2017/4/7 计算机网络技术基础 Computer network technology 精品资源共享课程建设组

04 2017/4/7 网络层 网络概述 网络层概述 IP协议 路由选择协议 网络层其他协议 IPV6协议

04 2017/4/7 4.3 路由选择协议 01 路由算法相关概念 静态路由 02 03 动态路由

04 4.3.1 路由算法相关概念 什么是路由算法: 要实现路由，路由器必须知道: 目的地址 －最佳路由路径 源地址 －管理路由信息 2017/4/7 4.3.1 路由算法相关概念 什么是路由算法: 172.16.1.0 10.120.2.0 要实现路由，路由器必须知道: 目的地址 －最佳路由路径 源地址 －管理路由信息 所有可能的路由路径

04 2017/4/7 4.3.1路由及相关概念-路由算法分类 一个实际的路由选择算法，应尽可能接近于理想的算法，在不同的应用条件下，对前页几个方面也可有不同的侧重。 从路由算法能否随网络的通信量或拓扑自适应地进行调整变化来划分，分为两大类： 静态路由选择策略 (非自适应路由选择) 动态路由选择策略 (自适应路由选择) 路由算法

04 2017/4/7 4.3.1路由及相关概念-路由算法分类 直连路由 路由器的接口与相邻设备正确连接后，该接口物理层就连通了。接口与相邻 设备正确运行网络层协议，并且配置了正确的IP地址（与相邻设备都在同一网 段），则网络层也连通了。 静态路由算法 预先计算好路由表，在系统启动时装入路由器，在运行过程中保持不变。 不能适应网络拓扑和流量的变化，出现故障时必须人工干预。 实现简单，适合于负载稳定、变化不大的环境。 动态路由算法 根据当前网络流量和拓扑来选择最佳路径。 算法灵活、强壮。某一节点发生故障时，可绕过该节点，平衡负载。 算法复杂，实现难度大。 各路由器之间定期交换路由信息，增加了网络负担。

04 4.3.2 静态路由 静态路由是由网络管理人员手工为路由器指定到某网络的路径。这就像在邮局中人为指定到某区域的邮件应该从哪条路发送。 2017/4/7 4.3.2 静态路由 静态路由是由网络管理人员手工为路由器指定到某网络的路径。这就像在邮局中人为指定到某区域的邮件应该从哪条路发送。 172.16.2.1 SO 172.16.1.0 B 172.16.2.2 Network A 在小型网络中适宜设置静态路由。 Stub Network

04 4.3.2 静态路由--实例 Stub Network 2017/4/7 Network ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1 172.16.2.1 SO 172.16.1.0 B 172.16.2.2 Network A

04 4.3.3 动态路由算法 因特网采用的路由选择协议主要是自适应的(即动态的)、分布式路由选择协议。 方法 2017/4/7 4.3.3 动态路由算法 因特网采用的路由选择协议主要是自适应的(即动态的)、分布式路由选择协议。 方法 当网络规模很大时，将网络分成一些区域 每个区域内的路由器只负责本区域内的分组转发，而不管其他区域的情况 目的地址不在本区域内的分组全部发给指定的区域路由器去处理 特点 能较好地适应网络状态的变化，但实现起来较为复杂，开销也比较大。 9

04 4.3.3 动态路由算法--自治系统 将整个互联网划分为许多较小的自治系统 (AS)。 2017/4/7 4.3.3 动态路由算法--自治系统 将整个互联网划分为许多较小的自治系统 (AS)。 一个自治系统是一个互联网，其最重要的特点就是自治系统内各路由器采用同一个路由选择协议，一个自治系统有权自主地决定在本系统内应采用何种路由选择协议。 一个自治系统内的所有网络都属于一个行政单位(例如，一个公司，一所大学，政府的一个部门，等等)来管辖。 一个自治系统的所有路由器在本自治系统内都必须是连通的。 10

04 2017/4/7 4.3.3 动态路由算法--分类 分类方法一： 内部网关协议 IGP (Interior Gateway Protocol) 即在一个自治系统内部使用的路由选择协议。目前这类路由选择协议使用得最多，如 RIP 和 OSPF 协议。 外部网关协议EGP (External Gateway Protocol) 若源站和目的站处在不同的自治系统中，当数据报传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。这样的协议就是外部网关协议 EGP。在外部网关协议中目前使用最多的是 BGP-4。 分类方法二： 距离矢量算法 最短有段路径优先算法 混合算法 11

04 4.3.3 动态路由算法 自治系统 C R3 自治系统 B R2 EGP R1 自治系统 A H1 H2 外部网关协议 内部网关协议 2017/4/7 4.3.3 动态路由算法 R1 H1 H2 内部网关协议 IGP （例如，RIP） 自治系统 A 自治系统 B 自治系统 C EGP （例如，OSPF） 外部网关协议 （例如，BGP-4） R3 R2

04 4.3.3 动态路由算法--距离矢量路由选择算法 方法 距离的计算 2017/4/7 4.3.3 动态路由算法--距离矢量路由选择算法 方法 每隔一段时间，每个节点就向它的所有相邻节点发送一个有关全网的距离列 表(即距离矢量)。 各节点依据当前相邻节点的情况来修改更新自己的路由表。 距离的计算 可以为距目的节点的站的段数(hops)、时间等 13

04 4.3.3 动态路由算法 因特网采用的路由选择协议主要是自适应的(即动态的)、分布式路由选择协议。 方法 2017/4/7 4.3.3 动态路由算法 因特网采用的路由选择协议主要是自适应的(即动态的)、分布式路由选择协议。 方法 当网络规模很大时，将网络分成一些区域 每个区域内的路由器只负责本区域内的分组转发，而不管其他区域的情况 目的地址不在本区域内的分组全部发给指定的区域路由器去处理 特点 能较好地适应网络状态的变化，但实现起来较为复杂，开销也比较大。 14

4.3.3 动态路由算法---距离矢量算法路由协议举例 04 2017/4/7 4.3.3 动态路由算法---距离矢量算法路由协议举例 B C A Distance — How far Vector — In which direction D D C B A Routing Table Routing Table Routing Table Routing Table 定期将路由表复制给相邻的路由器，并且进行矢量计算、更新路由表 15

4.3.3 动态路由算法-公开链路状态路由选择算法OSPF 04 2017/4/7 4.3.3 动态路由算法-公开链路状态路由选择算法OSPF 特点： 各结点向全网其它节点洪泛发送该节点同相邻节点的链路状态信息 基本思想： 通过各个节点之间的洪泛路由信息交换 每个节点可获得关于全网的拓扑信息，得知网中所有的节点、各节点间的链路连接和各条链路的代价. 将这些拓扑信息抽象成一张带权无向图，然后利用最短通路路由选择算法计算出到各个目的节点最短通路。 16

4.3.3 动态路由算法-公开链路状态路由选择算法OSPF 04 2017/4/7 4.3.3 动态路由算法-公开链路状态路由选择算法OSPF B C A D LSA（link state advertisement) 数据包链路状态公告 洪泛传递自己的链路状态信息给其它的路由器 SPF 运算 拓扑结构数据 最佳路由信息 路由表 17

2017/4/7 谢谢