IP路由技術(shù)與協(xié)議

1、1會計學(xué)IP路由技術(shù)與協(xié)議路由技術(shù)與協(xié)議2交互信息（報文）不同，體交互信息（報文）不同，體現(xiàn)了不同路由協(xié)議特點現(xiàn)了不同路由協(xié)議特點不同的路由協(xié)議，計算方法不同的路由協(xié)議，計算方法不同不同:可能局部路由，可能全可能局部路由，可能全局路由，可能依賴鄰居局路由，可能依賴鄰居ASxASyAS1AS3AS2IGPIGPIGPIGP特別說明：特別說明：l為方便講解，本教案為方便講解，本教案采用跳數(shù)作為采用跳數(shù)作為metricl到直連網(wǎng)絡(luò)的最短距到直連網(wǎng)絡(luò)的最短距離為離為1跳，因此跳，因此“距離距離”記為記為1注意：注意：度量值也可以是其他參度量值也可以是其他參數(shù)數(shù)距離11-21-距離11-31-距離21-

2、41-51-距離31-41-61-距離51-61-距離11-21-距離1131距離11-21-322距離214151距離11-21-322423523距離11-21-322423523632也可能是也可能是3，取決，取決于節(jié)點于節(jié)點1先收到先收到2還是還是3的再次路由的再次路由信息發(fā)布信息發(fā)布Net1Net1A定義定義1616代表無代表無窮大窮大節(jié)點沒有必要將從某節(jié)點收到的信息再傳回給該節(jié)點節(jié)點將從某節(jié)點收到的信息再傳回給該節(jié)點時，告訴對方不能從我這里過（設(shè)置成16） IPLANsMANsWANsICMPIGMPARPRARPTCPUDPRIP軟件實現(xiàn)層次軟件實現(xiàn)層次30n32N3N3- -1

3、 1 0 0N4N4- -2 2 0 0N1N1- -1 1 0 0N2N2- -2 2 0 0N2N2- -1 1 0 0N3N3- -2 2 0 0目的網(wǎng)絡(luò)目的網(wǎng)絡(luò)下一跳下一跳發(fā)送接口發(fā)送接口MetricMetricN3N3- -1 1 0 0N4N4- -2 2 0 0N1N1- -1 1 0 0N2N2- -2 2N2N2- -1 1N3N3- -2 2 0 0控制更新報文定期通告，通常為25-35s的隨機數(shù)避免同時更新引起過載觸發(fā)更新例外管理路由的有效性正常情況下，每30s復(fù)位一次，如故障，在180s未收到更新報文，則過期，跳數(shù)設(shè)置為16當(dāng)某條路由信息成為無效時（16），路由器并不立

4、即清除該表項，而是繼續(xù)通告，待120s后才清除該表項081624 31CommandVersion=2Must be 0Address Family Identifier目的網(wǎng)的路由標(biāo)記目的網(wǎng)的路由標(biāo)記目的網(wǎng)地址（目的網(wǎng)地址（IP Addr）目的網(wǎng)掩碼（目的網(wǎng)掩碼（Mask）到目的網(wǎng)的下一網(wǎng)關(guān)（到目的網(wǎng)的下一網(wǎng)關(guān)（Next Hop）到目的網(wǎng)的距離（到目的網(wǎng)的距離（Metric） 重復(fù)25次ABHello，I am AHello，I am B“Echo”“Echo”ResponseA節(jié)點B節(jié)點4C3B開銷鄰居6C5D3A開銷鄰居2D6B1E4A開銷鄰居3E2C2F5B開銷鄰居3D2F1C開銷鄰居

5、2E2D開銷鄰居C節(jié)點D節(jié)點F節(jié)點E節(jié)點4C3B時間序號A發(fā)布者6C3A時間序號B發(fā)布者5D6B4A時間序號C發(fā)布者2D1E2C5B時間序號D發(fā)布者3E2F3D1C時間序號E發(fā)布者2F2E2D時間序號F發(fā)布者4C3B時間序號A發(fā)布者6C3A時間序號B發(fā)布者5D6B4A時間序號C發(fā)布者2D1E2C5B時間序號D發(fā)布者3E2F3D1C時間序號E發(fā)布者2F2E2D時間序號F發(fā)布者ABCD34A B48A B C8A B C D8節(jié)點的逐步節(jié)點的逐步加入加入鏈路的逐步鏈路的逐步加入加入A到其他節(jié)點代價的到其他節(jié)點代價的逐步優(yōu)化逐步優(yōu)化A-BA-CB-D6C3A時間序號B發(fā)布者5DA的路由的路由 轉(zhuǎn)發(fā)表

6、轉(zhuǎn)發(fā)表目目的的節(jié)節(jié)點點下下一一節(jié)節(jié)點點 開開銷銷BB3CC4DB8A節(jié)點4C3B開銷鄰居6C3A時間序號B發(fā)布者5D6B4A時間序號C發(fā)布者2D1EABCDE34A B48A B C65A B C E6A B C ED節(jié)點的逐步節(jié)點的逐步加入加入鏈路的逐步鏈路的逐步加入加入A到其他節(jié)點代價的到其他節(jié)點代價的逐步優(yōu)化逐步優(yōu)化A-BA-CC-EC-DA的路由轉(zhuǎn)發(fā)表的路由轉(zhuǎn)發(fā)表目目的的節(jié)節(jié)點點下下一一節(jié)節(jié)點點 開開銷銷BB3CC4DC6EC5A的路由轉(zhuǎn)發(fā)表的路由轉(zhuǎn)發(fā)表ABCDEF34A B48A B C65A B C E67A B C ED7A B C ED F節(jié)點的逐步節(jié)點的逐步加入加入鏈路的逐步

7、鏈路的逐步加入加入A到其他節(jié)點代價的到其他節(jié)點代價的逐步優(yōu)化逐步優(yōu)化A-BA-CC-EC-DE-F目的節(jié)點目的節(jié)點下一節(jié)點下一節(jié)點 開銷開銷BB3CC4DC6EC5FC7A節(jié)點的路由轉(zhuǎn)發(fā)表IPLANsMANsWANsICMPIGMPARPRARPTCPUDPOSPF軟件實軟件實現(xiàn)層次現(xiàn)層次RIPR1,1R2,2R3,3R0,2R1,2R5,25R2,25R3,35R4,45R6,56R8,58鄰居關(guān)系：鄰居關(guān)系：R0R2R5R0,1R2,12R4,14R8,18R163n多區(qū)域n每個區(qū)域是獨立的OSPF路由協(xié)議范圍n網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫只包含區(qū)域內(nèi)部分nOSPF協(xié)議在區(qū)域邊界處終止n某些路由器會屬于

8、多個區(qū)域n稱為：區(qū)域邊界路由器n區(qū)域邊界路由器構(gòu)成另一個路由域（主干域）n形成分層路由結(jié)構(gòu)n一級路由：區(qū)域間路由主干路由n二級路由：區(qū)域內(nèi)路由OSPF域OSPF域OSPF域OSPF域OSPF域OSPF域ASRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR2級路由區(qū)域內(nèi)路由1級路由區(qū)域間路由）3級路由RRR區(qū)域內(nèi)路由器區(qū)域內(nèi)路由器R區(qū)域間路由器區(qū)域間路由器RAS邊界路由器邊界路由器分級路由結(jié)構(gòu)分級路由結(jié)構(gòu)OSPF多區(qū)域模型多區(qū)域模型2級路由區(qū)域內(nèi)路由2級路由區(qū)域內(nèi)路由3級路由Autonomous SystemAutonomous SystemArea 1Area 1Area 2Area 2Ar

9、ea 0 (backbone)Area 0 (backbone)ToTootherotherASsASsAutonomous SystemAutonomous SystemArea 2Area 2Area 0 (backbone)Area 0 (backbone)To otherTo otherASASABR，BRIRASBR，BRIR，BRnInternal router（內(nèi)部路由器）, IRnBackbone router（主干路由器）, BRnArea Border Router（區(qū)域邊界路由器）, ABRnAS Border Router（ AS邊界路由器）, ASBRAutonomo

10、us SystemAutonomous SystemArea 2Area 2Area 0 (backbone)Area 0 (backbone)To otherTo otherASASABR:ABR接口連接不同區(qū)域ABR為其連接的每個區(qū)域維護單獨的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫并從中歸納路由，將匯總路由發(fā)布到主干區(qū)域，而主干區(qū)域中的ABR再將其擴散到其它區(qū)域IR：IR所有接口都在同一區(qū)域，同區(qū)的IR有相同的鏈路狀態(tài)庫ASBR：向AS通告AS以外的路由IR，BRTypes of linksStubTransientPoint-to-pointVirtualConnect two routers directly

11、Each router has many neighborsA special case of the transient networkCreated when link is brokenFrame RelayX.25RFC2328333225225StubStubnetworknetworkPoint-to-point networkPoint-to-point networkPoint-to-point networkPoint-to-point networkTransit networkTransit networkStubStubnetworknetworkStub networ

12、kStub networkVersionTypeRouter IDArea IDPacket LengthAuthenticationAuthenticationAuthentication TypeChecksumHeaderHeaderOSPF Packet Data路由器在AS內(nèi)的唯一標(biāo)識，發(fā)送該分組的源路由器。32位，采用路由器最大接口或最小接口的IP地址鏈路狀態(tài)通告：五種不同類型的任意組合鏈路狀態(tài)通告數(shù)創(chuàng)建LSA的路由器ID鏈路狀態(tài)類型：5種LS typeLink State ID1: router-LSAThe originating routers Router ID2: net

13、work-LSAThe IP interface address of the networks DR3: summary-LSAThe destination networks IP address4: summary-LSAThe Router ID of the described ASBR5: AS-external-LSAThe destination networks IP addressLink typeLink State ID1: Point-to-point linkNeighbor Router ID2: link to transit networkInterface

14、address of DR（指定路由器）（指定路由器）3: link to stub networkIP network address4: virtual linkNeighbor Router IDR1/R2：兩個路由表（區(qū)域1/區(qū)域2，區(qū)域0） 向區(qū)域1/區(qū)域2發(fā)布如何到達區(qū)域0的信息ABExstartExchangeLoadingFullAS 3AS 1AS 2AS 4A1B1C1D1AS1AS1B2B3B4A4A2A3A5C2C3D2D3D4AS2AS2AS3AS3AS4AS43 33 3NetworkNext RouterPathN01R01 AS14, AS23, AS67N02

15、R05 AS22, AS67, AS05, AS89N03R06 AS67, AS89, AS09, AS34N04R12 AS62, AS02, AS09 IPLANsMANsWANsICMPIGMPARPRARPTCPUDPBGP-4軟件實現(xiàn)層次軟件實現(xiàn)層次到AS60的路由是：AS20、 AS10、AS30沈陽沈陽北京北京上海上海武漢武漢成都成都廣州廣州CerNetChinaNet擔(dān)心：存在過度侵占其它AS資源的可能性AS間的路由需求問題間的路由需求問題-不合理路由不合理路由-外部進入的訪問保護外部進入的訪問保護-穿越穿越AS能力能力(ISP)-穿越穿越AS時選擇避開非友時選擇避開非友好好

16、AS-存在多條鏈路的協(xié)議交互存在多條鏈路的協(xié)議交互BGP SpeakerBGP Speaker兩個AS的多對網(wǎng)關(guān)連接和路由選擇AS1核心網(wǎng)核心網(wǎng)AS2核心網(wǎng)核心網(wǎng)用少量網(wǎng)關(guān)代言(speaker)所有網(wǎng)關(guān)BGP核心功能向?qū)Ψ酵ǜ姹痉娇蛇_性信息及對應(yīng)網(wǎng)關(guān)Net-ANet-BGaGbGcGdBGP基本操作Gc向?qū)Ψ酵ǜ妫?效果： 到Net-A只能通過Ga 到Net-B只能通過GcBGPBGPTCP連接連接鏈路鏈路鏈路鏈路向AS內(nèi)其它路由通告外部路由UPDATE(刪除(路由列表)，新增)到該路由所經(jīng)過的到該路由所經(jīng)過的ASAS列表列表該路由下一跳網(wǎng)關(guān)該路由下一跳網(wǎng)關(guān)Speaker功能功能讓對方選擇使用

17、或棄用的參考讓對方選擇使用或棄用的參考網(wǎng)關(guān)通過策略控制向網(wǎng)關(guān)通過策略控制向?qū)Ψ接羞x擇地通告路對方有選擇地通告路由項由項- -選擇權(quán)在通告方選擇權(quán)在通告方- -由由ASAS管理者制定策管理者制定策略略BGPBGPAS1AS2新增可達區(qū)域N3原可達區(qū)域N1R1R2原可達區(qū)域N2AS2 BGP通告通告UPDATE(刪除刪除N1，新增，新增N3(via R1)可訪問：可訪問：AS2的的N1和和N2網(wǎng)絡(luò)部分網(wǎng)絡(luò)部分可訪問：可訪問：AS2的的N2和和N3網(wǎng)絡(luò)部分，網(wǎng)絡(luò)部分，N1部分已不可訪問部分已不可訪問通知通知R2拒絕來訪拒絕來訪N1通知通知R1開放開放N3的來訪的來訪成都成都武漢武漢西安西安北京北京上

18、海上海哈爾濱哈爾濱廣州廣州成都成都武漢武漢西安西安北京北京上海上海哈爾濱哈爾濱廣州廣州CernetChinanetUestc校園網(wǎng)從從uestc到新浪網(wǎng)經(jīng)過的是哪條路？到新浪網(wǎng)經(jīng)過的是哪條路？從從uestc到清華校園網(wǎng)經(jīng)過哪條路？到清華校園網(wǎng)經(jīng)過哪條路？單播：目的地址單播：目的地址=單播地址單播地址跨子網(wǎng)跨子網(wǎng)本地廣播：目的地址本地廣播：目的地址=全全1地址地址子網(wǎng)廣播：目的地址子網(wǎng)廣播：目的地址=子網(wǎng)子網(wǎng)+全全1主機主機某個子網(wǎng)內(nèi)某個子網(wǎng)內(nèi)子網(wǎng)廣播地址作單播子網(wǎng)廣播地址作單播地址看待地址看待多播多播目的地址目的地址=多播地址多播地址跨子網(wǎng)跨子網(wǎng)IP實體報文報文To:224.1.2.3(丟棄報

19、文丟棄報文)未加入未加入224.1.2.3多播組時多播組時IP實體報文報文To:224.1.2.3(處理報文處理報文)加入了加入了224.1.2.3多播組時多播組時每一個多播地址代表一個多播組每一個多播地址代表一個多播組IPIP實體可同時加入多個多播組實體可同時加入多個多播組TV1TV2MACMACMACMACMAC多播組列表MAC協(xié)議中需配置多播組列表協(xié)議中需配置多播組列表MAC接收以太網(wǎng)幀種類：接收以太網(wǎng)幀種類：目的地址目的地址=自身自身目的地址目的地址=廣播地址廣播地址目的地址目的地址 in (多播組列表多播組列表)配置接口配置接口MAC最多設(shè)最多設(shè)16個多播地址個多播地址當(dāng)?shù)刂范嘤诋?dāng)?shù)?/p>

20、址多于16個時，個時，MAC進入全收狀態(tài)進入全收狀態(tài)B01110 xxxxB1xxxxxxxxB2xxxxxxxxB3xxxxxxxx01005E000000IP地址地址MAC地址地址IPMAC發(fā)送：以太網(wǎng)多播地址發(fā)送：以太網(wǎng)多播地址=ARP(IP多播地址多播地址)接收：根據(jù)多播組地址列表進行過濾接收：根據(jù)多播組地址列表進行過濾IP多播組列表MACSAP=0800HIP允許接收：允許接收：1、目的、目的MAC是自己是自己2、目的、目的MAC是廣播是廣播3、目的、目的MAC是預(yù)設(shè)的多播是預(yù)設(shè)的多播MAC之一之一多播表未加入多播組的站點不會收到多播報文未加入多播組的站點不會收到多播報文IPIPIP

21、若路由器知道若路由器知道B網(wǎng)沒有多播組網(wǎng)沒有多播組1的成員，的成員，則可以不向則可以不向B網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)多播組網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)多播組1的報文的報文BA多播組多播組1MACIPIGMP內(nèi)部接口內(nèi)部接口IPAIPIPIPIPIPIPIPIP組1組1組2定期查詢定期查詢(125s)報告報告224.0.0.1非成員延遲的成員成員加入加入/ /定時定時退出退出/ /取消定時取消定時超時超時/ /發(fā)出報告發(fā)出報告其它站點報告其它站點報告/ /取消定時取消定時計數(shù)為計數(shù)為0/0/退出群組退出群組查詢查詢/ /定時定時ABC動態(tài)路由選擇：動態(tài)路由選擇：1、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)C沒有該多播組成員時，路由沒有該多播組成員時，路由器不應(yīng)該

22、向網(wǎng)絡(luò)器不應(yīng)該向網(wǎng)絡(luò)C轉(zhuǎn)發(fā)多播報文轉(zhuǎn)發(fā)多播報文2、網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)C的其它站點也可向該組發(fā)送多的其它站點也可向該組發(fā)送多播報文，路由器應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)此報文播報文，路由器應(yīng)該轉(zhuǎn)發(fā)此報文2、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)、當(dāng)網(wǎng)絡(luò)C有站點加入該多播組時，路有站點加入該多播組時，路由器應(yīng)當(dāng)向網(wǎng)絡(luò)由器應(yīng)當(dāng)向網(wǎng)絡(luò)C轉(zhuǎn)發(fā)多播報文轉(zhuǎn)發(fā)多播報文某多播組成員多播路由環(huán)路：多播路由環(huán)路：多播的路由極易形成環(huán)路多播的路由極易形成環(huán)路第第k次轉(zhuǎn)發(fā)次轉(zhuǎn)發(fā)1223333k333極易形成極易形成“廣播風(fēng)暴廣播風(fēng)暴”AA處發(fā)出多播報文處發(fā)出多播報文計算計算TTL控制法和序號控制法的洪泛性能控制法和序號控制法的洪泛性能AG1G2目的Next接口Net1ANet1G

23、11233當(dāng)當(dāng)G2從接口從接口3收到源為收到源為A的多播報文時，向其余接口轉(zhuǎn)發(fā)的多播報文時，向其余接口轉(zhuǎn)發(fā)當(dāng)當(dāng)G2從其它接口收到源為從其它接口收到源為A的多播報文時，拒絕轉(zhuǎn)發(fā)的多播報文時，拒絕轉(zhuǎn)發(fā)G2關(guān)于關(guān)于Net1的路由表項的路由表項與路由方向相反時轉(zhuǎn)發(fā)多播，否則拒絕與路由方向相反時轉(zhuǎn)發(fā)多播，否則拒絕ANet1Net2R1R2R3R4R5R61、當(dāng)、當(dāng)Net2中中沒有沒有站點加入站點加入A的多播組時，的多播組時，R3應(yīng)該應(yīng)該不再不再向向R4轉(zhuǎn)發(fā)多播報文轉(zhuǎn)發(fā)多播報文2、當(dāng)、當(dāng)Net2中中又有又有站點加入站點加入A的多播組時，的多播組時，R3應(yīng)該應(yīng)該恢復(fù)恢復(fù)向向R4轉(zhuǎn)發(fā)多播報文轉(zhuǎn)發(fā)多播報文第一次多播用第一次多播用“廣播廣播”到所有子網(wǎng)，路到所有子網(wǎng)，路由器才考慮多播樹的方向由器才考慮多播樹的方向然后路由器開始考慮發(fā)送然后路由器開始考慮發(fā)送“剪除請求剪除請求”剪除剪除剪除剪除嫁接嫁接(多播群組多播群組1,源站源站11) (多播群組多播群組1,源站源站12) (多播群組多播