计算机网络基础章路由概念优秀课件.ppt

第1页，本讲稿共32页本章内容本章内容n n路由和路由表的作用路由和路由表的作用路由和路由表的作用路由和路由表的作用n n静态路路由配置静态路路由配置静态路路由配置静态路路由配置n n动态路由协议原理动态路由协议原理动态路由协议原理动态路由协议原理n n静态路由协议与动态路由协静态路由协议与动态路由协静态路由协议与动态路由协静态路由协议与动态路由协议区别议区别议区别议区别第2页，本讲稿共32页课程议题课程议题路由和路由表的作用路由和路由表的作用路由和路由表的作用路由和路由表的作用第3页，本讲稿共32页什么是路由什么是路由n n什么是路由什么是路由n n路由器提供了在异构网络中的互连机制，实现将数据包从一个网络发送到另路由器提供了在异构网络中的互连机制，实现将数据包从一个网络发送到另一个网络。路由就是指导一个网络。路由就是指导IPIP数据包发送的路径信息。数据包发送的路径信息。第4页，本讲稿共32页路由选路路由选路n n路由选择表项必须包括下面两个项目：路由选择表项必须包括下面两个项目：n n目的地址目的地址 n n指向目的地的指针指向目的地的指针n n最精确的匹配，按程序递减的顺序，排列如下：最精确的匹配，按程序递减的顺序，排列如下：n n主机地址（主机路径）主机地址（主机路径）n n子网子网n n一组子网（一条汇总路由）一组子网（一条汇总路由）n n主网号主网号n n一组主网号（超网）一组主网号（超网）n n缺省地址缺省地址第5页，本讲稿共32页路由选路路由选路(续续)n n路由选择表的网络栏目列出了路由器可达的网络地址，指向目标网络路由选择表的网络栏目列出了路由器可达的网络地址，指向目标网络的的指针在下一跳栏目的的指针在下一跳栏目第6页，本讲稿共32页路由的基本概念路由的基本概念n距离矢量路由协议与链路状态路由协议距离矢量路由协议与链路状态路由协议1.工作方式工作方式2.区别区别n有类路由协议与无类路由协议有类路由协议与无类路由协议1.概念概念2.区别区别n路由协议的比较路由协议的比较1.更新方式更新方式2.特点特点第7页，本讲稿共32页有类路由协议与无类路由协议有类路由协议与无类路由协议n有类路由协议有类路由协议n有类路由协议在网络宣告时不带子网掩码有类路由协议在网络宣告时不带子网掩码n在同一网络中，子网掩码保持一致在同一网络中，子网掩码保持一致n在网络的边界上交换汇总路由信息在网络的边界上交换汇总路由信息n典型的有类路由协议典型的有类路由协议RIPV1 IGRP第8页，本讲稿共32页有类路由协议与无类路由协议有类路由协议与无类路由协议n无类路由协议无类路由协议n无类路由协议在网络宣告时带有子网掩码无类路由协议在网络宣告时带有子网掩码n无类路由协议支持变长子网掩码无类路由协议支持变长子网掩码n在网络中，无类路由协议可以手动控制汇总路由在网络中，无类路由协议可以手动控制汇总路由n典型的无类路由协议典型的无类路由协议RIPV2 OSPF IS-IS 第9页，本讲稿共32页路由协议的比较路由协议的比较n距离矢量还是链路状态？距离矢量还是链路状态？n静态路由还是动态路由？静态路由还是动态路由？n有类路由还是无类路由？有类路由还是无类路由？n考虑网络规模考虑网络规模n考虑网络需求考虑网络需求n考虑可扩展性考虑可扩展性第10页，本讲稿共32页路由协议的比较路由协议的比较路由协议路由协议RIPv1RIPv2OSPFBGP距离矢量距离矢量链路状态链路状态有类路由协议有类路由协议无类路由协议无类路由协议变长子网掩码变长子网掩码路由自动汇总路由自动汇总路由手动汇总路由手动汇总收敛速度收敛速度慢慢慢慢快快慢慢第11页，本讲稿共32页路由协议的比较路由协议的比较参数RIPv1OSPF协议协议UDP520IP89服务类型服务类型尽力而为尽力而为1-to-1 Windows管理距离值管理距离值120110更新内容更新内容路由表路由表链路和接口状链路和接口状态态更新方式更新方式广播包广播包组播包组播包利用方式利用方式周期更新周期更新触发更新触发更新缺点缺点有环路产生有环路产生技术相对复杂技术相对复杂路由特点路由特点完全信任邻居完全信任邻居独自计算路径独自计算路径需求需求极少极少很多很多第12页，本讲稿共32页课程议题课程议题静态路由配置静态路由配置静态路由配置静态路由配置第13页，本讲稿共32页静态路由配置静态路由配置 n n配置命令配置命令n nip routeip route network-number network-masknetwork-number network-mask ip-address ip-address|interface-id interface-id ip-address ip-address distance enabled|disabled distance enabled|disabledpermanentpermanentweight|tag weight|tag 参数描述network-mask 目的目的IP掩码掩码 ip-address 下一跳下一跳IP地址地址 Interface-id 接口号接口号 Distance 管理距离管理距离 Enable 该路由为有效路由该路由为有效路由 Disabled 该路由为无效路由该路由为无效路由 Permanent 指定此路由即使该端口关掉也不被移掉指定此路由即使该端口关掉也不被移掉 Tag 标记标记 Weight 权重权重 第14页，本讲稿共32页静态路由配置示例静态路由配置示例n n实施静态路由选择的过程共有实施静态路由选择的过程共有3 3步：步：n n第一步：为互联的每个数据链路确定地址（包括子网和网络）第一步：为互联的每个数据链路确定地址（包括子网和网络）n n第二步：为每个路由器标识所有非直连的数据链路第二步：为每个路由器标识所有非直连的数据链路n n第三步：为每个路由器写出关于每个非直连数据链路的路由说明第三步：为每个路由器写出关于每个非直连数据链路的路由说明第15页，本讲稿共32页浮动静态路由浮动静态路由n n浮动静态路由不能被永久的保存在路由选择表中，它仅仅会出现在一种特浮动静态路由不能被永久的保存在路由选择表中，它仅仅会出现在一种特殊的情况下，即在一条首选路由发生失败的时候。浮动静态路由主要考虑殊的情况下，即在一条首选路由发生失败的时候。浮动静态路由主要考虑到链路的冗余性能。到链路的冗余性能。第16页，本讲稿共32页负载均衡负载均衡 n n负载均衡可以是等价或非等价的，这里的代价负载均衡可以是等价或非等价的，这里的代价负载均衡可以是等价或非等价的，这里的代价负载均衡可以是等价或非等价的，这里的代价（costcost）是一个通用术语，它指的是与路由相关联的）是一个通用术语，它指的是与路由相关联的）是一个通用术语，它指的是与路由相关联的）是一个通用术语，它指的是与路由相关联的度量。度量。度量。度量。n n等价负载均衡（等价负载均衡（等价负载均衡（等价负载均衡（Equal-Cost Load SharingEqual-Cost Load Sharing）将流量均等地分布到多条度量相同的路径上。将流量均等地分布到多条度量相同的路径上。将流量均等地分布到多条度量相同的路径上。将流量均等地分布到多条度量相同的路径上。nn非等价负载均衡（非等价负载均衡（非等价负载均衡（非等价负载均衡（Unequal-Cost Load SharingUnequal-Cost Load Sharing）将报文分布到不同度量的多条路径上，各条路径上分布的将报文分布到不同度量的多条路径上，各条路径上分布的将报文分布到不同度量的多条路径上，各条路径上分布的将报文分布到不同度量的多条路径上，各条路径上分布的流量与路由代价成反比，也就是说，代价越低的路径分配的流量越多，代价越高的路径分配的流量越少。流量与路由代价成反比，也就是说，代价越低的路径分配的流量越多，代价越高的路径分配的流量越少。流量与路由代价成反比，也就是说，代价越低的路径分配的流量越多，代价越高的路径分配的流量越少。流量与路由代价成反比，也就是说，代价越低的路径分配的流量越多，代价越高的路径分配的流量越少。第17页，本讲稿共32页负载均衡负载均衡(续续)第18页，本讲稿共32页负载均衡负载均衡n负载均衡有两种方式：基于目标网络和基于报文。负载均衡有两种方式：基于目标网络和基于报文。n基于目标网络的负载均衡和快速交换基于目标网络的负载均衡和快速交换n基于报文的负载均衡和过程交换基于报文的负载均衡和过程交换第19页，本讲稿共32页课程议题课程议题动态路由协议基本原理动态路由协议基本原理动态路由协议基本原理动态路由协议基本原理第20页，本讲稿共32页动态路由协议基础知识动态路由协议基础知识 n路由协议：通过提供共享路由选择信息的机制来支持被动路由协议。路由选择协议消息在路由器之间传送。路由选择协议允许路由器与其他路由器通信来修改和维护路由选择表，如RIP路由协议。n被动路由的协议：是任何在网络层地址中提供了足够信息的网络协议，该网络协议允许将数据包从一个主机转发到以地址方案为基础的另一个主机，如IP协议。第21页，本讲稿共32页路径决策路径决策 n路由决策路由决策n如果其中有一个路由器链路失效了，如何通过其它路由器转发数据呢？如果其中有一个路由器链路失效了，如何通过其它路由器转发数据呢？n到达同一目标网络出现了两路径，哪个路径又是最优的呢？到达同一目标网络出现了两路径，哪个路径又是最优的呢？n什么机制可以确保所有路由器能顺利接收到所有的路由信息，而且这种机制怎样可以阻止更新报文在互联网中无休止地什么机制可以确保所有路由器能顺利接收到所有的路由信息，而且这种机制怎样可以阻止更新报文在互联网中无休止地循环下去呢？循环下去呢？第22页，本讲稿共32页 度量度量 n度量是指派给路由的一种变量，作为一种手段，度量可以按最好到最坏，或按最先选择到最后选择对路由进行等级划分。n跳数（hop count）n带宽（bandwidth）n负载（Load）n时延（Delay）n可靠性（Reliability）n代价第23页，本讲稿共32页收敛收敛 n收敛收敛：使所有路由选择表都达到一致状态的过程。：使所有路由选择表都达到一致状态的过程。n收敛时间：全网实现信息共享以及所有路由器计算最优路收敛时间：全网实现信息共享以及所有路由器计算最优路径所花费的时间的总和。径所花费的时间的总和。n在任何路由选择协议里收敛时间都是一个重要的因素，在拓扑在任何路由选择协议里收敛时间都是一个重要的因素，在拓扑发生变化之后，一个网络收敛速度越快，说明路由选择协议越发生变化之后，一个网络收敛速度越快，说明路由选择协议越好。好。第24页，本讲稿共32页动态路由协议的分类动态路由协议的分类 n按运行的区域范围分为：按运行的区域范围分为：nInterior Gateway Protocol（IGP）：内部网关协议，用来在同一个自治系统内部交换路由信息。）：内部网关协议，用来在同一个自治系统内部交换路由信息。nExterior Gateway Protocol（EGP）：外部网关协议，用来在不同的自治系统间交换路由信息。）：外部网关协议，用来在不同的自治系统间交换路由信息。nIGP内根据路由选择协议的算法不同分为：内根据路由选择协议的算法不同分为：n距离矢量（距离矢量（Distance Vector）：根据距离矢量算法，确定网络中节点的方向与距离。包括：）：根据距离矢量算法，确定网络中节点的方向与距离。包括：RIP路由协议及路由协议及IGRP（cisco私有协议）路由协议。私有协议）路由协议。n链路状态（链路状态（Link-state）：根据链路状态算法，计算生成网络的拓扑。包括：）：根据链路状态算法，计算生成网络的拓扑。包括：OSPF路由协议与路由协议与IS-IS路由协议。路由协议。第25页，本讲稿共32页距离矢量路由协议与链路状态距离矢量路由协议与链路状态路由协议综述路由协议综述n距离矢量路由协议距离矢量路由协议n路由以矢量（距离，方向）路由以矢量（距离，方向）的方式被通告出去的方式被通告出去n链路状态路由协议链路状态路由协议n链路状态路由器从对等路由链路状态路由器从对等路由器那里获取第一手信息器那里获取第一手信息第26页，本讲稿共32页距离矢量路由协议距离矢量路由协议 n距离矢量名称的由来是因为路由是以矢量（距离、方向）的方式被通告出去，其距离矢量名称的由来是因为路由是以矢量（距离、方向）的方式被通告出去，其中距离是根据度量定义的，方向是根据下一跳路由器定义的。中距离是根据度量定义的，方向是根据下一跳路由器定义的。n通用属性通用属性 n定期更新（定期更新（Periodic Updates）n邻居（邻居（Neighbours）n广播更新（广播更新（Broadcast Updates）n路由失效计时器路由失效计时器n水平分割（水平分割（Split Horizon）n计数无穷大计数无穷大n触发更新（触发更新（Triggered Upadte）n抑制定时器（抑制定时器（Holddown Timer）n异步更新（异步更新（Asynchronous Update）第27页，本讲稿共32页链路状态路由协议链路状态路由协议 n链路状态路由协议，有时叫最短路径优先协议或分布式链路状态路由协议，有时叫最短路径优先协议或分布式数据库协议，是围绕着图论中的一个著名算法数据库协议，是围绕着图论中的一个著名算法E.W.Dijkstra的最短路径算法设计的。的最短路径算法设计的。n通用属性通用属性 n邻居邻居n链路状态泛洪扩散链路状态泛洪扩散nSPF算法算法n区域区域第28页，本讲稿共32页课程议题课程议题静态路由和动态路由的区静态路由和动态路由的区别别第29页，本讲稿共32页静态路由和动态路由的区别静态路由和动态路由的区别 n静态路由：无开销，配置简单，需要人工维护，适合简单静态路由：无开销，配置简单，需要人工维护，适合简单拓扑结构的网络；拓扑结构的网络；n动态路由协议：开销大，配置复杂，无需人工维护，适合动态路由协议：开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓扑结构的网络。复杂拓扑结构的网络。第30页，本讲稿共32页课程议题课程议题总结总结第31页，本讲稿共32页总结总结n n路由和路由表的作用路由和路由表的作用n n静态路路由配置静态路路由配置n n动态路由协议原理动态路由协议原理n n静态路由协议与动态路由协议区别静态路由协议与动态路由协议区别第32页，本讲稿共32页