網(wǎng)絡(luò)通信與OSI_5

1、第四章回顧l停等應(yīng)答協(xié)議l連續(xù)應(yīng)答協(xié)議l數(shù)據(jù)流控制lHDLCInternet中的數(shù)據(jù)鏈路層l數(shù)據(jù)鏈路層是對(duì)物理層傳輸?shù)脑急忍丶右跃幋a和控制，以便為網(wǎng)絡(luò)層提供一條無錯(cuò)、有序和透明的鏈路。n網(wǎng)絡(luò)層主要功能：支持網(wǎng)絡(luò)連接的實(shí)現(xiàn)和向傳輸層提供各種服務(wù)。 、路徑選擇和中繼功能 、網(wǎng)絡(luò)連接的建立、支持和釋放功能 、多路復(fù)用 、數(shù)據(jù)單元的交換 、其它功能第五章、網(wǎng)絡(luò)層及PDN主要內(nèi)容n路徑和路徑選擇n擁擠控制和死鎖n公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)n數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路的實(shí)現(xiàn)nhttp:/ 7個(gè)城市組成，各城市節(jié)點(diǎn)分別由下列航空、鐵路和公路組成交通網(wǎng)：1、航空：AC 、ED2、鐵路：AB、 BC、 CD 3、公路：AF、 FE、

2、EC 、CD 、E-G、 E-Hn問題1：請(qǐng)繪制該城市的交通網(wǎng)拓?fù)鋱D,注意標(biāo)出線路運(yùn)行方向。n問題2：請(qǐng)找出從A到達(dá)D的交通線路。n問題3：請(qǐng)找出從A到達(dá)D的最佳交通線路。n問題3：請(qǐng)問G節(jié)點(diǎn)是否可達(dá)？n問題4：請(qǐng)問H節(jié)點(diǎn)是否可達(dá)？路徑選擇算法的基本要求n算法必須是正確穩(wěn)定和公平的 n算法應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單 n算法能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜屯ㄐ帕康淖兓痭算法應(yīng)該是最佳的 算法涉及的主要參數(shù) n跳數(shù)（hop count） 分組從源結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)經(jīng)過的路由器的個(gè)數(shù)(tracert)n帶寬（bandwidth） 鏈路的傳輸速率n延時(shí)（delay） 分組從源結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)花費(fèi)的時(shí)間(ping)n負(fù)載（load）

3、 通過路由器或線路的單位時(shí)間通信量n可靠性（reliability） 傳輸過程中的誤碼率n開銷（overhead） 傳輸過程中的耗費(fèi)，與所使用的鏈 路帶寬相關(guān)分組交付方式 n直接交付：如果目的主機(jī)與源主機(jī) A 是連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上.n間接交付：如果目的主機(jī)與源主機(jī) A 不是連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，則由路由器按照轉(zhuǎn)發(fā)表指出的路由將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)路由器.直接交付 間接交付 典型的路由器的結(jié)構(gòu) 路由選擇路由選擇處理機(jī)路由選擇協(xié)議路由表3輸入端口3交換結(jié)構(gòu)輸入端口輸出端口分組轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)表分組處理輸出端口11133122223網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層路由選擇模塊與路由表n在每個(gè)路由器接收到一個(gè)IP分組時(shí)

4、，路由選擇模塊必須進(jìn)行路由查詢；n路由器查詢的順序是： 第一步是判斷該IP分組是不是直接轉(zhuǎn)發(fā)。如果不是直接轉(zhuǎn)發(fā) 第二步確定是不是特定主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。如果不是特定主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā) 第三步確定是不是特定網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)。如果不是特定網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)，最后就要確定是不是默認(rèn)轉(zhuǎn)發(fā)。路由動(dòng)畫路徑選擇算法的分類n兩大類：靜態(tài)路由選擇算法和動(dòng)態(tài)路由選擇算法 非適應(yīng)性 適應(yīng)性n簡(jiǎn)單路徑選擇算法:n 隨機(jī)路徑n 擴(kuò)散路徑(站計(jì)數(shù)法)n 靜態(tài)路徑 (第一次登錄法)n 孤立路徑路徑選擇算法的分類適應(yīng)路徑選擇算法n集中路徑n分布路徑n綜合路徑區(qū)域 R2網(wǎng) 1區(qū)域 R9R7R6R5R4R3R1網(wǎng) 8網(wǎng) 6網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng)

5、7區(qū)域 網(wǎng) 4網(wǎng) 5R8CC二、擁擠控制n定義：子網(wǎng)內(nèi)由于出現(xiàn)過量信息包而引起網(wǎng)絡(luò)性能（向主機(jī)遞交的信息包數(shù)）下降的現(xiàn)象稱為擁擠。產(chǎn)生擁擠的原因n節(jié)點(diǎn)執(zhí)行各種管理操作，使接收速度跟不上發(fā)送速度。n節(jié)點(diǎn)輸出信息包的能力小于輸入能力引起信息包在緩存器排長(zhǎng)隊(duì)，甚至占滿了緩存器，使新到的信息包由于得不到緩存器而丟失。n根本原因：緩沖器的安排不當(dāng)合理分配緩沖器擁擠控制緩沖器預(yù)定算法n適合于虛電路傳輸子網(wǎng)n方法：在建立虛電路過程，可在呼叫信息包經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)上登記路徑選擇表出入口，同時(shí)預(yù)定緩沖器，緩沖器的數(shù)量同滑容窗尺寸。n特點(diǎn)：降低緩沖器和電路利用率。擁擠控制分配緩沖器算法n（）每一根輸入線分

6、配一個(gè)緩沖器n（）限制一條輸出線的信息包隊(duì)列長(zhǎng)度n平分法：某節(jié)點(diǎn)有個(gè)緩沖器，根輸出線、輸入線L，每根輸出線的緩沖器則（-L）/擁擠控制分配緩沖器算法n最大分配法：令：max是最大隊(duì)列長(zhǎng)則：Ni為隊(duì)列i的信息包數(shù)一般取 如10個(gè)緩沖器,3根輸入線和3根輸出線則3個(gè)緩沖器用于輸入線 max0BNiLKNiNLKB/ )(max3/ )310(maxB擁擠控制分配緩沖器算法n最小分配法使每根輸出線的緩沖器不少于Bmin 特點(diǎn):避免吞吐量退化,不公平性和直接存貯轉(zhuǎn)發(fā)死鎖.擁擠控制許可證算法n思想：向網(wǎng)絡(luò)發(fā)放適量的許可證，每個(gè)要發(fā)送的信息包必須得到一個(gè)許可證方可發(fā)送n特點(diǎn)： 1、可保證全局性擁擠，但不完

7、全消除局部擁擠； 2、網(wǎng)內(nèi)許可證會(huì)隨系統(tǒng)軟件故障而減少，降低吞吐量。擁擠控制阻塞包算法n設(shè)計(jì)思想：擁擠控制只有在擁擠時(shí)起作用，否則不起作用。設(shè)變量u、f u輸出線的近期利用率 0u1 f輸出線的瞬時(shí)利用率 f:0,1 令： u=au+(1-a)f u=af+(1-a)u a為u的修改速度擁擠控制阻塞包算法n擁擠控制方法（設(shè)U0為一閾，即擁擠）1、信息包到達(dá)時(shí),檢查UU0否?若是,轉(zhuǎn)22、發(fā)阻塞包給源點(diǎn),在信息包上記阻塞包標(biāo)志.3、源節(jié)點(diǎn)若收到阻塞包,減少X%發(fā)送信息量速度4、若再收到阻塞包,再減少X%，若在定時(shí)內(nèi)無阻塞包,增加X%擁擠控制限制使用輸入緩沖器法n 區(qū)分進(jìn)入節(jié)點(diǎn)的信息包是從主機(jī)來的

8、還是轉(zhuǎn)發(fā)的信息包,限制輸入緩沖器的使用。三、死鎖n定義：死鎖是指兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相互等待，無法發(fā)送和接收信息包。n類型：存貯轉(zhuǎn)發(fā)死鎖重排序死鎖重裝配死鎖死鎖存貯轉(zhuǎn)發(fā)死鎖n(a)直接存貯轉(zhuǎn)發(fā)死鎖n(b)間接存貯轉(zhuǎn)發(fā)死鎖死鎖存貯轉(zhuǎn)發(fā)死鎖n解決方法:緩沖器分級(jí)結(jié)構(gòu)和信息包定向傳輸法。設(shè)信息包傳送最大路徑數(shù)為存貯送給本地主機(jī)每個(gè)緩沖器的狀態(tài)存貯待轉(zhuǎn)發(fā)信息死鎖重排序死鎖n原因：在虛電路服務(wù)子網(wǎng)中采用不按順序緩沖的流水線協(xié)議時(shí)，n如：傳.解決方法：丟棄目的節(jié)點(diǎn)未按順序排列的信息包分配足夠緩沖器死鎖重裝配死鎖n傳輸層送給網(wǎng)絡(luò)層的長(zhǎng)信息（類似上一情況）擁擠控制和流控制的差異n擁擠控制必須確保通信子網(wǎng)能傳送該傳送的數(shù)據(jù)

9、，這是全局性的問題。涉及到所有主機(jī)，所有通信節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)中存貯轉(zhuǎn)發(fā)處理的行為，以及所有將導(dǎo)致削減通信子網(wǎng)負(fù)荷能力的其它因素。擁擠控制和流控制的差異n流控制只與某發(fā)送者與接收者之間的點(diǎn)到點(diǎn)通信具有關(guān)系，它的任務(wù)是確?？焖侔l(fā)送者不能比接收者能承受的速率更高速度傳數(shù)據(jù)，流控制幾乎總是涉及到接收者告訴發(fā)送者另一端情況如何的一些直接反饋。四、公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（）(*)n定義:向計(jì)算機(jī)用戶提供公共的數(shù)據(jù)通信服務(wù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),它由轉(zhuǎn)接結(jié)點(diǎn)機(jī)和網(wǎng)絡(luò)中心等組成.公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（）nPSTN與PDN的關(guān)系:大多數(shù)PDN采用PSTN,通過調(diào)制解調(diào)器,將結(jié)點(diǎn)機(jī),網(wǎng)絡(luò)控制中心和用戶入網(wǎng)設(shè)備互連起來進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。1、為提供信道資

10、源2、通過開辟更為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的特性n協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：公用數(shù)據(jù)網(wǎng)是由接受的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，主要包括系列和系列的通信標(biāo)準(zhǔn)及用戶數(shù)據(jù)速率和用戶接口的標(biāo)準(zhǔn)。n類型：分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（）和電路交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（）。n協(xié)議模型：涉及參考模型的低三層。n特性：為傳輸層以上各層提供透明的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。公用數(shù)據(jù)網(wǎng)電路交換()n定義:通過直接切換通信線路，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方式稱為電路交換。公用數(shù)據(jù)網(wǎng)電路交換()特點(diǎn)：信道固定：速率固定，傳播延遲長(zhǎng)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)分組交換 (P)n定義：在源端把分組信息進(jìn)行編址（源和目的地址），發(fā)往轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)，并存貯，待有空的輸出線再轉(zhuǎn)發(fā)，直至目的機(jī)。公用數(shù)據(jù)網(wǎng)分組交換 (P)特點(diǎn)：不需占用

11、整個(gè)通信信道，傳輸速率可變。公用數(shù)據(jù)網(wǎng)分組交換和電路交換的比較不提供差錯(cuò)控制及流控制提供差錯(cuò)控制及流控制提供的服務(wù)種類較多數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路n提供兩類服務(wù)：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路n數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)：在數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)控制下，子網(wǎng)接收源節(jié)點(diǎn)來的獨(dú)立信息包，經(jīng)全稱編址后，獨(dú)自地傳輸?shù)侥康墓?jié)點(diǎn)，服務(wù)質(zhì)量：無序，無差錯(cuò)控制。n虛電路服務(wù)：虛電路是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)一對(duì)數(shù)據(jù)終端之間的邏輯連接，數(shù)據(jù)交換前，要先建立一虛電路，確定數(shù)據(jù)交換的路徑。服務(wù)質(zhì)量：有序、無錯(cuò)數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路n虛電路與邏輯信道的不同點(diǎn)：1、虛電路是動(dòng)態(tài)建立，動(dòng)態(tài)清除，而邏輯信道即是始終存在的。2、虛電路是端一端的，而邏輯信道只具有本地特性。數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路n子網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)服務(wù)的

12、實(shí)現(xiàn)：每一節(jié)點(diǎn)保存一輸出線選擇表n子網(wǎng)內(nèi)虛電路服務(wù)的實(shí)現(xiàn)：子網(wǎng)的每一節(jié)點(diǎn)保存一張?zhí)撾娐返妮斎胼敵霰?，一一?duì)應(yīng)。虛電路的實(shí)現(xiàn)H1ADCT1H2AFEDT2H3FEDCT1第五章、網(wǎng)絡(luò)層第五節(jié)、互聯(lián)網(wǎng)的常用路由協(xié)議有關(guān)路由選擇協(xié)議的幾個(gè)基本概念內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 RIP內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 OSPFn主講：蔡偉鴻計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信5.5.1 有關(guān)路由選擇協(xié)議的幾個(gè)基本概念1. 理想的路由算法n算法必須是正確的和完整的。 n算法在計(jì)算上應(yīng)簡(jiǎn)單。 n算法應(yīng)能適應(yīng)通信量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?，這就是說，要有自適應(yīng)性。 n算法應(yīng)具有穩(wěn)定性。 n算法應(yīng)是公平的。 n算法應(yīng)是最佳的。 2.關(guān)于“最佳路由” n不存在一種絕對(duì)的最佳路

13、由算法。n所謂“最佳”只能是相對(duì)于某一種特定要求下得出的較為合理的選擇而已。n實(shí)際的路由選擇算法，應(yīng)盡可能接近于理想的算法。 n路由選擇是個(gè)非常復(fù)雜的問題n它是網(wǎng)絡(luò)中的所有結(jié)點(diǎn)共同協(xié)調(diào)工作的結(jié)果。n路由選擇的環(huán)境往往是不斷變化的，而這種變化有時(shí)無法事先知道。 3.路由算法的自適應(yīng)性w靜態(tài)路由是由網(wǎng)絡(luò)管理員在系統(tǒng)安裝時(shí)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的配置情況預(yù)先設(shè)定，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后由網(wǎng)絡(luò)管理員手工修改路由表。w動(dòng)態(tài)路由是隨網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況的變化而變化，路由器根據(jù)路由協(xié)議提供的功能自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂?，由此得到?dòng)態(tài)路由表。4.自治系統(tǒng) AS（Autonomous System) w自治系統(tǒng)（AS):一個(gè)自治系統(tǒng)就

14、是處于一個(gè)管理機(jī)構(gòu)控制之下的路由器和網(wǎng)絡(luò)群組。它可以是一個(gè)路由器直接連接到一個(gè)LAN上，同時(shí)也連到Internet上；它可以是一個(gè)由企業(yè)骨干網(wǎng)互連的多個(gè)局域網(wǎng)。在一個(gè)自治系統(tǒng)中的所有路由器必須相互連接，運(yùn)行相同的路由協(xié)議，同時(shí)分配同一個(gè)自治系統(tǒng)編號(hào)。w自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP（IRP）：RIP ，HELLO，OSPF等w自治系統(tǒng)之間使用的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP（ERP）：BGP自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)C C自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)A A自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)B B圖示圖示H1H2H1H1A1A1A4A4A3B1B2A3B1B2H2自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)A A的路由協(xié)議的路由協(xié)議RIPRIP自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)B B的

15、選路協(xié)議的選路協(xié)議OSPFOSPF自治自治系統(tǒng)系統(tǒng)間的間的路由路由協(xié)議協(xié)議BGPBGPC1A2C2C3B3B4A15、內(nèi)部IP路由協(xié)議和類型路由協(xié)議路由協(xié)議類型類型RIPV1（路由信息協(xié)議V1 ）距離向量RIPV2 （路由信息協(xié)議V2 ）距離向量IGRP（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由選擇協(xié)議 ）距離向量EIGRP（加強(qiáng)型內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議 ）距離向量OSPF（優(yōu)先開放最短路徑 ）鏈路狀態(tài) 按路由算法方式的不同又可將內(nèi)部路由協(xié)議分為距離向量路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議兩種。 距離向量路由協(xié)議主要以已知網(wǎng)絡(luò)中路由器間的距離（跳數(shù)）更新路由表。 鏈路狀態(tài)路由協(xié)議則主要是以相鄰路由器的狀態(tài)更新路由表。 5.5.2 內(nèi)部網(wǎng)

16、關(guān)協(xié)議 RIP (Routing Information Protocol)1. 工作原理nRIP 是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議。nRIP 協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)路由器都要維護(hù)從它自己到其他每一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的距離記錄。n路由信息協(xié)議 RIP 是內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 IGP中最先得到廣泛使用的協(xié)議?！熬嚯x”的定義 n從一路由器到直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為 1。n從一個(gè)路由器到非直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離定義為所經(jīng)過的路由器數(shù)加 1。nRIP 協(xié)議中的“距離”也稱為“跳數(shù)”(hop count)，因?yàn)槊拷?jīng)過一個(gè)路由器，跳數(shù)就加 1。n這里的“距離”實(shí)際上指的是“最短距離”， “距離”的定義 nRIP

17、認(rèn)為一個(gè)好的路由就是它通過的路由器的數(shù)目少，即“距離短”。nRIP 允許一條路徑最多只能包含 15 個(gè)路由器。n“距離”的最大值為16 時(shí)即相當(dāng)于不可達(dá)?？梢?RIP 只適用于小型互聯(lián)網(wǎng)。nRIP 不能在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間同時(shí)使用多條路由。RIP 選擇一個(gè)具有最少路由器的路由（即最短路由），哪怕還存在另一條高速(低時(shí)延)但路由器較多的路由。 RIP 協(xié)議的三個(gè)要點(diǎn) n僅和相鄰路由器交換信息。 n交換的信息是當(dāng)前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。 n按固定的時(shí)間間隔交換路由信息，例如，每隔 30 秒。 路由表的建立 n路由器在剛剛開始工作時(shí)，只知道到直接連接的網(wǎng)絡(luò)的距離（此距離定義為1）。n以

18、后，每一個(gè)路由器也只和數(shù)目非常有限的相鄰路由器交換并更新路由信息。n經(jīng)過若干次更新后，所有的路由器最終都會(huì)知道到達(dá)本自治系統(tǒng)中任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最短距離和下一跳路由器的地址。nRIP 協(xié)議的收斂(convergence)過程較快，即在自治系統(tǒng)中所有的結(jié)點(diǎn)都得到正確的路由選擇信息的過程。 2. 距離向量算法收到相鄰路由器（其地址為 X）的一個(gè) RIP 報(bào)文：(1) 先修改此 RIP 報(bào)文中的所有項(xiàng)目：把“下一跳”字段中的地址都改為 X，并把所有的“距離”字段的值加 1。(2) 對(duì)修改后的 RIP 報(bào)文中的每一個(gè)項(xiàng)目，重復(fù)以下步驟：若項(xiàng)目中的目的網(wǎng)絡(luò)不在路由表中，則把該項(xiàng)目加到路由表中。 否則 若下一

19、跳字段給出的路由器地址是同樣的，則把收到的項(xiàng)目替換原路由表中的項(xiàng)目。 否則 若收到項(xiàng)目中的距離小于路由表中的距離，則進(jìn)行更新，否則，什么也不做。(3) 若 3 分鐘還沒有收到相鄰路由器的更新路由表，則把此相鄰路由器記為不可達(dá)路由器，即將距離置為16（距離為16表示不可達(dá)）。(4) 返回。路由器之間交換信息 nRIP協(xié)議讓互聯(lián)網(wǎng)中的所有路由器都和自己的相鄰路由器不斷交換路由信息，并不斷更新其路由表，使得從每一個(gè)路由器到每一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)的路由都是最短的（即跳數(shù)最少）。n雖然所有的路由器最終都擁有了整個(gè)自治系統(tǒng)的全局路由信息，但由于每一個(gè)路由器的位置不同，它們的路由表當(dāng)然也應(yīng)當(dāng)是不同的。 RIP (R

20、outing Information Protocol) Destination Network Next Router Num. of hops to dest. wA2yB2 zB3x-1.wxyzACDB路由器D中的路由表圖例圖例網(wǎng)網(wǎng)網(wǎng)3網(wǎng)4RR2R3R2中的路由表中的路由表R1中的路由表中的路由表R3中的路由表中的路由表目的主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一站路由器距離10-120-1目的主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一站路由器距離20-130-1目的主機(jī)

21、的網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一站路由器距離30-140-1目的主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一站路由器距離20-130-1102402目的主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一站路由器距離30-140-1103202目的主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)下一站路由器距離10-120-1302403 4 字節(jié)RIP 報(bào)文3. RIP2 協(xié)議的報(bào)文格式 路由信息（20 字節(jié)/路由）可重復(fù)出現(xiàn)最多 25 個(gè)IP 數(shù)據(jù)報(bào)路由標(biāo)記網(wǎng)絡(luò)地址地址族標(biāo)識(shí)符距離 (1-16) IP 首部UDP 首部首部路由部分必為 0版本命令 4 字節(jié)子網(wǎng)掩碼下一跳路由器地址UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)課堂交流與互動(dòng)n

22、 假定網(wǎng)絡(luò)中的路由器B的路由表右表的項(xiàng)目，現(xiàn)在B收到從相鄰路由器C發(fā)來的信息（這兩列分別為目的網(wǎng)絡(luò)和距離）nN24nN38nN64nN84nN95n試求出路由器B更新后的路由表目的網(wǎng)絡(luò)距離下一跳路由器N17AN22CN65FN84EN94F路由器B的路由表方式：2-4位同學(xué)交流 時(shí)間：2分鐘 提交：黑板填寫課堂交流與互動(dòng)n 假定網(wǎng)絡(luò)中的路由器B的路由表右表的項(xiàng)目，現(xiàn)在B收到從相鄰路由器C發(fā)來的信息（這兩列分別為目的網(wǎng)絡(luò)和距離）nN24nN38nN64nN84nN95n試求出路由器B更新后的路由表目的網(wǎng)絡(luò)距離下一跳路由器N17AN22CN39CN65CN83CN94F更新后路由器B的路由表4.R

23、IP 協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn) nRIP 存在的一個(gè)問題是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，要經(jīng)過比較長(zhǎng)的時(shí)間才能將此信息傳送到所有的路由器。n RIP 協(xié)議最大的優(yōu)點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，開銷較小。nRIP 限制了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，它能使用的最大距離為 15（16 表示不可達(dá)）。n路由器之間交換的路由信息是路由器中的完整路由表，因而隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，開銷也就增加。 R2R1網(wǎng) 1網(wǎng) 3網(wǎng) 2正常情況1 1 1 2 R1R1 說：“我到網(wǎng) 1 的距離是 1，是直接交付。”“1”表示“從本路由器到網(wǎng) 1”“1”表示“距離是 1”“ ”表示“直接交付”R2R1網(wǎng) 1網(wǎng) 3網(wǎng) 2正常情況1 1 1 2 R1R2 說：“我到網(wǎng) 1 的距離是

24、 2，是經(jīng)過 R1。”“1”表示“從本路由器到網(wǎng) 1”“2”表示“距離是 2”“R1”表示經(jīng)過 R1R2R1網(wǎng) 1網(wǎng) 3網(wǎng) 2R2R1網(wǎng) 1網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 1出了故障正常情況1 1 1 16 1 2 R11 2 R1R1 說：“我到網(wǎng) 1 的距離是 16 （表示無法到達(dá)）， 是直接交付?！钡?R2 在收到 R1 的更新報(bào)文之前，還發(fā)送原來的報(bào)文，因?yàn)檫@時(shí) R2 并不知道 R1 出了故障。R2R1網(wǎng) 1網(wǎng) 3網(wǎng) 2R2R1網(wǎng) 1網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 1出了故障正常情況1 1 1 16 1 2 R11 2 R1R1 收到 R2 的更新報(bào)文后，誤認(rèn)為可經(jīng)過 R2 到達(dá)網(wǎng)1，于是更新自己的路由表，說：“我到

25、網(wǎng) 1 的距離是 3，下一跳經(jīng)過 R2”。然后將此更新信息發(fā)送給 R2。1 3 R2R2R1網(wǎng) 1網(wǎng) 3網(wǎng) 2R2R1網(wǎng) 1網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 1出了故障正常情況1 1 1 16 1 2 R11 2 R1R2 以后又更新自己的路由表為“1, 4, R1”，表明 “我到網(wǎng) 1 距離是 4，下一跳經(jīng)過 R1”。 1 3 R21 4 R1R2R1網(wǎng) 1網(wǎng) 3網(wǎng) 2R2R1網(wǎng) 1網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 1出了故障正常情況1 1 1 16 1 3 R21 5 R21 16 R21 2 R11 2 R11 4 R11 16 R1這樣不斷更新下去，直到 R1 和 R2 到網(wǎng) 1 的距離都增大到 16 時(shí)，R1 和 R2

26、 才知道網(wǎng) 1 是不可達(dá)的。 這就是好消息傳播得快，而壞消息傳播得慢。網(wǎng)絡(luò)出故障的傳播時(shí)間往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間(例如數(shù)分鐘)。這是 RIP 的一個(gè)主要缺點(diǎn)。 5.5.3 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議 OSPF (Open Shortest Path First)1. OSPF 協(xié)議的4個(gè)基本特點(diǎn)n“開放”表明 OSPF 協(xié)議不是受某一家廠商控制，而是公開發(fā)表的。n“最短路徑優(yōu)先”是因?yàn)槭褂昧?Dijkstra（狄克斯特拉 ）提出的最短路徑算法SPFnOSPF 只是一個(gè)協(xié)議的名字，它并不表示其他的路由選擇協(xié)議不是“最短路徑優(yōu)先”。n是分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議。 三個(gè)要點(diǎn) n向本自治系統(tǒng)中所有路由器發(fā)送信息，這里使用的

27、方法是洪泛法。n發(fā)送的信息就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態(tài)，但這只是路由器所知道的部分信息。n“鏈路狀態(tài)”就是說明本路由器都和哪些路由器相鄰，以及該鏈路的“度量”(metric)。n只有當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，路由器才用洪泛法向所有路由器發(fā)送此信息。 鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(link-state database) n由于各路由器之間頻繁地交換鏈路狀態(tài)信息，因此所有的路由器最終都能建立一個(gè)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。n這個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)際上就是全網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，它在全網(wǎng)范圍內(nèi)是一致的（這稱為鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的同步）。nOSPF 的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫能較快地進(jìn)行更新，使各個(gè)路由器能及時(shí)更新其路由表。OSPF 的更新過程收

28、斂得快是其重要優(yōu)點(diǎn)。 OSPF 的區(qū)域(area) n為了使 OSPF 能夠用于規(guī)模很大的網(wǎng)絡(luò)，OSPF 將一個(gè)自治系統(tǒng)再劃分為若干個(gè)更小的范圍，叫作區(qū)域。n每一個(gè)區(qū)域都有一個(gè) 32 位的區(qū)域標(biāo)識(shí)符（用點(diǎn)分十進(jìn)制表示）。n區(qū)域也不能太大，在一個(gè)區(qū)域內(nèi)的路由器最好不超過 200 個(gè)。 自治系統(tǒng) ASOSPF 劃分為兩種不同的區(qū)域 區(qū)域 區(qū)域 主干區(qū)域 至其他自治系統(tǒng)R9R7R6R5R4R3R2R1網(wǎng) 8網(wǎng) 6網(wǎng) 3網(wǎng) 2網(wǎng) 1網(wǎng) 7區(qū)域 網(wǎng) 4網(wǎng) 5R8劃分區(qū)域的特點(diǎn)n劃分區(qū)域的好處就是將利用洪泛法交換鏈路狀態(tài)信息的范圍局限于每一個(gè)區(qū)域而不是整個(gè)的自治系統(tǒng)，這就減少了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的通信量。n在一個(gè)區(qū)域內(nèi)部的路由器只知道本區(qū)域的完整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，而不知道其他區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞那闆r。nOSPF 使用層次結(jié)構(gòu)的區(qū)域劃分。在上層的區(qū)域叫作主干區(qū)域(backbone area)。主干區(qū)域的標(biāo)識(shí)符規(guī)定為。主干區(qū)域的作用是用來連通其他在下層的區(qū)域。 自治系統(tǒng) AS主干路由器區(qū)域 區(qū)域 主干區(qū)域 至其他自治系統(tǒng)