网络规划与设计：10 距离矢量路由协议
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距离矢量路由协议（distancevector）VS链路状态路由协议（link-st...距离矢量路由协议（distance vector） VS 链路状态路由协议（link-state）收藏新一篇: 链路状态路由选择协议 | 旧一篇: chap. 1一、PK第一番距离矢量:运行距离矢量路由协议的路由器,会将所有它知道的路由信息与邻居共享,但是只与直连邻居共享！链路状态:运行链路状态路由协议的路由器,只将它所直连的链路状态与邻居共享,这个邻居是指一个域内(domain),或一个区域内(area)的所有路由器！二、PK第二番所有距离矢量路由协议均使用Bellman-Ford(Ford-Fulkerson)算法，容易产生路由环路（loop）和计数到无穷大（counting to infinity）的问题。
因此它们必须结合一些防环机制：split-horizonroute poisoningpoison reversehold-down timertrigger updates同时由于每台路由器都必须在将从邻居学到的路由转发给其它路由器之前，运行路由算法，所以网络的规模越大，其收敛速度越慢。
链路状态路由协议均使用了强健的SPF算法，如OSPF的dijkstra，不易产生路由环路，或是一些错误的路由信息。
路由器在转发链路状态包时（描述链路状态、拓扑变化的包），没必要首先进行路由运算，再给邻居进行发送，从而加快了网络的收敛速度。
三、PK第三番距离矢量路由协议，更新的是“路由条目”！一条重要的链路如果发生变化，意味着需通告多条涉及到的路由条目！链路状态路由协议，更新的是“拓扑”！每台路由器上都有完全相同的拓扑，他们各自分别进行SPF算法，计算出路由条目！一条重要链路的变化，不必再发送所有被波及的路由条目，只需发送一条链路通告，告知其它路由器本链路发生故障即可。
其它路由器会根据链路状态，改变自已的拓扑数据库，重新计算路由条目。
距离矢量路由协议的特点
距离矢量路由协议实现简单， 易于部署和维护。
灵活性
能够适应网络拓扑变化，快速 收敛。
可靠性
通过多路径备份和路由环路避 免，提高路由的可靠性。
工作原理
路由信息交换
节点之间通过定期交换路由信息，更新邻居节点和路 径信息。
最佳路径选择
根据距离度量和路径可靠性等因素，选择最佳路径进 行数据传输。
路由环路避免
Floyd-Warshall算法
总结词
Floyd-Warshall算法是一种用于查找所有节点对之间最短路径的动态规划算法。在距离矢量路由协议中，FloydWarshall算法用于计算网络中所有节点之间的最短路径。
详细描述
Floyd-Warshall算法的基本思想是通过构建一个中间节点矩阵，逐步计算出所有节点对之间的最短路径。算法通 过不断更新节点间的距离值，最终得到一个所有节点对之间的最短路径矩阵。Floyd-Warshall算法适用于稀疏图 和稠密图，具有较高的计算效率和准确性。
适用于对可靠性要求高的场景。
02 路由计算方式
CHAPTER
Bellman-Ford算法
总结词
Bellman-Ford算法是一种经典的动态规划算法，用于解决最短路径问题。在距离矢量路由协议中， Bellman-Ford算法用于计算从源节点到目的节点的最短路径。
详细描述
Bellman-Ford算法的基本思想是通过迭代的方式，从源节点开始，逐步计算每个节点到源节点的最短 距离。算法通过不断更新节点间的距离值，最终找到从源节点到目的节点的最短路径。Bellman-Ford 算法具有较好的稳定性和扩展性，适用于大规模网络。
通过限制路由信息的转发范围和采用路由汇总等技术 ，避免路由环路的发生。
距离矢量路由协议和链路状态路由协议
距离矢量路由协议和链路状态路由协议距离矢量路由协议和链路状态路由协议是计算机网络中常见的两种路由协议。
它们分别通过不同的方式来确定网络中数据包的最佳传输路径。
本文将对这两种路由协议进行深入探讨，从协议原理、工作方式、优缺点等几个方面进行比较分析，以便读者更好地理解两种路由协议的异同之处。
一、距离矢量路由协议距离矢量路由协议（Distance Vector Routing Protocol）是一种基于距离度量的路由选择协议，它根据每条路径的距离（即跳数或者成本）来确定最佳路径。
常见的距离矢量路由协议有RIP（Routing Information Protocol）和IGRP（Interior Gateway Routing Protocol）等。
1.1原理距离矢量路由协议的原理比较简单，每个路由器会周期性地向它的邻居路由器发送路由更新信息，包括自己所知道的所有网络地址及到达这些地址的距离。
邻居路由器收到这些更新信息后，会根据这些信息更新自己的路由表。
如果某个路由器的路由表发生变化，它就会通知它的邻居路由器。
通过这种方式，路由表信息会在整个网络中传播，直到所有路由器的路由表都收敛到最优状态。
1.2工作方式距离矢量路由协议的工作方式是分散式的，每个路由器只知道它直接相连的邻居路由器的路由信息，并且根据这些信息来计算到达其他网络的最佳路径。
因此，距离矢量路由协议的路由表只包含了直接相连的邻居路由器的信息，而不包含整个网络的拓扑结构信息。
1.3优缺点距离矢量路由协议的优点是实现比较简单，对网络带宽和处理器资源的需求较低。
但是它也存在很多缺点，比如收敛速度慢、不适合大型网络、易受环路影响等。
二、链路状态路由协议链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）是另一种常见的路由选择协议，它根据网络中每个路由器的链路状态信息来计算最佳路径。
常见的链路状态路由协议有OSPF（Open Shortest PathFirst）和IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）等。
距离矢量路由协议(RIP)
1.4
按照工作区域，路由协议可以分为IGP和EGP：
IGP（Interior gateway protocols）内部网关协议
在同一个自治系统内交换路由信息，RIP和IS-IS都属于IGP。IGP的主要目的是发现和计算自治域内的路由信息。
如上图所示，如果网络11.4.0.0故障，就可能会在路由器之间产生路由环路，下面是产生路由环路的步骤：
在网络11.4.0.0发生故障之前，所有的路由器都具有正确一致的路由表，网络是收敛的。在本例中，路径开销用跳数来计算，所以，每条链路的开销是1。路由器C与网络11.4.0.0直连，跳数为0。路由器B经过路由器C到达网络11.4.0.0，跳数为1。路由器A经过路由器B到达网络11.4.0.0，跳数为2。
⑷RouterA的路由表中去往某目标网络的下一跳为RouterB，而RouterB的路由表中不再包含去往该目标网络的路径，则RouterA的路由表中相应路径应删除。
2.4
2.4.1
由于网络故障可能会引起路径与实际网络拓扑结构不一致而导致网络不能快速收敛，这时，可能会发生路由环路现象。图中用一个简单的网络结构来说明路由环路的产生。
每个自治系统都有一个唯一的自治系统编号，这个编号是由因特网授权的管理机构IANA分配的。它的基本思想就是希望通过不同的编号来区分不同的自治系统。这样，当网络管理员不希望自己的通信数据通过某个自治系统时，这种编号方式就十分有用了。例如，该网络管理员的网络完全可以访问某个自治系统，但由于它可能是由竞争对手在管理，或是缺乏足够的安全机制，因此，可能要回避它。通过采用路由协议和自治系统编号，路由器就可以确定彼此间的路径和路由信息的交换方法。
距离矢量路由协议.共33页文档
谢谢
11、越是没有本领的就越—爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
距离矢量路由协议.
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
距离矢量路由协议
距离矢量路由协议
距离矢量路由协议(Distance Vector Routing Protocol）是计算机网络路由协议的一种，它可以在网络上自动计算出一条传输数据包最近的路径，从而提高数据传输速率。
距离矢量路由协议以路由器与其他路由器之间的距离作为参数，根据距离计算出一条最优的数据传输路径。
每个路由器向其他路由器发出“路由器到其他路由器的距离”报文，报文中包含有该路由器对于其他路由器的最优距离。
所有路由器收到此报文后，依据路由器到其他路由器之间的距离，计算出一条最优的传输路径。
这样，数据路由器就能够自动地计算出一条最近的报文传输路径，大大提高了网络通讯的效率。
距离矢量路由选择协议
距离矢量路由选择协议距离矢量路由选择协议甲方：_________________（以下简称“甲方”）乙方：_________________（以下简称“乙方”）双方均为网路服务供应商（ISP），并同意本协议的所有条款和条件。
第一条甲方义务1.1 甲方必须提供可靠稳定的路由服务，确保客户网络的连通性和安全性。
1.2 甲方必须遵守中国的相关法律法规，如《中华人民共和国电信条例》、《互联网信息服务管理办法》等。
1.3 甲方必须及时更新路由信息，保证路由信息的准确性，并尽可能避免出现路由环路。
1.4 甲方必须及时处理网络故障，并为客户提供必要的技术支持。
1.5 甲方必须遵守公平竞争原则，不得恶性竞争，损害其他ISP的利益。
第二条乙方义务2.1 乙方必须按约定的价格向甲方支付网络使用费用，并保证及时缴纳。
2.2 乙方必须遵守中国的相关法律法规，如《中华人民共和国电信条例》、《互联网信息服务管理办法》等。
2.3 乙方必须采取必要的安全措施，保护自己的网络安全，不得利用网络从事非法活动，如传播淫秽、暴力、恐怖主义等信息。
2.4 乙方必须及时支付网络使用费用，并保证基本服务质量，如网络连通性、带宽等。
2.5 乙方必须保密甲方提供的技术信息和商业机密，不得泄露给第三方。
第三条权利与义务3.1 双方应当以诚信、公平、合理的原则履行本协议的各项义务。
3.2 甲方有权要求乙方提供详细的网络拓扑结构、路由表等信息，以确保网络的安全和稳定。
3.3 乙方有权要求甲方提供路由信息，以确保网络的连通性和带宽正常。
3.4 本协议签订后，双方有权利、义务和责任的条款不得单方面变更。
3.5 双方在履行本协议过程中如发生争议，应通过友好协商解决，协商不成，可通过法院诉讼方式解决。
第四条法律效力和可执行性本协议的效力、解释、履行和争议解决均适用中国大陆法律。
第五条违约责任5.1 一方违反本协议的任何条款，应承担违约责任，并赔偿另一方因此遭受的损失。
距离矢量路由协议
7 172.16.14.0 172.16.15.255
.....
路由表更新
1、定期更新
如果路由表中的表项（记录）比较多的话，时间花费长，收敛慢
如果所有的路由器都同时发送更新的话，网络可能发生冲突
现象：
路由环路使数据包不可能到达目的网络，另外占据了网络带宽。
路由环路产生原因分析：
步骤：
1、三个路由器R1 R2 R3处于收敛状态
路由器R1 R2 R3的路由表中有四条路由，其中两条直连路由
2、这时路由器R3的直连网络10.4.0.0断开了
3、首行路由器R3的路由表中有关10.4.0.0的信息删掉，
2 172.16.4.0 172.16.5.255
3 172.16.6.0 172.16.7.255
4 172.16.8.0 172.16.9.255
5 172.16.10.0 172.16.11.255
无效计时器：网络发生了故障，它并不会马上把路由表中的相应记录删除，而会等待一定时间确认网络故障才删除，这一个等待时间就是无效计时器，默认是180秒。
清除计时器：如果等待时间超过240秒，则删除路由表中的相应记录。
触发更新：网络发生了变化，这时并不需要等到更新计时器到期才去更新，而是立即更新。
路由器R2从路由器R3获得网络10.4.0.0的信息
但是路由器R2又把10.4.0.0网络信息告诉路由器R3，所以路由器R3从路由器R2学习得到网络10.4.0.0的信息。
即：路由器从其邻居那获得自己直连网络的路由信息，
路由器通告的直连网络信息不能从其邻居路由器那学习得到。
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4.4.2 问题: 计数至无穷大
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4.4.2问题: 计数至无穷大
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4.4.2问题: 计数至无穷大
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4.4.3 设置最大值
为了防止度量无限增大，可以通过设置最大度量值来 界定“无穷大”.
29
4.4.3设置最大值
▪ 距离矢量路由协议指定一个度量值来限定无穷大 ▪ 一旦路由器计数达到该“无穷大”值，该路由就会被标记
9
4.1.4路由协议特征
▪ 路由协议特性比较
10
4.2 网络发现
11
4.2.1 冷启动
▪ 路由器初始启动 -最初的网络发现 ▪直连网络写入路由表
12
4.2.2 初次路由信息交换
13
4.2.3 路由信息交换
14
4.2.4 收敛
▪ 路由器收敛完成 -当所有路由表包含相同网络信息
▪ 路由器继续交换路由信息 -当无新信息时收敛结束
15
4.2.4 收敛
▪ 网络在达到收敛前无法完全正常工作. ▪ 收敛的速度包含两个方面：
-路由器在路由更新中向其邻居传播拓扑结构变化的速度。 -使用收集到的新路由信息计算最佳路径路由的速度。
16
4.3 路由表维护
17
4.3.1定期更新: RIPv1 & IGRP
▪ 定期更新: RIPv1 & IGRP 路由器以预定义的时间间隔向邻居发送完整的路由表
▪ 当发生以下情况之一时，就会发出触发更新： - 接口状态改变（开启或关闭） - 某条路由进入（或退出）“不可达”状态 - 路由表中增加了一条路由
21
4.3.4 随机抖动
同步更新:
当多路访问 LAN 网段上的多台路由器同时发送路由更新时. ▪同步更新的问题
-消耗过多带宽 -数据包可能会发生冲突 ▪解决方案 - 引入了称为 RIP_JITTER 的随机变量（25-30s）
18
4.3.1定期更新: RIPv1 & IGRP
▪ RIP应用 4个计时器 - 更新计时器 - 无效计时器 清除计时器 抑制计时器
19
4.3.2 限定更新: EIGRP
▪ EIGRP :限定更新 ▪ EIRPG 路由更新
- 部分更新 - 拓扑改变触发更新 - 局限的 - 不定期的
20
4.3.3 触发更新
距离矢量路由协议
第十章
1
目标
▪ 认识距离矢量路由协议的特性。 ▪ 使用路由信息协议 (RIP) 描述距离矢量路由协议的网络
发现过程。 ▪ 描述距离矢量路由协议用来维护准确路由表的过程。 ▪ 认识导致路由环路的条件并解释路由环路对路由器性能
的影响。 ▪ 认识目前使用的距离矢量路由协议的类型。
2
目录
7
4.1.3 路由协议算法
▪ 路由协议算法:
发送和接收路由信息的机制. 计算最佳路径并将路由添加到路由表的机制. 检测并响应拓扑结构变化的机制.
8
4.1.4 路由协议特征
▪ 可以根据以下特征来比较路由协议:
-收敛时间:收敛时间是指网络拓扑结构中的路由器共享路由信息并使各 台路由器掌握的网络情况达到一致所需的时间。. -可扩展性 :可扩展性表示根据一个网络所部署的路由协议，该网络能 达到的规模。 -无类（使用 VLSM）或有类 － 无类路由协议在更新中会提供子网掩 码。 -资源使用率 － 资源使用率包括路由协议的要求（如内存空间）、 CPU 利用率和链路带宽利用率。 -实现和维护 － 实现和维护体现了对于所部署的路由协议，网络管理 员实现和维护网络时必须要具备的知识级别。
பைடு நூலகம்22
4.4 路由环路
23
4.4.1 定义及影响
▪ 什么是路由环路？
路由环路是指数据包在一系列路由器之间不断传输却始终无法到达其 预期目的网络的一种现象。
▪ 造成环路的可能原因有：
静态路由配置错误 路由重分布配置错误 发生了改变的网络中收敛速度缓慢，不一致的路由表未能得到更新 错误配置或添加了丢弃的路由
▪ 4.1 距离矢量路由协议简介 ▪ 4.2 网络发现 ▪ 4.3 路由表维护 ▪ 4.4 路由环路 ▪ 4.5 距离矢量路由协议现状 ▪ 4.6 实验练习
3
4.1距离矢量路由协议简介
4
4.1.1距离矢量路由协议
▪ 距离矢量路由协议举例:
▪路由信息协议(RIP) ▪内部网关协议 (IGRP) ▪增强型 IGRP(EIGRP)
为不可达。
30
4.4.4 使用抑制计时器预防路由环路
▪ 抑制计时器可用来防止定期更新消息错误地恢复某条可能已 经发生故障的路由。
▪ 抑制计时器通过以下方式工作：
1.路由器从邻居处接收到更新，该更新表明以前可以访问的网络现在已不可 访问。 2.路由器将该网络标记为 possibly down 并启动抑制计时器。 3.如果在抑制期间从任何相邻路由器接收到含有更小度量的有关该网络的更 新，则恢复该网络并删除抑制计时器。 4. 如果在抑制期间从相邻路由器收到的更新包含的度量与之前相同或更大， 则该更新将被忽略。 5.路由器仍然会转发目的网络被标记为 possibly down 的数据包。通过这种 方式，路由器便能克服连接断续所带来的问题。如果目的网络确实不可达， 但路由器又转发了数据包，黑洞路由就会建立起来并持续到抑制计时器超时 。
24
4.4.1定义及影响
▪ 路由环路会造成的影响:
环路内的路由器占用链路带宽来反复收发流量 路由器的 CPU 因不断循环数据包而不堪重负 影响到网络收敛 路由更新可能会丢失或无法得到及时处理
▪ 目前有多种机制可以消除路由环路。这些机制包括：
定义最大度量以防止计数至无穷大 抑制计时器 水平分割 路由毒化或毒性反转 触发更新
5
4.1.2 距离矢量技术
▪ 距离矢量的意义: 使用距离矢量路由协议的路由器并不了解到达目的网络的整条路径。该 路由器只知道： ▪自身与目的网络之间的距离 ▪应该往哪个方向或使用哪个接口转发数据包
6
4.1.2距离矢量技术
▪ 距离矢量路由协议有一些共同特征: ▪ 周期更新 ▪ 邻居 ▪ 广播(组播)更新 ▪ 整个路由表更新
31
4.4.5 水平分割规则
▪ 防止由于距离矢量路由协议收敛缓慢而导致路由环路的 另一种方法是水平分割
▪ 水平分割规则规定: 路由器不能使用接收更新的同一接口来通告同一网络。
32
4.4.6 带毒性反转或路由毒化的水平分割
路由毒化用于在发往其它路由 器的路由更新中将路由标记为 不可达。