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• “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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18
OSPF ：三个要点
1. 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（Flooding）】
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10
Intra-AS and Inter-AS routing
C.b
A.a
b aC
A.c a
d Ab
c
B.a
ac B
Gateways:
•perform inter-AS routing amongst themselves b •perform intra-AS routers with other routers in their AS
inter-AS, intra-AS routing in
gateway A.c
network layer link layer
physical layer
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11
Intra-AS and Inter-AS routing
Inter-AS
C.b
routing
between
A.a A and B
现代通信网络 Modern Telecommunication Network
Lecture 5 IP Routing Procotol: OSPF/BGP
电话：
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1
IP路由表设计原理
路径：H1-R1-R2-R4-H2 设计需要考虑到问题：
1. 路由器（Routers）的路由表如何获取？ 2. 为什么选择这条路径？ 3. 假设R2与R4的连接断掉，如何通知R1？ 4. 在Internet中，是否每个路由器都必须了解其它路由器的情况？
• 问题：如何确保各个路由器维护信息的一致性？ • 答案：不同路由器更新路由表的信息是一致的，
使得它们对网络拓扑结构有着一致性的认识。
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15
路由表选路原理：
只要目的网络不是 N1 和 N2，就一律选择默认路由 把数据报先间接交付路由器 R1，让 R1 再转发给下一个路由器
R0路由表
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8
Internet: AS路由管理模式:
IGP1
R1
EGP12
IGP2
R2
AS1
EGP13 EGP23
AS2
R3
IGP3
AS3
（1）AS内部：IGP，比如RIP、OSPF、IS-IS等；
（2）AS之间：EGP，最常用的是BGP;
（3）EGP通常是一种可达性学协习交议流P。PT
9
IP How to routing IP网络怎样选路
2. 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。
“链路状态”就是说明本路由器都和哪些路由器 相邻，以及该链路的“度量” (metric)。
本地网络1 本地网络22 本地网络m
核心网关:构成核心系统，集中管理, 提供到所有目的地的路由。
外围网关:为外出数据报提供默认路 由,发往某核心网关;将核心网关传 入的数据报投递到直连的物理网络。
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4
Internet的对等主干结构 - 契机：NSFNET的引入
主机1 主机3
ARPANET主干网
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13
Router 选路：2个关键问题
1. 路径存在性 2. 路径最优性
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14
1. 路径存在性 – 机制
• 路由表的两个普遍特点：
路由表中不包含到达所有目的地的路由 路由表中存在默认路由
• 要求：
单个路由器为连接关系所做的贡献是局部的 所有路由器组成的系统是完备的
R5
H1
R1
R4 H2
R2
R3
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2
IP网络 – 路由选择
【解决方案: 回答前面3个问题】
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3
核心路由器与核心体系结构
ARPANET主干网
ARPANET主干网
R1核心路由器R2
Rn
k1
k2 核心路由器 kn
本地网络1
本地网络2 本地网络n
G1 G2 Gk 外围路由器 选路模式
R1
R2
Rn
NSFNET主干网
主机2 主机4
选路模式：
① 各主干网内部按核心结构方式进行选路 ② 各核心网关拥有对另一部分的默认路由。
问题：
① 【两主干网】间多重接入，造成选路困难。
② 具有非法目的地址的数据报形成选路回路
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5
Internet的对等主干结构 – 存在的问题
核心C1内网点的 非法目的分组x
b aC
A.c
a
Host h1
d Ab
c
Intra-AS routing
within AS A
Internet: BGP
B.a
Host
ac B
b
h2
Intra-AS routing within AS B
Internet: OSPF, IS-IS, RIP
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12
IP路由表 – 关键问题
目的网络 下一跳
N1 N2 默认
直接 R2 R1
R2
N2
R0
N1
R1
因特网
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16
Intra AS Routing
OSPF – Open Shortest Path First
工作原理
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17
内部网关协议 OSPF 基本特点
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。
核心C1
到核心C2的 默认路由P1
目前的Internet结构
到核心C1的 默认路由P2
核心C2
Internet主干网
NAP1
核心层 NAP2 …… NAPn
NSP1
NSP2 …… NSPN 分布层
ISP1
ISP1 …… ISP1 接入层
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6
解决方案：使用 AS – 自治域结构
主干网(AS)
R1
R2
Rn
R1 主干网(AS)
AS1
AS2
ASn
AS1
……
ASn
说明:
（1）AS自治的主要内容是选路自治, AS可自由地选择路由算法； （2）AS必须严格界定，并被赋予全局唯一的自治系统号(NIC分配)； （3）主干网络本身也构成一个AS:(教育网【AS4538】)。
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7
CERNET 【中国教育网 - AS：4538】
哈尔滨
乌鲁木齐
长春
拉萨
Backbone Regional
GigaPop Pop
呼和浩特
北京
唐山
沈阳
西宁 成都
银川 兰州
石家庄 太原
西安
汉中
重庆
宜昌 武汉
天津
济南
郑州
徐州
大连 烟台 青岛
南京
无锡
黄梅 合肥
上海
杭州
九江
Βιβλιοθήκη Baidu贵阳
长沙
南昌
福州
昆明
桂林
柳州
百色
南宁
湛江
徐闻
海口
广州
厦门
汕头
惠州
深圳 深圳
珠海
台北
三亚
• 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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OSPF ：三个要点
1. 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（Flooding）】
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10
Intra-AS and Inter-AS routing
C.b
A.a
b aC
A.c a
d Ab
c
B.a
ac B
Gateways:
•perform inter-AS routing amongst themselves b •perform intra-AS routers with other routers in their AS
inter-AS, intra-AS routing in
gateway A.c
network layer link layer
physical layer
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Intra-AS and Inter-AS routing
Inter-AS
C.b
routing
between
A.a A and B
现代通信网络 Modern Telecommunication Network
Lecture 5 IP Routing Procotol: OSPF/BGP
电话：
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1
IP路由表设计原理
路径：H1-R1-R2-R4-H2 设计需要考虑到问题：
1. 路由器（Routers）的路由表如何获取？ 2. 为什么选择这条路径？ 3. 假设R2与R4的连接断掉，如何通知R1？ 4. 在Internet中，是否每个路由器都必须了解其它路由器的情况？
• 问题：如何确保各个路由器维护信息的一致性？ • 答案：不同路由器更新路由表的信息是一致的，
使得它们对网络拓扑结构有着一致性的认识。
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15
路由表选路原理：
只要目的网络不是 N1 和 N2，就一律选择默认路由 把数据报先间接交付路由器 R1，让 R1 再转发给下一个路由器
R0路由表
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Internet: AS路由管理模式:
IGP1
R1
EGP12
IGP2
R2
AS1
EGP13 EGP23
AS2
R3
IGP3
AS3
（1）AS内部：IGP，比如RIP、OSPF、IS-IS等；
（2）AS之间：EGP，最常用的是BGP;
（3）EGP通常是一种可达性学协习交议流P。PT
9
IP How to routing IP网络怎样选路
2. 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。
“链路状态”就是说明本路由器都和哪些路由器 相邻，以及该链路的“度量” (metric)。
本地网络1 本地网络22 本地网络m
核心网关:构成核心系统，集中管理, 提供到所有目的地的路由。
外围网关:为外出数据报提供默认路 由,发往某核心网关;将核心网关传 入的数据报投递到直连的物理网络。
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4
Internet的对等主干结构 - 契机：NSFNET的引入
主机1 主机3
ARPANET主干网
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13
Router 选路：2个关键问题
1. 路径存在性 2. 路径最优性
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1. 路径存在性 – 机制
• 路由表的两个普遍特点：
路由表中不包含到达所有目的地的路由 路由表中存在默认路由
• 要求：
单个路由器为连接关系所做的贡献是局部的 所有路由器组成的系统是完备的
R5
H1
R1
R4 H2
R2
R3
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IP网络 – 路由选择
【解决方案: 回答前面3个问题】
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3
核心路由器与核心体系结构
ARPANET主干网
ARPANET主干网
R1核心路由器R2
Rn
k1
k2 核心路由器 kn
本地网络1
本地网络2 本地网络n
G1 G2 Gk 外围路由器 选路模式
R1
R2
Rn
NSFNET主干网
主机2 主机4
选路模式：
① 各主干网内部按核心结构方式进行选路 ② 各核心网关拥有对另一部分的默认路由。
问题：
① 【两主干网】间多重接入，造成选路困难。
② 具有非法目的地址的数据报形成选路回路
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Internet的对等主干结构 – 存在的问题
核心C1内网点的 非法目的分组x
b aC
A.c
a
Host h1
d Ab
c
Intra-AS routing
within AS A
Internet: BGP
B.a
Host
ac B
b
h2
Intra-AS routing within AS B
Internet: OSPF, IS-IS, RIP
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IP路由表 – 关键问题
目的网络 下一跳
N1 N2 默认
直接 R2 R1
R2
N2
R0
N1
R1
因特网
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Intra AS Routing
OSPF – Open Shortest Path First
工作原理
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内部网关协议 OSPF 基本特点
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。
核心C1
到核心C2的 默认路由P1
目前的Internet结构
到核心C1的 默认路由P2
核心C2
Internet主干网
NAP1
核心层 NAP2 …… NAPn
NSP1
NSP2 …… NSPN 分布层
ISP1
ISP1 …… ISP1 接入层
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6
解决方案：使用 AS – 自治域结构
主干网(AS)
R1
R2
Rn
R1 主干网(AS)
AS1
AS2
ASn
AS1
……
ASn
说明:
（1）AS自治的主要内容是选路自治, AS可自由地选择路由算法； （2）AS必须严格界定，并被赋予全局唯一的自治系统号(NIC分配)； （3）主干网络本身也构成一个AS:(教育网【AS4538】)。
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CERNET 【中国教育网 - AS：4538】
哈尔滨
乌鲁木齐
长春
拉萨
Backbone Regional
GigaPop Pop
呼和浩特
北京
唐山
沈阳
西宁 成都
银川 兰州
石家庄 太原
西安
汉中
重庆
宜昌 武汉
天津
济南
郑州
徐州
大连 烟台 青岛
南京
无锡
黄梅 合肥
上海
杭州
九江
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长沙
南昌
福州
昆明
桂林
柳州
百色
南宁
湛江
徐闻
海口
广州
厦门
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惠州
深圳 深圳
珠海
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三亚