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1、第9章 路由协议概述,要求： 1 掌握路由表建立和维护的两种方式：静态配置和动态交换路由信息； 2 掌握Internet的路由体系结构,特别是自治系统AS的概念和作用； 3 掌握两种路由更新算法:矢量距离算法和SPF算法。,路由协议解决的问题：如何获得路由表？,9.1 引言,路径：H1-R1-R2-R4-H2,问题： （1）路由器的路由表如何获取？ （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？,9.2 路由表的建立和维护,两种方式：静态配置 and 动态路由交换,1. 静态配置：管理员手工配置
2、和更新路由表 优点：节省路由器的处理时间、存储空间以及网络带宽 缺陷：对于链路故障及拓扑结构变化的响应速度慢,适用环境：拓扑相对稳定，路由器个数较少,2. 动态路由信息交换：利用路由协议交换路由信息，并根据拓扑结构的变化动态更新路由表 优点：自动适应链路故障及拓扑结构的变化 缺陷：耗费路由器的处理时间、存储空间以及网络带宽,适用环境：路由器较多的大规模网络,9.3 选路涉及到的2个关键问题,（1）路径存在性 （2）路径最优性,1. 路径存在性 路由表的两个普遍特点： （1）路由表中不包含到达所有目的地的路由 （2）路由表中存在默认路由 要求： （1）单个路由器为连接关系所做的贡献是局部的 （2
3、）所有路由器组成的系统是完备的 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。,2. 路由度量 问题：如何确定一条路径是最优的？ 解答：选择不同的度量指标,（1）带宽（静态指标） （2）延迟 （3）负载 （4）可靠性 （5）跳数 （6）其它指标，比如代价,理想情况：综合利用以上各指标 缺陷：可能会造成路由震荡 实现：简单的算法仅考虑一个要素，复杂的则综合考虑（如DUAL） 最常用的：基于跳数,9.4 选路算法,（1）非自适应 （2）自适应,1. 非自适应算法 （1）不考虑当前的拓扑结构和网络流量 （2）设置中心路由
4、器，由管理员预先为每个路由器设置路由表 （3）拓扑发生变化时，由管理员操作中心路由器，更新路由表 （4）适用于规模小，拓扑结构变化少的网络,2. 自适应 算法 （1）矢量-距离算法 （2）链路状态算法,（1） 矢量距离路由算法(Bellman、Bellman-Ford和Ford-Fulkerson算法 ) 思想：以跳数作为度量值，通过交换路由表，计算出所有已知的最短路由，更新路由表。,表项格式： 跳数：从源站到目的站间所经过的路由器数目。,步骤： 初始化:路由器启动时，对每个直接相连的网络生成一个表项，hop数都为0。 路由交换:路由器周期性向相邻路由器广播自己的整个路由表。(交换信息是) 路
5、由表更新:路由器每收到一个邻站的路由表，即更新自己的路由表。(假设K收到J的路由表) (1) K不知道目的站，则加入 (2)有通过J的更短路，则替换 (3)原下站为J的距离有变化，则修改,例：,思想： 通过交换链路状态，让AS中的每个路由器都有一张该AS的网络拓扑结构图。 节点：路由器；边：网络。 使用Dijkstra算法求最短路径，计算该路由器到其它目的站的最短路径，然后更新路由表。 优点： 每个路由器使用相同的原始数据，具有良好的收敛性。 每个路由器的链路状态报文尺寸取决于只连链路的数量，具有较好的规模可扩展性,（2） 链路状态路由算法 - 最短路径优先SPF,步骤： 链路状态检测：周期性
6、发测试报文，检查直接相邻的路由器状态，并按“n中取k”原则进行状态检查 。 路由信息广播：路由器周期性广播它的各个链路状态。所有参与SPF的路由器负责转发收到的链路状态 。 路由表更新： 收到链路状态的路由器更新自己的网络拓扑图，并用Dijkstra算法计算最短路径 。,9.5 Internet路由体系的发展,路由体系的内容：如何对Internet中的路由器进行划分、管理和控制，以便有效地交换路由信息 路由体系的重要性：决定了互联网的运行效率 Internet路由体系的发展： （1）最早的核心路由体系 （2）随后的对等主干路由体系 （3）当前的自治系统路由体系,1.核心路由器与核心体系结构,A
7、RPANET主干网,ARPANET主干网,2.选路模式 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。,2. Internet的对等主干结构,问题： 两主干间多重接入，造成选路困难。 具有非法目的地址的数据报形成选路回路,契机：NSFNET的引入,选路模式： 各主干网内部按核心结构方式进行选路 各核心网关拥有对另一部分的默认路由。,目前的Internet结构,3. Internet中的自治系统结构 AS(自治系统)：出于选路目的，处于一个管理机构控制之下的一组网络和路由器。,如何限制选路信息的传播? 参与交换路由信息的路由器群组规模不能太大。 指导原则： （1）广域网范围12个路由器 （2）若干局域网范围60个路由器。,多主干下选路问题如何解决？,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)。,主干网(AS),Internet的路由管理模式: （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通常是一种可达性协议。,
