TCPIP网络原理与技术-陈庆章-第七讲－路由协议.pptVIP

第七讲 路由协议 主要内容 路由相关概念：路由、路由表、路由选择策略和路由过程 路由算法 矢量距离算法(Vector-Distance算法) 链路-状态算法(Link-Status算法) 网关的体系结构 RIP协议 OSFP协议 内部网关路由协议(IGRP) 边界网关路由协议(BGP) 7.1.1路由 路由是分组交换系统中的一个重要概念，指寻找一条将分组从信源机传往信宿机的传输路径的过程。 有时也指网络设备将分组从源传送到目的一种能力。 按照ISO/OSI体系结构，路由是属于网络层的功能；在TCP/IP协议中，路由由IP层完成。 路由基本原理 当某一网络中的主机发送IP包给同一网络的另一台主机时，它将直接把IP包送到网络上； 送给不同网络上的主机时，选择一个能到达目的网络上的路由器，把IP包送给该路由器，由它负责把IP包送到目的地； 没有找到这样的路由器，主机就把IP包送给一个称为默认网关（default gateway）的路由上。 IP路由的原则 从源到目的时间最短 算法简单 不会耗费太多运算时间 路由选择不会负载不平衡（相对于相连的网络设备） 适应网络拓扑的变化 在Internet中选择路由是十分困难的，对于那些与多个物理网络连接的计算机来说更是如此。理想状态下，选路软件为了得到最佳的路径，必须检查网络负载、数据报长度或在数据报首部指定的服务类型。但是，大多数Internet选路软件远没有这么复杂，它们往往是基于对最短路径的固定假设。 路由类型 直接路由 ：主机间通信不需要路由器提供服务 间接路由 ：主机间传送数据时需要通过一系列路由器进行存储转发。基本的工作步骤是： (1)一个主机将IP数据报封装在帧中传送到最近的路由器 (2)路由器中的软件将IP数据报提取出来，分析目IP地址，决定转发的下一个路由器。一旦帧到达该路由器，软件把封装的数据报提取出来，同时IP软件在通往目的地的路径上选择下一个路由器。 (3)数据报又被放在一个帧中并通过下一个物理网络传输到下一个路由器 (4)依次类推，直到它到达最后一个路由器能够被直接交付。 7.1.2 路由表 路由表是描述针对某个传输，从本节点到目的结点要走的路径，即指明该节点如何选择分组的传送路由。 路由表的表项内容包括： 该路由所用的机制（手动的或者动态的） 目的地址 管理距离 度量值 去往目的地的下一跳中继设备（路由器）的地址 路由信息的新旧程度 与要去往目的网络相关联的接口 路由表查看命令 Route Print netstat-r 路由表简单命令 7.1.3 路由选择策略 路由选择是个非常复杂的问题，是网络中所有节点共同协调工作的结果，路由选择的环境也在不断变化，因此设计路由选择算法时要考虑诸多技术要素。 常见的路由选择策略分两大类：静态和动态。 静态路由选择策略 静态路由选择策略是指不用测量也不需利用当前通信量和拓扑结构等网络信息，而是按某种固定规则进行路由选择的策略。 其特点是简单和开销较小，但它不能及时适应网络状态的变化。 可分为洪泛路由选择、固定路由选择和随机路由选择三种策略。 动态路由选择策略 静态路由选择策略的特点是只考虑网络的静态拓扑结构，而实际网络的拓扑结构随时都可能发生变化，各节点的通信量也随时在变化。因此静态路由选择策略不能很好地满足实际网络的需求。 要求节点的路由选择能够依靠网络当前的状态信息（如网络拓扑结构、通信量等）来决定，这种策略，就称为动态路由选择策略。 动态路由选择策略 工作过程可分为以下几步：其一，测量并感知网络状态，主要包括拓扑结构、流量及延迟；其二，向有关进程或节点报告测量结果；其三，根据测量结果更新路由表；最后，根据新路由表重选合适路由转发数据分组。 这种策略可以从时间上考虑当时的情况来调整路由。例如，在网络拓扑发生变化时，或在网络某个节点或链路发生故障时，也可以每隔一段固定的时间等。 还可以从空间上考虑在网络的某个局部范围内作出路由调整的决定。 这种策略能较好地适应网络流量、拓扑结构的变化，有利于改善网络的性能。但具体的路由选择算法比较复杂，会增加网络的负担。 目前独立路由选择、集中路由选择和分布路由选择是三种主要的动态路由选择策略。 路由过程 IP软件对外出数据报的处理 ⑴收到数据报 ⑵在路由表中查找传输路径 ⑶如果找到传输路径（获得下一网关的IP地址） ⑷将数据报和下一网关IP地址交网络接口软件 ⑸网络接口软件调用ARP找到IP地址与物理地址映射 ⑹将IP包封装在帧中，进行物理传送 说明 IP软件经过寻径后，找到数据报的传输路径，这个路径实际上是全路径中下一个网关的IP地址。然后，将数据报和下一网关地址交给网络接口软件，由接口软件完成数据报的物理传输。TCP/IP网中，网关寻