路由和路由选择算法课件.ppt
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- 路由 选择 算法 课件
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1、本章主要内容本章主要内容1.表驱动IP路由选择的基本原理2.路由选择算法3.互联网中IP数据报的传输和处理过程4.静态路由和动态路由5.RIP协议与OSPF协议6.实践内容配置静态路由配置动态路由路由选择和路由器路由选择和路由器1.路由选择选择一条路径发送IP数据报的过程2.路由器进行路由选择的计算机3.IP互联网(1)IP互联网是由路由器将多个网络相互联接所组成的(2)IP互联网采用面向非连接的互联网解决方案路由器自治:各个路由器独立地对待每个IP数据报路由器负责为每个IP数据报选择它所认为的最佳路径什么设备需要具备路由选择功能?什么设备需要具备路由选择功能?1.路由器主要任务就是路由选择2
2、.多宿主主机具有多个物理连接发送IP数据报前,需要决定发送到哪个物理连接更好3.普通主机具有单个物理连接通过网络与多个路由器相连时,发送IP数据报前需要决定发送给哪个路由器更优?表驱动表驱动IP选路的基本思想选路的基本思想在需要路由选择的设备中保存一张IP路由表IP路由表存储着有关可能的目的地址及怎样到达目的地址的信息在转发IP数据报时,查询IP路由表,决定把数据报发往何处路由表中的目的地址如何表示?路由表中的目的地址如何表示?1.大型互联网(如因特网)中有可能存在成千上万台主机2.路由表中不可能包括所有目的主机的地址信息内存资源占用巨大路由表搜索时间很长3.隐藏主机信息IP地址:网络号(ne
3、tid)和主机号(hostid)IP路由表中保存相关的目的网络信息标准的路由表标准的路由表1.下一站选路的基本思想路由表仅指定从该路由器到目的地路径上的下一步,而该路由器并不知道到达目的地的完整路径2.标准的IP路由表包含许多(N,R)对序偶N:目的网络的IP地址(使用目的主机IP地址的较少)R:到N路径上的“下一个”路由器的IP地址标准的路由表举例标准的路由表举例基本的下一站路由选择算法基本的下一站路由选择算法子网选路子网选路1.子网环境下的IP路由表:(M,N,R)三元组M:子网掩码N:目的网络地址R:到网络N路径上的“下一个”路由器的IP地址2.选路方法取出IP数据报中的目的IP地址,与
4、路由表表目中的“子网掩码”逐位相“与”,结果再与表目中“目的网络地址”比较,如果相同,说明选路成功,数据报沿“下一站地址”转发出去子网选路举例子网选路举例路由表中的特殊路由路由表中的特殊路由1.默认路由如果路由表没有明确指明一条到达目的网络的路由信息,就将数据报转发到默认路由指定的路由器主要目的:缩短路由表的长度、减少路由计算时间2.特定主机路由对单个主机(而不是网络)指定一条特别的路径主要目的:增强安全性、进行网络连通性调试和判断路由表的正确性统一路由选择算法中的路由表统一路由选择算法中的路由表1.特定主机路由表项掩码:255.255.255.255,目的地址:目的主机IP地址2.默认路由表
5、项掩码:0.0.0.0,目的地址:默认路由器的IP地址3.标准网络路由表项A类网络 掩码:255.0.0.0,目的地址:目的A类网络的IP地址B类网络 掩码:255.255.0.0,目的地址:目的B类网络的IP地址C类网络 掩码:255.255.255.0,目的地址:目的C类网络的IP地址4.子网路由表项掩码:子网具有的掩码,目的地址:目的子网的IP地址统一的路由选择算法统一的路由选择算法IP数据报传输与处理过程(数据报传输与处理过程(1)IP数据报传输与处理过程(数据报传输与处理过程(2)IP数据报传输与处理过程(数据报传输与处理过程(2)主机主机A向主机向主机B发送发送 - 主机主机A发送
6、发送IP数据报数据报主机主机A向主机向主机B发送发送 - 路由器路由器R2处理和转发处理和转发IP数据报数据报主机主机A向主机向主机B发送发送 - 路由器路由器R2处理和转发处理和转发IP数据报数据报路由表的建立与刷新路由表的建立与刷新静态路由人工指定的路由动态路由路由器通过自己学习得到的路由静态路由静态路由静态路由是由人工建立和管理的静态路由不会自动发生变化静态路由必须手工更新以反映互联网拓扑结构或连接方式变化静态路由的特点静态路由的特点1.优势安全可靠、简单直观,避免了动态路由选择的开销2.适用环境不太复杂的互联网结构3.劣势不适用于复杂的互联网结构:建立和维护工作量大,容易出现路由环互联
7、网出现故障,静态路由不会自动做出更改动态路由动态路由1.动态路由可以通过自身学习,自动修改和刷新路由表2.动态路由要求路由器之间不断地交换路由信息3.优势:更多的自主性和灵活性4.适用环境:拓扑结构复杂、网络规模庞大的互联网自动排除错误路径自动选择性能更优的路径路径度量值路径度量值metric1.metric:表征路径优劣的数值2.metric越小,说明路径越好3.metric的计算可以基于路径的一个特征,也可以基于路径的多个特征跳数(hop count):IP数据报到达目的地必须经过的路由器个数带宽(bandwidth):链路的数据能力延迟(delay):将数据从源送到目的地所需的时间负载(
8、load):网络中(如路由器中或链路中)信息流的活动数量可靠性(reliability):数据传输过程中的差错率开销(cost):一个变化的数值,通常可以根据带宽、建设费用、维护费用、使用费用等因素由网络管理员指定动态路由的劣势动态路由的劣势交换路由信息需要占用网络的带宽路由表的动态修改和刷新需要占用路由器的内存和CPU处理时间,消耗路由器的资源路由选择协议路由选择协议1.使用动态路由的基本条件路由器运行相同的路由选择协议,执行相同的路由选择算法2.广泛采用的路由选择协议路由信息协议RIP: 利用向量-距离算法开放式最短路径优先协议OSPF:利用链路-状态算法3.路由收敛(convergenc
9、e)含义:互联网中的所有路由器都运行着相同的、精确的、足以反映当前互联网拓扑结构的路由信息快速收敛是路由选择协议最希望具有的特征向量向量-距离路由选择算法的基本思想距离路由选择算法的基本思想路由器周期性地向其相邻路由器广播自己知道的路由信息,用于通知相邻路由器自己可以到达的网络以及到达该网络的距离相邻路由器可以根据收到的路由信息修改和刷新自己的路由表向量向量-距离算法距离算法(1)1.路由器启动时初始化自己的路由表初始路由表包含所有去往与该路由器直接相连的网络路径初始路由表中各路径的距离均为02.各路由器周期性地向其相邻的路由器广播自己的路由表信息3.路由器收到其他路由器广播的路由信息后,刷新
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