们生活中不可或缺的一部分。
在网络中，路由器是连接不同网络之间的关键设备，它负责将数据包从源网络传输到目标网络，起到了桥梁的作用。
为了确保路由器正常运行，合理的路由器接口配置非常重要。
本文将深入探讨网络路由技术中路由器接口配置的指南，以帮助读者更好地理解和应用。
一、了解路由器接口配置的基本概念在开始介绍路由器接口配置指南之前，我们首先需要了解一些基础知识。
路由器接口是指连接路由器与其他设备之间的接口，它可以是物理接口，也可以是虚拟接口。
一台路由器通常有多个接口，通过这些接口可以连接不同的网络。
接口配置包括IP地址配置、子网掩码配置、网关配置等。
二、配置路由器接口的步骤1. 确定网络拓扑结构在开始配置路由器接口之前，我们需要明确网络拓扑结构。
网络拓扑结构决定了路由器的接口数量和各个接口之间的连接方式。
对于复杂的网络拓扑，我们可以使用层次化的结构来简化配置。
2. 分配IP地址和子网掩码在为每个接口分配IP地址之前，我们需要规划IP地址的使用范围。
根据需求，我们可以选择使用私有IP地址或公有IP地址。
接着，根据网络规模和需求，为每个接口分配唯一的IP地址，并设置适当的子网掩码。
3. 配置网关网关是连接不同网络之间的关键设备，它提供了数据包在网络中的转发功能。
在路由器接口配置中，我们需要为每个接口设置合适的网关地址。
网关地址通常是路由器接口所在子网的第一个IP地址，它将作为数据包的出口。
4. 配置路由路由是决定数据包传输路径的关键组件。
在配置路由时，我们需要根据网络拓扑和需求设置合适的路由规则。
路由规则可以基于目标IP地址、源IP地址、端口号等条件进行设置，以确保数据包被准确地转发到目标网络。
5. 确保物理连接正常在进行路由器接口配置之前，我们需要确保路由器和其他设备之间的物理连接是可靠的。
通过检查网线的连接状态、设备之间的连通性以及硬件设备运行情况，我们可以排除物理连接问题，保证接口配置的顺利进行。
现代通信网课件04第4章IP网络
4.2 TCP/IP参考模型
分层模型包括各层功能和各层协议描述两方面的 内容。
计算机网络最早采用的是开放系统互连参考模型 （OSI-RM），IP网络也同样采用分层体系结构， 即TCP/IP参考模型。
在运输层之上，建立自己的专用程序。但设计使用这些 专用应用程序要用到TCP/IP，所以将它们作为TCP/IP 的内容，其实它们不属于TCP/IP。 ➢ 一般将网络层协议采用IP的通信网称为基于IP的通信网， 包括以太网、宽带IP城域网等。
4.3 局域网
一、传统以太网 P69
1. 传统以太网的概念 以太网是基于IP的通信网。传统以太网属于共享式局域网， 介质访问控制方法采用的是载波监听和冲突检测 (CSMA/CD)技术。CSMA代表载波监听多路访问，它是 “先听后发”；CD表示冲突检测，即“边发边听”。
Open Shortest Path First 分布式的链路状态协议。 通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数 据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短 路径构造路由表。
适合规模较大的网络
4.5 路由选择协议
4. 外部网关协议BGP BGP（边界网关协议）的概念：
Border Gateway protocol 是一种路径向量路由选择协议。 只是力求寻找一条能够到底目的网络且比较好的路由， 而并非一定是最佳路由。
4.5 路由选择协议
1. 路由选择算法概述
自治系统（AS=Autonomy System）： 将整个因特网划分为许多较小的区域，根据情况不同可
《局域网交换技术》5第5讲交换机的CLI访问和使用
项目二 局域网交换机配置(1)
项目任务：
1．掌握交换机的配置连接方式 2．会用仿真端软件配置交换机 3．了解交换机的初始化配置过程 4．熟悉Cisco IOS系统的命令行接口配置方式
2
任务一 熟悉交换机的配置方式
1、交换机的连接
计算机
Console口
பைடு நூலகம்
接口
Telnet TFTP
SNMP
控制台：Console口接终端或运行终端仿真软件（如超级终端）的PC机 Telnet: 可以通过Telnet配置 TFTP：可以通过TFTP服务器下载配置信息 SNMP：可以通过一个运行网管软件的工作站来管理配置
除了以上介绍的几种方法外，有些交换机还支持通过Web方式进行配置
3
任务一 熟悉交换机的配置方式
命令 enable disable或exit setup config terminal end interface type slot/number line type slot/number exit
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任务三 熟悉Cisco IOS常用命令
3、显示命令
任务 查看版本及引导信息 查看运行设置 查看开机设置（备份配置） 显示端口信息 显示路由信息 显示闪存设备信息 显示已经配置的协议信息
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任务二 了解Cisco IOS系统
1、Cisco IOS软件的目的
与计算机一样路由器或交换机需要操作系统才能正常 工作。Cisco将自己的操作系统称为Cisco互连网络操 作系统，或者Cisco IOS软件。它内置于Cisco路由器 和Catalyst交换机上。Cisco IOS提供了下列服务：
命令 show version show running-config show startup-config show interface type slot/number show ip router show flash show protocols
第4-5章 网络层练习题
第4章网络层练习题一、填空题1.将IP 地址11001010010111010111100000101101按照点分十进制应该表示为__________.。
这是一个________类IP地址，所属的网络为_________，这个网络的受限广播地址为__________，直接广播地址为__________。
2.标准的C类IP地址使用_________位二进制表示网络号。
3.如图6-9所示的简单互联网中，在路由器Q路由表中对应目的网络40.0.0.0的下一跳IP地址应为______。
4.某计算机的IP四肢是208.37.62.23，那么该计算机在________类网络上，如果该子网络的地址掩码为255.255.255.240，问该网络最多可以划分________ 个子网；每个子网最多可以有_______台主机。
5.为IP分组选择转发路径的过程被称为_________，是网络层的主要任务，ICMP是_______ 层的协议。
6.若一个IPV6地址为645A：0：0：0：13B2:0:4587,采用零压缩后可以表示为_________。
7.对于下面给定的IP地址，请指出它们属于哪一类，并写出他们的网络地址，主机号以及它们所在网络的广播地址。
（1）已知IP地址为197.99.222.139，子网掩码为255.255.255.240地址类________网络地址________主机号________直接广播地址________（2）已知IP地址为119.28.188.99，子网掩码为255.255.255.0地址类________直接广播地址___________8.路由器是工作在______层的网络互连设备，使用它互联的两个局域网的________层，_______层与________层的协议可以是不同的，但_________ 以上的高层必须采用相同的协议。
9.路由表可以分为静态路由表和动态路由表，使用路由信息协议RIP来维护的路由表属于_______路由表。
《计算机网络基础》课件 第5章 网络互联技术
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5.1 网络互连概述
5.1.2 网络互联准则
由于不同的计算机网络之间存在各种差异，如不同 的寻址模式，不同的分组长度，不同的网络接口， 不同的介质访问机制，不同的等待时限，不同的路 由寻址技术，不同的差错恢复能力和状态报告等， 所以网络互联主要应当考虑和解决以下一些问题。
对于网卡而言，每块网卡都有一个唯一的标识， 它是网卡生产厂家在生产时烧入ROM（只读存 储芯片）中的，我们把它叫做MAC地址（或物 理地址）。MAC地址由48位二进制组成，为方 便理解和记忆，通常分成6组，每组8位二进制。 每组再用十六进制表示，组与组之间用“-”分 隔，如：00-30-18-A2-18-A6。
网桥协议转换
也就是说，网桥工作在数据链路层，进行相似的网络间帧的转发， 实现MAC子层的连接，例如，以太网—以太网、以太网—令牌环、
网桥
以太网—FDDI等。
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5.2 网络互连设备
5.2.2 数据链路层互联设备
1）网桥的结构
网桥的结构由端口模块，存储模块、 软件模块（端口管理软件、协议转 换软件、地址表）、转发模块四部 分组成，如右图所示。
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5.1 网络互连概述
5.1.2 网络互联准则
此外，网络互联还应当遵守以下基本准则。
屏蔽或者容纳各个 物理网络的差别；
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隐藏各个物理网 络的实现细节；
为用户提供通用 透明服务。
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5.1 网络互连概述
5.1.3 网络互联的类型
网络互联的类型主要有：局域网与 局域网（LAN/LAN）的互联、局 域网与广域网（LAN/WAN）的互 联、局域网通过广域网 （LAN/WAN/LAN）互联、广域 网与广域网（WAN/WAN）的互 联，如右图所示。
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第 4-5 讲 路由选择技术
本讲提要
基本概念 路由选择的作用 电路交换网络的路由选择 分组交换网络的路由选择 IP网络的路由选择 小结
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基本概念
路由选择
在网络中选择转接信息的中间节点以及节点之间的链路， 从而确定一条连接发信节点和收信节点的信道的过程
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外部网关协议（EGP）
是Internet早期使用的一种外部网关协议，后来被广泛使 用的BGP所替代 EGP协议包括三个过程：邻居获取、邻居可达性确认、网 络可达性确认 EGP协议所交换的消息都只经过1跳，即交换EGP消息的 两个路由器必须是外部邻居路由器，不会有任何中间路由 器。路由器可以丢弃收到的不是发给自己的EGP消息 EGP通过路由更新来计算路由，EGP的外部网关可以传递 两种消息：它所在自治系统的可达子网的信息和学习到的 自治系统之外的消息 EGP受到诸多限制，应用很受局限
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电路交换网络的路由选择方式
静态路由选择
发端交换局至收端交换局的路由选择顺序是固定不变的 网络各部分负荷不均衡、不能充分利用网络资源、接通率 较低
动态路由选择
发端交换局至收端交换局的路由及其选择顺序可动态变化 包括时变动态路由选择和态变动态路由选择，前者随时间 的变化而变化，后者随网络中负荷的变化而变化（实现相 对复杂） 可以提高资源利用率、节省网络投资、提高服务质量 特别适合于网络规模较大、交换节点数量较多、业务量较 大的情况
电路交换网络
节点间的通信路由一般事先确定好，在呼叫建立阶段按照 确定的路由进行连接 只在确定路由出现溢呼或故障时，才选择新的路由（迂回 路由），路由转接设备称为交换机
分组交换网络
采用存储转发方式传输分组，每个节点都需要选择下一个 节点和链路，路由转接设备称为路由器
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基本概念
路由选择问题本质上是一个优化问题，也就是选择哪 条路由更好的问题。优化的标准包括跳数、距离、时 延、带宽、误码率、安全性等，优化的基本方法是图 论中的最短路算法、最大流算法和最小费用算法 硬件路由器（专门的硬件）：专门针对路由功能进行 设计和优化的设备，如Cisco 1600、2500、2600系列 路由器等 软件路由器：又称多宿主计算机(Multihomed Compu ter) ，软路由器可以看成带有两个以上网卡(或有两个 以上IP地址)的服务器
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动态路由选择策略
分布式路由选择
每个节点与其相邻的各节点交换路由信息，根据交换 后的信息确定新的路由表 能够反映网络拓扑和业务量的变化，属于自适应路由
分层式路由选择
将网络中的节点分成若干个区，每个节点只需维护区 内的路由信息，区内和区间可以采用不同的路由选择 方式 可以减少网络开销，适合于网络规模较大、节点数量 较多的情况
选择扩散式
将分组复制到靠近目的节点的一部分节点、也称多路 传送 一定程度上提高了网络吞吐量
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静态路由选择策略
随机式
收到分组的节点随机选择下一跳节点和链路 实现简单、但可靠性低
固定式
每个节点维护一张人工计算得到的固定路由表，给出 了对应所有目的节点的转发出口 实现简单，但不能适应网络变化 适用于小规模网络
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边界网关协议（BGP）
是目前Internet的标准外部网关协议。BGP的较新版本是1 995年发表的BGP-4，BGP-4也可简写为BGP BGP协议也包括邻居获取、邻居可达性确认和网络可达性 确认3个过程，但是BGP对于互联网络的拓扑结构没有任 何限制 每个路由器维护能够到达的子网以及到达子网最佳路由的 数据库信息，每当数据库发生变化就会向其他BGP路由器 广播update消息，然后据此建立和维护路由表 Update消息不是定期发送的，而是在路由变化时发送的 （触发更新） BGP是一种特殊的距离向量协议，每个BGP路由器记录的 是实际使用的路由，而不是到各个目的地的开销。
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电路交换网络的路由选择
电话交换网的基本路由结构
大区中心、省中心、市中心和县中心 —> 大区中心和市中 心 包括基干路由、直达路由和迂回路由
路由选择的基本原则
确保传输质量和信令信号的可靠传输 路由选择应有明确的规律性，确保路由选择不出现死循环 路由选择应首先选择电路段数少的路由 在业务量不溢出的情况下优先选择直达路由 能够在低等级网络中疏通的话务尽量在低等级疏通
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分组交换网络的路由选择
路由选择的要求
正确性：确保分组从源节点传送到目的节点 简单性：实现方便，软硬件开销小 可靠性：能长时间无故障运行 公平性：每个节点都有机会传送信息 最优化：尽量选取“好的”路由，以适应网络规模、拓扑结 构和业务量的变化
路由选择的指标
跳数 时延 吞吐量
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路由选择策略和方法
静态路由选择策略
扩散式 选择扩散式 随机式 固定式
动态路由选择策略
集中式 孤立式 分布式 分层式
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静态路由选择策略
扩散（洪泛）式
将分组复制到除输入节点以外的所有相邻节点、可靠 性高 存在大量重复分组、网络资源利用率低、吞吐量小 需要采用计数器等方式限制分组在网络中循环转发 适用于负荷较强、规模较小的网络
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IP网络的路由选择
在互联网中，由一个独立的管理机构控制的一组 网络和路由器称为一个自治系统（AS） 互联网包括多个自治系统，每个AS都有中央权威 机构分配的唯一的编号 AS内部使用的路由协议称为内部网关协议（IG P），AS之间使用的路由协议称为外部网关协议 （EGP），对应的邻居路由器分别称为内部邻居 和外部邻居
典型的IGP包括RIP和OSPF 典型的EGP包括EGP和BGP
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路由信息协议（RIP）
RIP（Routing Information Protocols）它是由施乐（X erox）在70年代开发的、使用较普遍的内部网关协议，适 用于中小型同类网络，是典型的距离矢量(distance-vector) 协议，以hop为度量来计算“距离” RIP协议假定如果从网络的一个终端到另一个终端的路由 跳数超过15个，则牵涉到了循环，因此当一个路径达到16 跳，将认为是不可达的（无穷计数、路由环回和路由时效 问题） RIP协议每隔30秒定期发送一次更新报文（也可按需询问 路由），据此更新路由。如果路由器经过180秒没有收到 来自某一路由器的路由更新报文，则将所有来自此路由器 的路由信息标志为不可达，若在其后240秒内仍未收到更 新报文，就将这些路由从路由表中删除
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硬件路由器
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软件路由器
网卡1
多宿主计算机
网卡2
子网 1
子网2
服务器 客户机
服务器
客户机
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路由选择的作用
路由选择决定数据分组通过哪条路径传输，直接关系 到网络传输的开销和数据分组的传输质量 路由选择策略应正确、稳定、公正、最佳和简单，适 应网络规模、网络拓扑和网络中数据流量的变化 路由选择与业务量控制紧密相关，其主要目标是提高 网络正常状态下的性能（如电路交换网络的接通率和 分组交换网络的时延等） 选择什么样的路由，如何使路由自动适应网络业务量 和用户需求的变化、有效利用网络资源，是网络管理 的一项重要问题
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开放最短路径优先（OSPF）
OSPF（Open Shortest Path First）是一种典型的链路状 态路由协议，支持大规模的网络 O指 OSPF是公开的，可免费使用； SPF是指采用 Dijkstra 最短路径优先算法 所有的路由器都维持一个链路状态数据库（网络拓扑结构 图，给每个链路状态分配序号（32位）并广播到自治系统 内的每个路由器，每个路由器据此分别计算出到每个目的 地的最短路由（分布式） 拓朴发生变化，采用泛洪广播使各路由器很快重新计算新 的路由表（收敛速度快） 每隔10妙相邻路由器交换一次hello报文，如果40秒没有收 到hello报文，则认为对应的路由器不可达
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小结
路由选择在网络管理中具有重要作用 合理选择路由可以平衡负载、减小时延和 避免拥塞 路由选择与网络交换方式密切相关 路由选择问题本质上是优化问题 路由选择包括静态和动态两种策略
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IP网络的路由选择
IP网络是指采用TCP/IP协议将大量物理网络连接 起来构成的互联网（internet） 与单一网络中的路由选择相比，互联网中的路由 选择复杂很多
网络中的主机首先要把分组送给同一网络中用于网间 连接的路由器 路由器根据目的地址选择合适的路由传递到目的网络 中用于网间连接的路由器 然后目的网络的路由器通过内部路由协议把分组送给 目的主机
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动态路由选择策略
集中式路由选择
网络中存在一个路由控制中心（RCC） 节点定期向RCC发送状态信息 RCC依据某种算法为每个节点计算出最佳路由表，并 发送到各个节点 优点：RCC能够依据当前网络状况选择最佳路由、各 个节点不必计算路由 RCC链路业务量过大、负担较重、易成为网络瓶颈， 并且节点之间路由更式路由选择
节点选择路由时，不与其他节点交换信息，仅依靠自 身拥有的信息 热土豆（hot potato）算法：节点收到分组后，将其放 在该节点最短的输出队列中，减少分组的排队等待时 间，但显然不是最佳路由 反向学习算法：根据输入分组中的路由信息来判决已 有的路由，如果输入分组中指出的路由比已有的路由 好，则替换原来的路由，经过反复学习比较来得到最 佳的路由