第三章 动态路由协议

目录

第一节 动态路由协议

第二节 路由协议的类型

第三节管理距离和度量值

第四节　路由表层次结构

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第一节 动态路由协议

驱动问题

• • • • 为实现动态路由，路由协议需包含哪些组件？

        • Routing protocol messages

        • Data structures

        • Algorithm

      • 与静态路由相比，动态路由有什么优缺点？

        • 优点：适应性、可拓展性、管理负担低

        • 缺点：资源消耗高、人才需求高

1、回顾

• 静态路由的使用

• • 路由到末接网络

  • 单个默认路由

  • 规模较小的网络预计不会显著增长

• 静态路由的优点：

  • 最小的CPU处理

  • 便于管理员理解

  • 易于配置

• 静态路由的缺点

  • 配置和维护耗时较长

  • 配置容易出错，特别是大型网络中

  • 需要管理员干预来维护更改的路由信息

  • 不能很好地适应不断增长的网络，维护起来会很麻烦

  • 需要对整个网络有全面的了解才能正确的实施

2、动态路由协议的目的

路由协议是为了方便路由器之间的路由信息交换，并在拓扑发生变化时自动更新路由表

• 发现远程网络

• 维护最新的路由信息

• 选择到目的地网络的最佳路径

• 如果当前路径不可再用，能够找到一个新的最佳路径

3、路由协议的组件和操作

• 路由协议消息

  • 各种类型的消息用于发现相邻路由器、交换路由器等任务，以了解和维护网络的准确消息

• 数据结构

  • 路由表通常使用表或数据库进行操作，这些信息保存在RAM中

• 算法

  • 用于促进路由信息和最佳路径确定的有限步骤列表

4、动态路由的优点

• 当添加或删除网络时，管理员在维护配置方面的工作更少，管理开销也更少

• 协议自动响应拓扑变化

• 配置不太容易出错

• 更可拓展的，不断增长的网络通常不会带来问题

5、动态路由的缺点

• 路由器资源（CPU周期、内存和链路带宽）的使用->更多的资源开销

• 配置、验证和故障排除需要更多的管理员知识

第二节 路由协议的类型

驱动问题

1、路由协议的分类依据都有哪些？

Purpose设计目的/Operation工作原理/Behavior行为/Routed Protocol路由协议

2、路由协议计算的目标是网络形成什么状态？

收敛

3、从哪些方面来评价和比较不同的路由协议？

Speed of Convergence/Scalability/Classful or Classless/Resource Usage/Implementation and Maintenance

1、路由协议的分类

• 设计目的（用途）——内部网关协议（IGP）或外部网关协议（EGP）

• 工作原理（操作）——距离向量协议、链路状态协议或路径向量协议

• 行为——有类或无类协议

• 路由协议——IPv４　ｏｒ　IPv６

2、IGP与BGP

IGP用于自治系统内部的路由，也称为自治系统内部协议

EGP用于自治系统之间的路由，也称为自治系统间协议

3、自治系统

• 自治系统（AS）——也称为路由域

• 在一个共同管理下的路由器集合

• 通常由许多属于公司、学校和其他机构的个人网络组成

• 典型的例子是公司的内部网络和Internet服务提供商的网络

4、收敛性

• 定义为所有路由器的路由表处于一致状态

• 在网络收敛前，网络不是完全可操作的

• 收敛时间是指路由器共享信息，计算最佳路径和更新路由所需的时间

• 收敛性既是合作的也是独立的

  • 合作性——共享信息

  • 独立性——计算最佳路径和更新路由表

• 收敛时间越快越好

5、路由协议的特点

• 收敛速度定义了网络拓扑中路由器共享路由信息并达到一致知识状态的速度

• 可伸缩性根据所部署的路由协议定义了网络的规模，网络越大，路由协议需要的扩展性就越大

• 有类或无类——无类路由协议包含子网掩码，而有类路由协议不包含子网掩码，无类路由协议支持VLSM和更好的路由聚合

• 资源占用路包括路由协议对内存、CPU利用率、链路带宽利用率等的要求。资源要求越高，除了报文转发外，需要更强大的硬件支持路由协议操作流程

• 实现和维护描述了网络管理员基于部署的路由协议实现和维护网络所需的知识级别

第三节管理距离和度量值

驱动问题

1、在路由协议中，可以用什么指标来评价路由的优劣性？

Hop　Count／Bandwidth／Load／Delay／Reliability

2、Metric与Administrative　Distance的区别何在

• • • • Metric从某个角度描绘路径的品质，用于协议内比较

      • AD从管理角度描绘路径的可信度，用于协议间比较

1、路由协议度量值

度量值是路由协议根据路由的可用性为不同路由分配的一个可测量的值

当同一远程网络有多条路径时，路由协议使用它来确定哪条路径是最可取的

2、IP路由协议中的度量值

• 跳数——一个包必须经过的路由器数量

• 带宽——路径或某条链路的带宽

• 负载——某条链路的流量利用率

• 延迟——数据包穿越路径所花费的时间

• 可靠性——链路故障的概率，由接口错误计数或以前链路故障计算

• 花销——由操作系统或网络管理员确定的值，用于指定路由的优先级。花销可以表示一个指标、指标的组合或策略

不同的路由协议使用不同的度量

一个路由协议所使用的度量值不能与另一个路由协议使用de度量值相比较

由于使用不同的度量值，两个不同的路由协议可能会选择同一目的地的不同路径

3、度量vs管理距离

• 度量值

  • 当到同一远程网络有多条路径时，路由协议用来决定哪条路径最优

  • 当到同一远程网络的多条路径具有相同的度量，他们将全部使用

• 管理距离

  • 当从不同的源到同一个远程网络有多条路径时，路由器用来决定哪条路径是最优的

4、跨等价路径的负载均衡

在等价开销路径之间路由负载均衡

只有来自同一路由源的多条到同一网络的路由才能被安装

第四节　路由表层次结构

    驱动问题

• • • 路由表具有什么样的组织结构？

      • 层次化

    • 在路由表中，层次化的路由查找是如何进行的？

      • 匹配一级终极路由

      • 匹配二级子路由

      • 匹配其他路由

      • 没有任何路由匹配则被丢弃

1、路由表的层次结构

路由表不是一个扁平的数据库，而是一种层次结构，用于加快查找路由和转发数据包的速度

在这个结构中，层次结构包括几个级别

• 终极路由

• 一级路由

• 一级父路由

• 二级子路由

2、终极路由

终极路由是包含下一跳IPv４地址或出接口的路由表项

3、一级路由

一级路由是指子网掩码等于或小于该网络地址的类掩码的路由

4、一级父路由

一级父路由是指被划分为子网的一级网络路由

父路由永远不可能是最终路由

5、路由表的查找过程

• 如果最佳匹配是一级最终路由，则使用这条路由转发数据包

• 如果最佳匹配是一级父路由，则继续下一步

• 如果与二级子路由匹配，则使用该子网转发数据包

• 如果没有匹配到二级子路由，继续下一步

• 如果现在有一个较小的匹配与一级超级网络或默认路由，路由器使用该路由转发包

• 如果路由表中没有匹配的路由，则丢弃该报文

6、最佳匹配

最佳匹配等于最长的匹配