选路 路由表

RIP（续）
• 以主动方式运行RIP的路由器每隔30秒广 播一次报文 • 该报文包含了路由器当前的路由数据库 中的信息 • 每个报文由序偶构成，每个序偶由一个 IP网络地址和一个代表达到该网络的距 离的整数构成
RIP（续）
• RIP使用跳数度量来衡量到达目的站的 距离 • 在RIP度量标准中，路由器到它直接相 连的网络的跳数被定义为1，到通过另 一个路由器可达的网络的距离为2，其 余依此类推 • 从给定源站到目的站的一条路径的跳数 对应于数据报沿该路径传输时所经过的 路由器数
路由算法与协议
• 将 Internet 分割成自治系统 • 通过 EGP 交换信息 • RIP（Routing Information Protocol） • OSPF（Open Shortest Path First）
将 Internet 分割成自治系统
• 早期Internet由ARPANET发展而来 • ARPANET是Internet发展期间的主干网 。ARPANET是由租用线路连接的各个 分组交换结点组成 • 80年代早期，Internet还只是一个网络 • 所有的路由器（当时称为“网关”）都 采用同一网关－网关协议（GGP）来共 享路由信息：路由表里包含Internet里所 有IP网络项和度量值
– 对于那些实际跳数值在16左右的互连网络，管 理者或者把它划分为若干部分，或者使用其它 的协议
• 路由更新报文在网络之间的传输速度很慢， RIP所使用的矢量距离算法会产生慢收敛和 无限计数问题从而引发不一致性
RIP存在的问题（续）
网络1 R1 R2 R3
4跳 2跳 网络1 R1 3跳 R2 R3
RIP
• 使用最广泛的一种IGP是路由信息协议 RIP • RIP的基础是基于本地网的矢量距离路 由算法 • RIP把参加通信的主机分为主动的（ active）和被动的（passive或silent）
RIP
• 主动路由器向其它路由器通告其路由 • 被动路由器接收通告并在此基础上更新 其路由，它们自己并不通告路由 • 只有路由器能以主动方式使用RIP，而主 机只能使用被动方式
作业 OSPF选路
1 A 5
B 3 D
1 C 2
3 1 E 2 Z
4
2 1.填写下表，计算A选出的通往Z的路径
E
R
O
2. 当B和C之间的度量值增大到4以后， 重新填写上表，计算A选出的通往Z的路径
自治系统的定义
• 在同一机构下管理的一系列路由器和网 络是对AS的一个泛泛的定义 • 有关AS的大小并没有限制
自治系统的定义（续）
• 从路由的观点来说，处于一个管理机构 控制之下的网络和路由器群组称为一个 自治系统 • 在一个自治系统内的路由器可以自由地 选择寻找路由、广播路由、确认路由以 及检测路由的一致性的机制 • 每个与Internet核心体系结构相连的自治 系统都要把可达信息送到Internet核心路 由器
选路
• 选路的概念 • 层次结构与IP选路 • 拓扑结构与IP选路
路由表
• 路由表的组成和作用 • IP地址与路由表 • 路由表中的特殊条目
– 缺省地址 – 特定主机选路
• IP选路总控算法
IP选路总控算法
从数据报中取出目的端IP地址ID 计算目的端网络IP地址IN if IN匹配直接连接的网络地址 then 向目的端主机直接传送数据报 else if ID是特定主机选路 then 按路由表发送数据报 else if IN出现在路由表中 then 按路由表发送数据报 else if 路由表中指定了默认路径 then 将数据报发往默认路由器 else 宣布选路出错
OSPF（续）
• 要求路由器之间交换的任何信息都必须 经过鉴别（authenticated） • 支持各种鉴别机制，而且允许各个区域 之间的鉴别机制互不相同
– RIP没有鉴别机制，如果一个恶意的人使用 个人计算机广播RIP报文，通告了一条费用 很低的路由，那么各个运行RIP的路由器和 主机就会更改自己的路由，把数据包送到 这台个人计算机。
通过EGP交换信息
• EGP由以下3个独立的过程组成：
– "邻机探测（neighbor acquisition）"过程定 义2个相邻网关决定是否同意变成邻机。 – "邻机可达性（neighbor reachability）"过程 监视邻机之间的链路。 – "网络可达性（network reachability）"过程 管理网络交换可达性信息。
R2到网络1的路径 180秒以后失效
解决慢收敛的方法
• 分割范围更新（split horizon update）法 • 抑制（hold down）法 • 毒性逆转（poison reverse）法
解决慢收敛的方法的局限
• 广播雪崩 • 在广域网上的工作效率极低
OSPF
• 包含服务类型选项 • 管理者能够为到某个目的站规定若干条 路由，每一条对应于一种服务类型（如 低时延或高吞吐量） • 为数据报选择路由时，运行OSPF的所 有路由器使用IP首部的目的站地址和服 务类型字段的内容来选路
将 Internet 分割成自治系统（ 续）
• 这种配置带来了一大堆问题
– 路由负载随接入的路由器数而增加，路由 表大小随接入的网络数而增加 – 路由交换的频率也在增加 – 路由器和链路数越多，就越有可能出现问 题 – 每次链路接通或断开，都必须重新计算整 个路由度量值集合，并转换成大批的距离 向量协议（如GGP）的交换分组 – 路由器的种类也在增加，配置的路由软件 也不同
• 所有其它自治系统都叫做末梢AS • 每个末梢AS至少有一个路由器与核心 路由器中的一个或几个连接，以便与全 球Internet连通 • 与远程末梢路由器的通信通常由核心 AS来中转。这些连接到其它AS的特殊 路由器被称为外部网关。它们通过交换 信息来管理网络的连通性：这就是外部 网关协议（EGP）的目的
OSPF（续）
• 提供负载均衡功能 • 如果管理者对到某个目的站规定了若干 条费用相同的路由，OSPF就会把通信量 均匀地分配给这几条路由
ห้องสมุดไป่ตู้– RIP只为每个目的站计算一条路由。
OSPF（续）
• 允许一个网点上的网络和路由器被划分 为若干称为区域（area）的子集
– 每个区域是自封闭的（selfcontained） – 区域的拓扑结构知识是不为其它区域所知的 – 在给定网点上的多个群组，甚至在保留独立 地改变其内部网络拓扑结构的能力的前提下 还能相互合作，使用OSPF来选择路由
交换路由信息
• 路由表由内部网关协议（IGP）来维护 • IGP报文只在内部网关之间交换，即只在 属于同一AS的路由器之间交换 • 这些路由器只能找到它们所直接连接的 内部网络的信息
交换路由信息（续）
• 若想获取外部网络的信息，就必须与外 部网关交换信息 • 这些外部网关是相邻的自治系统的访问 入口点 • EGP的作用正是交换可达性信息
将 Internet 分割成自治系统（续）
• 改革单一网络模型 • 将Internet分成一系列自治系统（AS－ Autonomous System） • ARPANET及其伙伴网络SATNET的路由 器所组成的自治系统称为核心，在 Internet中扮演主干角色
将 Internet 分割成自治系统（ 续）
RIP 示例
网络1 网络
R1
网络2 网络 （网络1，1跳）
R2
（网络1，2跳） 网络 网络3
R5
R3
（网络1，3跳） 网络4 网络
R4
（网络1，3跳） 网络5 网络
RIP存在的问题
• 算法不能明确地检测出选路的回路 • 必须对可能的距离使用一个较小的最大值来 防 止 出 现 不 稳 定 的 现 象 （ RIP 使 用 的 值 是 16）
RIP（续）
• 使用跳数作为衡量最短路径并不一定会 得到最佳结果
– 例如，一条经过三个以太网的跳数为3的路 径，可能比经过两条低速串行线的跳数为2 的路径要快得多
• 为了补偿传输技术上的差距，许多RIP软 件在通告低速网络路由时人为地增加了 跳数
RIP（续）
• 运行RIP的主动主机和被动主机都要监听 所有的广播报文，并根据前面所说的矢 量距离算法来更新其路由表