路由协议2578322751
《路由协议》课件

对未来学习与实践的建议
01
深入学习各种路由协议的原理与特点
为了更好地理解和应用路由协议,需要深入学习各种路由协议的原理与
特点,掌握其工作机制和应用场景。可以通过阅读相关教材、参加技术
培训、参与技术社区等方式进行学习。
02
实践操作与案例分析
通过实践操作和案例分析,可以更好地理解和应用路由协议。可以通过
详细描述
根据作用范围和应用场景的不同,路由协议可以分为内部网关协议(IGP)和外部网关协议(EGP)两类。内部 网关协议主要用于自治系统内部,如RIP、OSPF等;而外部网关协议主要用于不同自治系统之间的路由选择,如 BGP等。
路由协议的作用和重要性
总结词
路由协议的主要作用是自动发现和维护路由信息,确保数据包能够正确、高效地传输到 目标网络或主机。
路由协议通信方式
包括周期性更新、按需更新等,这些方式能够根据网络状况 和设备需求进行动态调整,提高网络通信效率和稳定性。
路由协议的路由算法
路由协议的路由算法分类
包括距离矢量算法、链路状态算法等,这些算法根据不同的网络状况和设备需 求进行选择和应用。
路由协议的路由算法特点
包括收敛速度快、路由路径优化等,这些特点能够提高网络通信效率和稳定性 ,降低网络拥塞和延迟。
确定网络拓扑结构
根据实际网络环境,确定路由器 和交换机的连接方式,绘制网络 拓扑图。
测试与验证
通过ping命令、traceroute等工 具测试路由协议的连通性和性能 。
路由协议的优化方法
调整路由协议参数
根据网络实际情况,调整路由 协议的参数,如Hello和Dead 时间、Cost值等,以提高路由
详细描述
路由协议在网络中扮演着至关重要的角色。通过自动发现和维护路由信息,路由协议能 够确保数据包能够沿着最佳路径传输到目标网络或主机。此外,路由协议还具有许多其 他功能,如路由汇总、策略路由、负载均衡等,这些功能能够提高网络的性能和可靠性
路由协议

路由交换的内容
• 通路确定
–基于某些标准的测度选择从源点到终点的 基于某些标准的测度选择从源点到终点的 最佳路径(确定路由表); 最佳路径(确定路由表);
• 数据交换
–将数据沿确定的通路从源点传送到终点 将数据沿确定的通路从源点传送到终点 使用路由表),要使用两个出口地址( ),要使用两个出口地址 (使用路由表),要使用两个出口地址(下 一跳网络地址和对应物理地址)。 一跳网络地址和对应物理地址)。
• 最短路径原则 路径原则
–各节点根据最短路径原则(即跳数最少)选择自己 各节点根据最短路径原则( 跳数最少 选择自己 各节点根据最 原则 到网内其它节点的路由。 它节点的路由 到网内其它节点的路由。
RIP(续) (
• 收敛过程
–整个网络刚刚启动时,各节点的路由表均为空 整个网络刚刚启动 刚刚启 各节点的路由表均 点的路由表 –经过一段时间的广播扩散,才能建立起各节点的路 段时间的广播扩 能建立起各节 起各节点的路 经过一段时间的广播 由表 –收敛期间,一些节点的路由表是不完备的 收敛期 一些节点的路由表是不完 收敛 –路由表的收敛速度与路由的广播频度有关,同样与 路由表的收敛速度与路由的广播频度有关 同样与 路由表的收敛速度与路由的广播频度有 网络的传输开销也 开销也有 网络的传输开销也有关。
静态/动态路由 静态 动态路由
• 静态路由:路由表由管理员静态地手工 静态路由: 维护, 维护,网络的可达性不依赖于网络自身 的存在和状态, 的存在和状态,适用于拓扑和流量都较 稳定的网络, 稳定的网络,通常为小规模网络或专用 网络。 网络。 • 动态路由:通过一个内部或外部路由协 动态路由: 来获取和交换路由信息 和交换路由信息, 议来获取和交换路由信息,网络的可达 性依赖于网络的存在和状态。 性依赖于网络的存在和状态。
常见的路由协议

常见的路由协议1. 简介路由协议是计算机网络中用于决定数据包从源主机到目的主机的路径的协议。
在互联网中,常见的路由协议有很多种,每种协议都有其特点和适用场景。
本文将介绍一些常见的路由协议。
2. 静态路由协议静态路由协议是最简单的一种路由协议,它由网络管理员手动配置。
静态路由表是一张手动配置的路由表,其中包含了网络的各个子网和它们之间的连接关系。
静态路由协议的主要优点是简单、可靠,适用于小型网络环境。
然而,当网络规模变大时,静态路由协议的配置和管理工作将变得非常繁琐。
3. RIP协议RIP(Routing Information Protocol)是一种基于距离向量的内部网关协议(IGP)。
RIP使用跳数作为路径选择的度量标准,每个路由器在路由表中维护到其他路由器的距离信息。
RIP协议的主要特点是简单、易于配置和实施,适用于小型局域网。
然而,RIP协议的收敛速度较慢,对大型网络不够适用。
4. OSPF协议OSPF(Open Shortest Path First)是一种链路状态协议(Link State Protocol),也是一种内部网关协议。
OSPF使用链路状态数据库(Link State Database)来存储网络中所有路由器的链路状态信息,并根据该信息计算出最短路径树。
OSPF协议的主要特点是快速收敛、支持大规模网络和支持多种类型网络。
OSPF协议在大型企业网络和互联网中得到了广泛应用。
5. BGP协议BGP(Border Gateway Protocol)是一种外部网关协议(EGP),用于在不同自治系统(AS)之间交换路由信息。
BGP协议使用路径向量算法来选择最佳路径,并支持路由策略的灵活配置。
BGP协议在互联网中扮演着非常重要的角色,主要用于实现自治系统之间的互联互通。
6. 总结本文介绍了一些常见的路由协议,包括静态路由协议、RIP协议、OSPF协议和BGP协议。
每种协议都有其适用的场景和特点,网络管理员可以根据实际需求选择合适的路由协议来构建和管理网络。
路由协议简介.

距离矢量路由协议
C
Distance—How far Vector—In which direction
B A
D
D
C
B
A
Routing Table
Routing Table
Routing Table
Routing Table
周期性的发送完整的路由表给邻居 累计经过的路径
6
链路状态路由协议
B C
Topological Database
第八章 路由协议简介
IP路由的工作方式 静态路由与动态路由 路由协议的作用与分类 常见路由协议简介
RIP/OSPF/BGP
1
IP路由的工作方式
10.120.2.0 E0 S0
172.16.1.0
Network Destination Exit Protocol Network Interface
Connected 10.120.2.0 E0
D
Link-State Packets
SPF Algorithm
A
Routing Table
Shortest Path First Tree
生成拓扑结构库(包含网络所有链路状态的表) 利用SPF计算路径 网络发生变化时才生成路由更新包
7
常见路由协议简介
RIP-路由信息协议 OSPF-开放式最短路径优先 BGP-边界网关协议 IS-IS-中间系统到中间系统 IGRP-内部网关路由协议
4
内部与外部网关路由协议
IGPs: RIP, IGRP
EGPsm 100 Autonomous System 200
自治系统(Autonomous System):在同一公共路由选 择策略和公共管理下的网络集合,如一个ISP的网络 内部网关协议(IGP):在自主系统内交换路由信息 外部网关协议(EGP):在自治系统间交换路由信息
路由协议

常见
0
0
2
4
0 6
OSPF
IGRP
BGP
0 1
RIP
0 3
IS-IS
0 5
EIGRP
主条目:路由信息协议
RIP很早就被用在Internet上,是最简单的路由协议。它是“路由信息协议(Route Information Protocol)”的简写,主要传递路由信息,通过每隔30秒广播一次路由表,维护相邻路由器的位置关系,同时根 据收到的路由表信息计算自己的路由表信息。RIP是一个距离矢量路由协议,最大跳数为15跳,超过15跳的网络 则认为目标网络不可达。此协议通常用在网络架构较为简单的小型网络环境。分为RIPv1和RIPv2两个版本,后者 支持VLSM技术以及一系列技术上的改进。RIP的收敛速度较慢。
主条目:内部网关路由协议
IGRP协议是“内部网关路由协议(Interior Gateway Routing Protocol)”的缩写,由Cisco于二十世纪 八十年代独立开发,属于Cisco私有协议。IGRP和RIP一样,同属距离矢量路由协议,因此在诸多方面有着相似点, 如IGRP也是周期性的广播路由表,也存在最大跳数(默认为100跳,达到或超过100跳则认为目标网络不可达)。 IGRP最大的特点是使用了混合度量值,同时考虑了链路的带宽、延迟、负载、MTU、可靠性5个方面来计算路由的 度量值,而不像其他IGP协议单纯的考虑某一个方面来计算度量值。IGRP已经被Cisco独立开发的EIGRP协议所取 代,版本号为12.3及其以上的Cisco IOS(Internetwork Operating System)已经不支持该协议,已经罕有运 行IGRP协议的网络。
路由选择协议主要是运行在路由器上的协议,主要用来进行路径选择。
路由协议有哪些

路由协议有哪些路由协议是计算机网络中用于确定下一跳路由的规定或者协议。
根据不同的网络拓扑和需求,存在多种不同的路由协议。
下面我们来介绍一些常见的路由协议。
1. 静态路由:静态路由是由网络管理员手动配置的路由。
它需要管理员手动指定网络之间的路径,适用于小型网络或简单的网络拓扑结构。
静态路由的好处是配置简单,短期内不会产生大规模变动,但是当网络规模较大或者拓扑结构变动频繁时,静态路由需要手动修改、更新和维护,工作量较大。
2. RIP协议(Routing Information Protocol):RIP是一种基于距离向量的路由协议,使用Hop计数(即经过多少个路由器)来确定最佳路径。
RIP协议中,每个路由器定期向相邻路由器广播其路由表信息,然后相邻路由器将其自己的距离添加到该信息中,并将信息再传递给相邻路由器。
这个过程会重复进行,直到整个网络的路由表信息一致。
然后,路由器利用这些信息,根据Hop计数选择最佳路径。
3. OSPF协议(Open Shortest Path First):OSPF协议是一种链路状态路由协议,不同于距离向量协议使用Hop计数,OSPF通过测量链路的成本来确定最佳路径。
OSPF路由器之间交换链路状态信息,建立一个抽象拓扑图,并使用Dijkstra算法计算最短路径。
该协议支持更复杂的网络拓扑,并提供了更好的可扩展性和快速收敛的能力。
4. BGP协议(Border Gateway Protocol):BGP协议是一种外部网关协议,用于在互联网中选择最佳路由。
BGP协议通过交换路由信息,建立IP网络的图谱,并根据不同的路径属性选择最佳路径。
BGP协议具有高度的可扩展性和强大的安全性,因此在大规模或复杂的企业网络和互联网中得到广泛应用。
5. EIGRP协议(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol):EIGRP协议是一种距离矢量路由协议,是思科公司独有的路由协议。
常见的路由协议

常见的路由协议首先,我们来了解一下静态路由协议。
静态路由协议是由网络管理员手动配置的路由信息,它需要管理员对网络拓扑结构有较深的了解,手动配置路由表,适用于网络规模较小且拓扑结构不经常变化的情况。
静态路由的优点是配置简单、稳定性高,但缺点是当网络拓扑结构发生变化时,需要手动修改路由表,维护成本较高。
其次,我们来介绍一下动态路由协议。
动态路由协议是根据网络拓扑结构的变化自动更新路由表的一种路由协议,它能够根据网络的变化自动调整路由信息,减少了管理员的工作量,提高了网络的灵活性和可靠性。
常见的动态路由协议有RIP (路由信息协议)、OSPF(开放最短路径优先协议)和EIGRP(增强内部网关路由协议)等。
动态路由协议的优点是能够自动适应网络拓扑的变化,但缺点是配置复杂,可能会产生路由震荡等问题。
最后,我们来讨论一下路由信息协议(RIP)。
RIP是一种最早的动态路由协议,它使用跳数作为路径选择的度量标准,最大跳数为15。
RIP协议的优点是配置简单,但由于其使用的是跳数作为度量标准,可能导致出现计数到达不了的网络的情况,因此在实际应用中使用较少。
除了RIP协议外,OSPF(开放最短路径优先协议)也是一种常见的动态路由协议。
OSPF协议使用链路状态作为路径选择的度量标准,它能够根据链路状态动态计算出最短路径,提高了网络的收敛速度和路由计算的准确性。
OSPF协议的优点是灵活性高、收敛速度快,但缺点是配置复杂,占用网络带宽较大。
另外,EIGRP(增强内部网关路由协议)也是一种常见的动态路由协议。
EIGRP协议结合了距离向量和链路状态的优点,它能够根据带宽、延迟等因素动态计算出最优路径,提高了网络的性能和稳定性。
EIGRP协议的优点是快速收敛、低带宽占用,但缺点是只能在思科设备上使用。
总的来说,不同的路由协议适用于不同的网络环境和需求。
在实际应用中,我们需要根据网络的规模、拓扑结构的变化频率、带宽和延迟等因素来选择合适的路由协议,以提高网络的性能和稳定性。
常见的路由协议

常见的路由协议首先是RIP(Routing Information Protocol),它是一种基于距离向量的内部网关协议,用于在小型网络中实现路由选择。
RIP通过跳数来衡量路径的优劣,最大跳数为15,超过这个跳数的路径将被认为是不可达的。
RIP的优点是简单易用,但由于其跳数的限制,不适合大型复杂网络的使用。
其次是OSPF(Open Shortest Path First),它是一种基于链路状态的内部网关协议,通过构建链路状态数据库来计算最短路径。
OSPF支持VLSM(可变长度子网掩码)和路由聚合等功能,适用于大型复杂网络的部署。
OSPF的优点是快速收敛、灵活性强,但配置和维护相对复杂。
最后是BGP(Border Gateway Protocol),它是一种外部网关协议,用于在不同自治系统之间交换路由信息。
BGP通过路径属性来选择最佳路径,支持策略路由和多路径等功能,适用于互联网核心路由器之间的连接。
BGP的优点是灵活性强、可扩展性好,但需要精心设计和配置。
总的来说,不同的路由协议适用于不同的网络环境和需求。
在实际网络部署中,我们需要根据网络规模、性能要求和安全策略等因素来选择合适的路由协议。
同时,合理的路由协议选择和配置对于网络的稳定性和可靠性至关重要,需要结合实际情况进行综合考虑和优化设计。
在网络运维中,我们还需要密切关注路由协议的运行状态和路由表的变化,及时发现和解决可能出现的故障和问题。
同时,定期的网络性能评估和优化也是必不可少的工作,以确保网络的高效运行和良好的用户体验。
综上所述,路由协议是网络中至关重要的一部分,合理的选择和配置对于网络的稳定性和性能至关重要。
我们需要充分理解各种路由协议的特点和适用范围,灵活运用于实际网络设计和运维中,以确保网络的高效运行和稳定可靠。
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• 网络1不可达时, R1先收到R2的信息, 得知R2有更短路径到网络1,,则更新 其路由表,到网络1为3跳。此时:
–所有去网络1的数据报文将在R1和R2间循 环,直到TTL=0 –下一轮路由更新时R2得知R1到网络1的距 离是3后,更新自己的路由新长度为4; – 第三轮时, R1根据R2传来的路由距离增 加信息,更新自己的路由新长度为5……,, 直至距离值到达RIP的极限。
– 若该路由信息是来自这个邻接点,
• 若该路由的距离变化了,则要按新的距离修改原来的路由。
– 若该路由信息不是来自这个邻接点
• 若收到的节点距离大于等于自己路由表中该点的原有距离 (初始值为无穷大),则路由表中有关该点的信息不变 • 若路由表中没有该点的信息,或收到的节点距离小于原有 的距离,则表明发现一个新的路由,于是将该距离加1,, 并连同收到该信息的链路号一起记入路由表,表示这个节 点经该链路可达。
域内路由/域间路由
• 域内型算法
– 只适用于在一个域内进行路由选择,生成并 维护路由表,如OSPF 协议;
• 域间型算法
–专门针对域间路由信息交换(如BGP ), 也即交换域内的路由表; –为提高效率,通常尽可能只交换路由摘要。
链路状态/距离向量
• 链路状态算法
– 又称为最短路径优先算法 –每个路由器将自己的链路状态在网内广播, 以使网内各路由器能获得全网的拓扑情况。
• 最短路径原则
– 各节点根据最短路径原则(即跳数最少)选择自己 到网内其它节点的路由。
RIP(续)
• 收敛过程
– 整个网络刚刚启动时,各节点的路由表均为空 – 经过一段时间的广播扩散,才能建立起各节点的路 由表 –收敛期间,一些节点的路由表是不完备的 –路由表的收敛速度与路由的广播频度有关,同样与 网络的传输开销也有关。
慢收敛问题的解决
• 水平分割(split horizon update)
– 节点在向邻接点广播路由时,略去从该节点获悉的 路由。
• 触发更新(triggered update)
– 当节点发现路由变化时,如发现链路故障,立即进 行路由创建并广播,从而可将这个变化尽早通知网 内其它节点,减少发生反弹效应的机会; – 路由器启动RIP 时,发送一个请求报文广播。运行 RIP的相邻路由器必须应答一个RIP 更新报文,添 加该新路由,不必等到下一个RIP 更新周期; – 请求的应答报文不是采用广播方式--只发送到请 求的路由器,并且在发应答报文的路由器中不执行 水平分割机制。
• 距离向量算法
– 又称为Bellman -Ford 算法, –相邻的路由器交换路由表以取得一致,因 此路由信息是逐步扩散的。
路由度量指标
• 通路长度
–在物理上可有多种含义,如跳数、距离、费用等;• 可靠性Fra bibliotek• 时延
• 带宽 • 负载
– 线路传输差错率、线路故障率、修复率等; –传输延迟;
–信道传输速率,高者通常优先;
– 反映信道当前的传输能力,通过CPU利用率、处理 的报文数/秒( pps)等来度量。
RIP
• Routing Information Protocol • 基于距离向量协议 • 路由扩散方式
– 距离向量协议要求网内各个节点向自己所有的邻接 点广播它对网内其它节点的可达性(用距离来衡量) –通过逐级扩散的方式使这种可达性信息在网内传播, 从而使各个节点能推算出自己到网内其它非邻接节 点的路由。
RIP协议路由表的维护(续)
• 当网络的某个链路中断时,链路两端的两个节 点将该链路的路由距离置为无穷大,然后将这 个故障信息广播通知其它节点。 • RIP 的定期路由广播会在网络中产生周期性的 流量高峰。要消除这种现象,需要随机地为路 由器设置不同的广播间隔,一般在15 秒到45 秒之间,因为还需要维持距离向量协议的基本 机制,这样在大型网络中仍然不能很好地消除 同步效应。
RIP存在的问题
• 反弹效应问题
R3以太网down R3发送触发的更新到R1、R2 R1及时收到,但R2因延时未更新 R2发送周期性的更新到R1,覆盖了R3 的更新 • R1在下一次更新信息中发送假数据到R3 • 路由信息被循环传递,直至记数达到无 穷大 • • • •
RIP存在的问题(续)
• 慢收敛问题
路由器
• 路由器是根据第三层逻辑地址发送业务 的分组交换 • 路由器相互交换路由协议情况以得知到 其他逻辑网络的路径 • 每个路由协议都提供一些功能,使该协 议成为互联网络设计中所需的一部分
静态/动态路由
• 静态路由:路由表由管理员静态地手工 维护,网络的可达性不依赖于网络自身 的存在和状态,适用于拓扑和流量都较 稳定的网络,通常为小规模网络或专用 网络。 • 动态路由:通过一个内部或外部路由协 议来获取和交换路由信息,网络的可达 性依赖于网络的存在和状态。
路由交换的内容
• 通路确定
–基于某些标准的测度选择从源点到终点的 最佳路径(确定路由表);
• 数据交换
–将数据沿确定的通路从源点传送到终点 (使用路由表),要使用两个出口地址(下 一跳网络地址和对应物理地址)。
路由交换的基本要求
• • • • • • • • • • 优化路径选择 无循环路由 快速收敛 使更新业务最小化 处理地址限制 支持分级拓朴 易配置 快速简便地适应变化 与现有主机和路由器兼容 支持策略路由
路由交换
• 路由是在数据的源点和终点之间确定传 输路径的过程。 • 交换是将数据从设备的输入端口转送到 输出端口的过程。 • routed protocol -网络层协议,用于传 送用户数据,如IP 协议; • routing protocol -路由协议,用于传 送路由信息,实现路由算法,使得 routed protocol 能正常工作。
• 路由不对称性
– 各节点自发进行广播的,路由表的建立有一定的随 机性,取决于收到广播的次序。 –网络中两个节点之间的路由可能是非对称的,若存 在两条距离相同的路由,则双方的选择可能会不一 样。
RIP协议路由表的维护
• 每个节点在收到邻接点的广播信息之后,将其 与自己路由表的内容进行比较。对于路由表中 的每一条路由: