网工基础知识第10章-路由技术概述课件

第10章路由技术概述1 1概况1您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。概况2您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。概况3您的内容打在这里，或者通过复制您的文本后。+整体概况2 2路由概述为什么要使用路由为什么要使用路由什么是路由什么是路由实现路由的前提实现路由的前提路由的分类路由的分类3 3为什么要使用路由n n主主机机A A与与主主机机B B的的通通信信就就要要经经过过很很多多中中继继设设备备（路路由由器器），这这种种情情况况就就有有一一个个很很重重要要的的问问题题如如何何选选择择达达到到目目的的地地的的路路径径。数数据据包包从从A A到到达达B B有有很很多多可可用用路路径径，但但是是很很显显然然，在在这这些些路路径径中中有有一一条条在在某某一一时时刻刻是是最最好好的的（最最快快或或者者最最近近），为为了了尽尽可可能能地地提提高高网网络络速速度度，就就要要有有某某种种方方法来判断最佳路径，从而转发数据。这就要使用路由技术法来判断最佳路径，从而转发数据。这就要使用路由技术。4 4什么是路由n n路路由由是是选选择择最最优优路路径径，从从而而将将数数据据包包转转发发的的中中继继过程。在这里，可以分成两个功能：过程。在这里，可以分成两个功能：路由功能：发现并选择最优路径的过程。路由功能：发现并选择最优路径的过程。转转发发功功能能：找找到到路路径径后后，将将数数据据包包转转发发到到目目的的地地的过程。的过程。5 5路由器必须能够完成以下的过程n n为了实现路由功能，路由器必须能够完成以下的过程：为了实现路由功能，路由器必须能够完成以下的过程：路路由由发发现现：路路由由发发现现也也就就是是学学习习的的过过程程，就就像像交交换换机机的的学学习习一一样样，这这个个过过程程是是路路由由器器自自己己完完成成的的。路路由由器器通通过过学学习习，来来了了解解所所有有到到达达可可能能目目的的地地路路径径，为为下下一一步步路路由由选选择择做做好好准准备备。当当把把一一个个路路由由器器连连接接到到一一个个新新的的网网络络中中时时，路路由由器器面面对对这这个个陌陌生生的的网网络络结结构构，就就要要通通过过不不断断的的学习过程，来了解网络的拓扑。学习过程，来了解网络的拓扑。路路由由选选择择：当当完完成成了了路路由由发发现现的的过过程程，路路由由其其要要进进行行路路由由选选择择。路路由由器器了了解解了了所所有有到到达达可可能能目目的的地地的的路路径径后后，要要跟跟据据某某个个标标准准进进行行选选择择，从中找到一条最佳路径，进行转发数据。从中找到一条最佳路径，进行转发数据。路路由由维维护护：由由于于网网络络结结构构不不可可能能是是永永远远没没有有变变化化的的，维维护护路路由由信信息息对对路路由由器器来来讲讲也也是是很很重重要要的的过过程程。有有可可能能某某个个时时刻刻网网络络结结构构发发生生了了改改变变（添添加加了了新新设设备备、某某个个设设备备失失效效等等等等），路路由由器器要要及及时时地地察察觉觉这这些些变变化化，并并且且重重新新进进行行路路由由的的选选择择，路路由由器器通通过过定定期期的的与与其其它它路路由由器器通通信信来了解拓扑的改变。来了解拓扑的改变。6 6说明n n说说明明：目目前前的的路路由由器器有有“软软”、“硬硬”之之分分，“软软路路由由器器”是是基基于于软软件件实实现现的的，可可以以由由某某台台服服务务器器安安装装了了支支持持路路由由功功能能的的软软件件实实现现，例例如如Window Window 2000 2000 ServerServer家家族族就就内内置置了了路路由由功功能能，安安装装了了Windows Windows 2000 2000 ServerServer的的计计算算机机就就可可以以成成为为一一台台“软软路路由由器器”。“硬硬路路由由器器”是是专专门门实实现现路路由由功功能能的的网网络络设设备备，是是基基于于硬硬件件实实现现的的。软软路路由由器器和和硬硬路路由由器器比比起起来来，性性能能、可可靠靠性性等等等等要要差差很很多多，因因此此在在中中大大型型网网络络中中一一般般使使用用专专门门的的硬硬路路由由器器。而而小型网络，为了节约开支，也可以使用软路由器。小型网络，为了节约开支，也可以使用软路由器。7 7实现路由的前提n nl l某个逻辑地址所基于的协议并且路由器确定是否支持该协议某个逻辑地址所基于的协议并且路由器确定是否支持该协议我我们们知知道道，网网络络设设备备都都有有一一个个逻逻辑辑地地址址，而而逻逻辑辑地地址址是是基基于于某某个个第第三三层层协协议议的的，例例如如IPIP地地址址基基于于IPIP协协议议，IPXIPX地地址址基基于于IPXIPX协协议议。当当路路由由器器执执行行路路由由操操作作时时，路路由由器器必必须须能能够够支支持持收收到到数数据据包包的的逻逻辑辑地地址址所所基基于于的的协协议议，否否则则路路由由器器无无法法进进行行路路由由。例例如如当当路路由由器器收收到到了了一一个个基基于于IPXIPX地地址址的的数数据据包包，而而路路由由器器并并不不支支持持IPXIPX协议，那么，路由器就无法进行路由。协议，那么，路由器就无法进行路由。n nl l到达目的网络的路径到达目的网络的路径n n当当路路由由器器收收到到要要进进行行路路由由的的数数据据包包后后，检检查查数数据据包包的的目目的的地地址址，然然后后判判断断该该目目的的地地在在当当前前的的路路由由表表中中是是否否存存在在（也也就就是是说说路路由由器器是是否否知知道道到到达达目目的的网网络络的的路路径径）。如如果果目目的的网网络络地地址址在在路路由由表表中中不不存存在在，路路由由器器就就无无法法进进行行路路由由，这这时时会会有有几几种种情情况况：如如果果配配置置了了缺缺省省路路由由，就就会会转转发发到到缺缺省省路路由由中中；如如果果没没有有配配置置缺缺省省路路由由，路路由由器器会会丢丢弃弃该该数数据据包包，并并且且返返回回一一个个ICMPICMP信信息息，通通知知目目的的地地不不可可到到达（达（Destination host unreachableDestination host unreachable）。）。n nl l到达目的网络的本地接口到达目的网络的本地接口n n如如果果数数据据包包的的目目的的网网络络在在本本地地的的路路由由表表中中，路路由由器器要要决决定定一一条条最最优优路路径径，并并且且决决定定通通过过那那个个本本地地接接口口转转发发出出去去。当当最最优优路路径径选选出出来来以以后后，路路由由其其要要根根据据路路由由表中路径与本地接口的对应关系，将该数据包转发到相应的本地外出接口。表中路径与本地接口的对应关系，将该数据包转发到相应的本地外出接口。8 8路由的分类Connected(Connected(直直接接相相连连)：如如果果目目的的网网络络直直接接与与路路由由器器相相连连，那那么么当当路路由由器已连到网络中，该记录就会添加到路由表，不用任何配置。器已连到网络中，该记录就会添加到路由表，不用任何配置。LearnedLearned（学学习习到到的的）：代代表表路路由由器器配配置置了了某某种种路路由由协协议议，通通过过该该路路由由协议，路由器动态学习到的记录。（有关路由协议稍后做介绍）协议，路由器动态学习到的记录。（有关路由协议稍后做介绍）StaticStatic（静态添加）：代表该记录是由管理员手工的添加配置得到的。静态添加）：代表该记录是由管理员手工的添加配置得到的。网络协议目的网络ConnectedLearnedStatic10.120.2.0172.16.1.0172.16.1.0出口接口E0S0S0172.16.1.010.120.2.0E0S09 9静态路由它它允允许许对对路路由由的的行行为为进进行行精精确确的的控控制制。由由于于静静态态路路由由是是手手工工配配置置的，管理员就可以通过静态路由来控制数据包在网络中的流动。的，管理员就可以通过静态路由来控制数据包在网络中的流动。静静态态路路由由减减少少了了网网络络的的流流量量。因因为为静静态态路路由由不不需需要要路路由由器器之之间间互互相相通通信信来来学学习习路路由由，这这一一点点尤尤其其对对某某些些时时候候是是很很重重要要的的，例例如如使使用用DDRDDR（按按需需拨拨号号路路由由）时时，必必须须使使用用静静态态路路由由，因因为为动动态态路路由由的的路路由由更更新新会会引引发发DDRDDR的的拨拨号号连连接接。（DDRDDR是是当当有有网网络络流流量量时时建建立立广广域网连接，没有流量时断开。有关域网连接，没有流量时断开。有关DDRDDR会在后面详细介绍。）会在后面详细介绍。）静静态态路路由由是是单单向向的的。也也就就是是说说如如果果希希望望实实现现双双方方的的通通信信，必必须须在在通信双方配置双向的静态路由。通信双方配置双向的静态路由。简简化化配配置置。有有的的时时候候，网网络络拓拓扑扑很很简简单单，路路径径是是显显而而易易见见的的，就就没没有有必必要配置动态路由来浪费带宽和路由器的资源。要配置动态路由来浪费带宽和路由器的资源。静态路缺乏灵活性。静态路由虽然能够对数据包路径进行精确控制，但是又限制了灵活性。因为它是静态配置的，不能够根据网络的变化灵活改变，因此当网络拓扑更新时，例如链路故障，管理员就必须重新的配置该路由。1010动态路由减减少少了了管管理理任任务务。因因为为动动态态路路由由的的过过程程完完全全是是由由路路由由器器自自己己完完成成的的，管管理理员员只只要要做做简简单单的的配配置置，路路由由学学习习、选选择择、维维护护的的任任务务都都由由动动态态路路由由来来完完成成。配配置置了了动动态态路路由由后后，网网络络拓拓扑扑发发生生变变化化时时，不不需需要要重重新新配配置，动态路由会了解这些变化，从而修改路由表。置，动态路由会了解这些变化，从而修改路由表。占占用用了了网网络络的的带带宽宽。因因为为动动态态路路由由了了解解网网络络的的方方式式是是通通过过与与其其它它路路由由器器的的通通信信，每每个个路路由由器器要要告告诉诉其其它它路路由由器器自自己己所所知知道道的的网网络络信信息息，同同时时还还要要从从其其它它路路由由器器学学习习自自己己不不知知道道的的网网络络信信息息，这这样样不不可可避避免免地地要要发送数据包，这些路由信息数据包会占用一定的网络流量。发送数据包，这些路由信息数据包会占用一定的网络流量。常见的路由协议有RIP、IGRP、OSPF等等，关于这些路由协议，稍后会详细地进行介绍。1111路由协议和可路由的协议n n很很多多人人对对路路由由协协议议(Routing Routing Protocol)Protocol)和和可可路路由由的的协协议议（Routed Routed ProtocolProtocol）经经常常混混淆淆，虽虽然然这这两两个个概概念念看看起起来来很像，但他们代表的含义大不相同：很像，但他们代表的含义大不相同：n n路路由由协协议议是是用用于于规规定定路路由由行行为为的的网网络络层层协协议议，路路由由器器按按照照路路由由协协议议来来进进行行路路由由表表的的学学习习与与维维护护；而而可可路路由由的的协协议议是是一一些些用用于于定定义义数数据据包包格格式式，并并且且为为用用户户的的通通信信传传输输提提供供一一种种机机制制的的协协议议，例例如如TCP/IPTCP/IP协协议议、IPX/SPXIPX/SPX协协议议等等等等，称称他他们们可可路路由由时时说说基基于于这这些些协协议议的的数数据据包包可可以以经经过过路路由由器器的的转转发发到到达达其其它它网网络络，因因此此这这些些协协议议可可以以用用于于大大型型网网络络。当当然然有有不不可可路路由由的的协协议议，例例如如微微软软的的NETBEUINETBEUI协协议议，它它就就是是一一种种不不可可路路由由的的协协议议，即即不不能能够够用用路路由由器器将将数数据据包包转转发发到到其它网络中，因此这种协议只能用于小型网络。其它网络中，因此这种协议只能用于小型网络。1212管理开销（Administrative Distance）1313管理开销（Administrative Distance）n n管管理理开开销销用用于于标标识识IPIP路路由由信信息息的的可可信信程程度度，即即从从这这些些路路由由机机制制中中选选择择一一种种来来使使用用，其其它它没没有有选选中中的的路路由由机机制制也也会会正正常常工工作作，但但不不会会被被采采用用，直直到到被被选选中中的的路路由由机机制制失失效效。管管理理开开销销是是一一个个0-2550-255的的数数字字，某某个个路路由机制的管理开销越小，认为这种路由机制越好，也越容易被采用。由机制的管理开销越小，认为这种路由机制越好，也越容易被采用。n n缺省的管理开销的分配原则是：缺省的管理开销的分配原则是：1.1.直接相连的路由条目管理开销最低，最容易被采用。直接相连的路由条目管理开销最低，最容易被采用。2.2.静态路由的管理开销低于动态路由。静态路由的管理开销低于动态路由。3.3.动动态态路路由由中中，路路由由算算法法精精确确的的路路由由协协议议的的管管理理开开销销低低于于路路由由算算法法简简单的路由协议的管理开销。因为算法越精确，找到的最佳路径越准确。单的路由协议的管理开销。因为算法越精确，找到的最佳路径越准确。1414缺省情况的管理开销n n下下表表介介绍绍了了缺缺省省情情况况下下的的不不同同路路由由来来源源的的管管理理开开销销1515度量(Metric)n n路路由由协协议议把把每每条条路路径径定定义义一一个个“度度量量”，用用度度量量来来辨辨明明该该路路径径的的优优劣劣程程度度。度度量量越越低低，表表明明该该路路径径越越近近，越越好好。不不同同的的路路由由协协议议定定义义的的度度量量的的标标准准也也不不同同：度度量量的的计计算算既既可可以以只只考考虑虑路路径径的的一一个个特特性性，也也可可以以考考虑虑路路径径的的多多个个特特性性。一一些些经经常常使使用的度量值如下表所示用的度量值如下表所示1616度量(Metric)1717负载均衡n n负负载载均均衡衡是是指指路路由由器器的的路路由由表表中中存存在在到到达达目目的的地地的的多多条条相相等等或或不不等等开开销销的的路路径径，路路由由器器能能够够在在这这多多条条路路径径中中同同时时转转发发数数据据的的能能力力。负负载载均均衡衡能能够够提高网络分段的利用率，增加有效的网络带宽提高网络分段的利用率，增加有效的网络带宽1818缺省路由（Default Route）n n缺缺省省路路由由就就是是常常说说的的“缺缺省省网网关关”。它它是是一一种种特特殊殊的的静静态态路路由由，通通常常也也可可以以称称为为“殿殿后后网网关关”（gageway gageway of of last last resortresort），也也就就是是说说，如如果果配配置置了了缺缺省省路路由由，当当路路由由器器收收到到的的数数据据包包目目的的地地址址在在路路由由表表中中没没有有足足够够的的信信息息提提供供到到达达目目的的网网络络的的信信息息，也也就就是是说说路路由由器器不不知知道道向向哪哪转转发发该该数数据据包包，路路由由器器就就会会把把这这个个数数据据包包送送到到缺缺省省路路由由所所指指向向的的路路径径，因为它的作用就像因为它的作用就像“殿后殿后”一样，所以称为殿后网关。一样，所以称为殿后网关。1919动态路由协议n n动态路由协议的分类内部网关协议外部网关协议2020自治系统（Autonomous Systems）n n在单一技术管理下，采用同一种内部网关协议和同一度量值在自治系统内转发数据包、并采用一种外部网关协议将数据转发到其它在自治系统的一组路由器。2121自治系统（Autonomous Systems）n n自治系统标识符是一个16bits的数字，其范围从1到65535，一般从64512到65535的自治系统编号用于私有编号，就像私有IP地址一样，这些编号不用于Internet。只有当公司计划在公共性的网络（例如Internet）使用自治系统时，才必须使用IANA分配的自治系统。2222自治系统（Autonomous Systems）2323内部网关协议的分类距距离离矢矢量量算算法法路路由由协协议议（Distance-VectorDistance-Vector）：通通过过定定期期的的广广播播路路由由表表进进行行相相互互路路由由信信息息的的通通信信，并并且且根根据据到到达达目目的的网网络络的的“距距离离”远远近近来来判判断断最最佳佳路路径径。这这里里所所说说的的距距离离可可以以是是路路程程的的长长短短、速速度度的的快快慢慢等等等等。具具体体例例子子包包括括RIPRIP、IGRPIGRP等等。等等。链链路路状状态态算算法法路路由由协协议议（Link-StateLink-State）：只只有有当当链链路路发发生生变变化化时时才才发发送送路路由由信信息息，并并且且根根据据带带宽宽来来判判断断最最佳佳路路径径。具体例子包括具体例子包括OSPFOSPF等。等。平平衡衡混混合合算算法法路路由由协协议议（Balanced-HybirdBalanced-Hybird）：综综合合了了距距离离矢矢量量算算法法路路由由协协议议和和链链路路状状态态算算法法路路由由协协议议的的特特点点，路路由行为介于两者之间。具体例子包括由行为介于两者之间。具体例子包括EIGRPEIGRP等。等。2424距离矢量算法路由协议n n距离矢量算法路由协议的主要特点如下：距离矢量算法路由协议的主要特点如下：路路由由器器之之间间通通过过定定期期地地交交换换路路由由信信息息来来发发现现和和维维护护路路由由。每每个个路路由由器器定定期期广广播播自自己己的的完完整整路路由由表表来来与与其其它它路由器交换路由信息。路由器交换路由信息。这这种种路路由由协协议议不不允允许许一一个个路路由由器器知知道道整整个个网网络络的的精精确确拓拓扑扑，路路由由器器对对网网络络的的理理解解是是根根据据相相邻邻设设备备对对网网络络拓拓扑扑结结构构的的视视图图，这这个个过过程程有有时时也也称称为为“传传闻闻路路由由（routing by rumorrouting by rumor）。）。路路径径的的选选择择基基于于链链路路的的距距离离。最最佳佳路路径径的的判判断断是是基基于于从发送源到目的端的距离矢量来决定的。从发送源到目的端的距离矢量来决定的。n n为为了了理理解解距距离离向向量量路路由由的的原原理理，就就要要理理解解路路由由协协议议是是如如何何实现以下功能：实现以下功能：2525建立路由表的步骤n n他们发现路由并建立路由表的步骤如下他们发现路由并建立路由表的步骤如下：目的网络 本地接口 度量（Metric）1.0.0.0 E0 0（代表直接相连的网段，下同）2.0.0.0 S0 0 RouterA 的路由表1 2626建立路由表的步骤2727建立路由表的步骤2828建立路由表的步骤2929建立路由表的步骤3030建立路由表的步骤3131路由维护n n路由维护也是路由行为的很重要的过程，每种路由协议都应该有某种机制来维护路由信息，距离矢量算法的路由协议也有维护路由信息的过程。3232路由环路n n想一想，网络的状态不是静止的，不可能网络拓扑结构永远不变，这种拓扑结构的改变有可能是人为的（添加、删除某个设备），也有可能不是人为的（网络故障、网络设备的失效等等）。路由器建立了路由表，趋于稳定以后，当网络拓扑变化，如果路由器没有及时地了解这些变化，并作出相应的反应，那么路由器就不会正确的转发数据，产生错误。路由环路就是一个典型的例子。3333避免路由环路的方法定义最大值（Defining a Maximum）水平分裂（Split Horizon）路由毒化（Route Poisoning）保持时间（Holddown time）触发更新（Triggered Updates）3434定义最大值n n定义最大值是通过将度量值定义为一个极大的数来避免环路。通过使用这种方法，如果度量值超过了允许的最大值，路由协议就会终止路由循环，认为该链路失效。3535水平分裂n n水平分裂的原则是：n n路由器的路由表条目是从某个来源得到的，那么路该路由器就不会再把这个条目的信息再通告给那个来源。3636路由毒化n n路由毒化是水平分裂经过略为修改的版本。它不是过滤更新的路由表，而是当路由器发现接口所连的网络无法工作时，它将那个路由标识为不可到达，通常通过将跳计数增加到“无限”水平来实现，可以称为那个路由“中毒”了。然后路由器通过路由更新将该中毒的路由“传染”给其它路由器。3737保持时间n n保持时间用来防止接收已经失效的路由信息导致的路由环路问题。保持时间保证路由器在某个时间段内不会接收任何不正确的信息。一般情况下，保持时间应该稍大于路由更新变化到达整个网络所需的时间。3838触发更新n n触发更新是另一种解决方法。在前面的例子中，路由环路的产生是由于路由器发现了网络拓扑的改变后并没有及时地向其它路由器通告，而是墨守陈规的等待定期的路由更新所产生的。如果路由器发现了网络拓扑的改变立即通知其它路由器，就不会产生问题，这就是触发更新的解决办法。3939提问与解答环节Questionsandanswers4040添加标题添加标题添加标题添加标题此处结束语点击此处添加段落文本.您的内容打在这里，或通过复制您的文本后在此框中选择粘贴并选择只保留文字4141谢谢聆听THANKYOUFORLISTENING演讲者：XX时间：202X.XX.XX4242