計算機網(wǎng)絡(luò)課件：2_6_4 分組交付與路由選擇

1、第六章 網(wǎng)絡(luò)層第四節(jié) 分組交付與路由選擇一、分組交付和路由選擇的基本概念分組交付(forwarding)互聯(lián)網(wǎng)中主機、路由器轉(zhuǎn)發(fā)IP分組的過程。分為兩類：直接交付和間接交付。直接交付:在一個物理網(wǎng)絡(luò)上把數(shù)據(jù)報從一臺主機直接傳輸?shù)搅硪慌_主機。間接交付：當源主機和目的主機分別處于 不同的物理網(wǎng)絡(luò)上時，數(shù)據(jù)報由源主機通過中間的路由器把數(shù)據(jù)報間接地傳輸?shù)侥康闹鳈C的過程。 分組交付的過程默認路由器（第一跳路由器）路由器根據(jù)分組的目的地址與源地址是否屬于同一個網(wǎng)絡(luò)，判斷是直接交付還是間接交付。多數(shù)主機先接入一個局域網(wǎng)，再通過一個路由器接入互聯(lián)網(wǎng)。路由選擇路由：選擇一條用于發(fā)送分組的路徑的過程。路由器從路由

2、表中找到下一個路由器的IP地址，然后將分組傳給下一個路由器。路由選擇的核心是路由選擇算法，為生成路由表提供算法依據(jù)。二、路由選擇算法互聯(lián)網(wǎng)中每一臺路由器都保存一個路由表，存儲可能的目的地址與如何到達目的地址的信息。路由器采用表驅(qū)動的路由選擇算法，路由選擇通過查表的方式進行。評價路由算法選擇的依據(jù)：正確、穩(wěn)定和公平的；盡量簡單，節(jié)約路由器資源；能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓撲和通信量的變化；是“最佳”的，轉(zhuǎn)發(fā)開銷要低。路由選擇算法的主要參數(shù)跳數(shù) 一個分組從源結(jié)點到達目的結(jié)點經(jīng)過的路由器 的個數(shù)；帶寬 鏈路的傳輸速率，單位Mbps；延時 一個分組從源結(jié)點到達目的結(jié)點花費的時間；負載 通過路由器或線路的單位時間通信

3、量；可靠性 傳輸過程中的分組丟失率；開銷 傳輸過程中所耗費的鏈路帶寬、通信費用等。少高低大高低由人工方式建立，網(wǎng)管人員將每個目的地址的路徑輸入路由表；一般只用在小型的、結(jié)構(gòu)不會經(jīng)常改變的局域網(wǎng)系統(tǒng)中，或者是故障查找的試驗網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，路由表無法自動更新；靜態(tài)路由表從路由選擇算法對網(wǎng)絡(luò)拓撲和通信量變化的自適應(yīng)能力的角度劃分，分為靜態(tài)和動態(tài)兩大類。大型互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通常采用動態(tài)路由表；在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行時，系統(tǒng)將自動運行動態(tài)路由選擇協(xié)議，建立路由表；當互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化時，動態(tài)路由選擇協(xié)議就會自動更新所有路由器中的路由表；不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)需選擇不同的動態(tài)路由選擇協(xié)議。動態(tài)路由表標準路由表中保存著多個

4、網(wǎng)絡(luò)的IP地址與下一跳路由器的序偶對(N,R)；N表示目的主機所在的網(wǎng)絡(luò)IP地址，R表示網(wǎng)絡(luò)N的路徑上的下一跳路由器的IP地址。1、標準路由選擇算法要到達的網(wǎng)絡(luò)下一個路由器20.0.0.0直接交付30.0.0.0直接交付10.0.0.020.0.0.140.0.0.030.0.0.3一個通過3個路由器連接的4個網(wǎng)絡(luò)的例子Router2的路由表本地網(wǎng)絡(luò)2、子網(wǎng)的路由選擇另一個通過3個路由器連接的4個網(wǎng)絡(luò)的例子路由表中內(nèi)容，序偶對(N,R) 變成三元組(M,N,R)；M表示目的網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼。 Router2的路由表，序偶對(N,R) 變成三元組(M,N,R) 子網(wǎng)掩碼要到達的網(wǎng)絡(luò)下一個路由器25

5、5.255.0.010.2.0.0直接交付255.255.0.010.3.0.0直接交付255.255.0.010.1.0.010.2.0.1255.255.0.010.4.0.010.3.0.3假設(shè)收到目的地址為10.4.112.10的分組；網(wǎng)絡(luò)地址：10.4.0.0，向Router3發(fā)送。假設(shè)收到目的地址為10.2.12.1的分組；網(wǎng)絡(luò)地址：10.2.0.0，直接交付舉例三、IP路由匯聚CIDR路由匯聚的例子：S0,S1：串行專線E0,E1,E2：以太網(wǎng)接口RE,RF：匯聚路由器RARD：接入路由器匯聚之前路由器RG的路由表路由器輸出接口156.26.63.240/30S0（直接連接）15

6、6.26.63.244/30S1（直接連接）156.26.63.0/28S0156.26.63.16/28S1156.26.0.0/24S0156.26.1.0/24S0156.26.2.0/24S0156.26.3.0/24S0156.26.56.0/24S1156.26.57.0/24S1156.26.58.0/24S1156.26.59.0/24S1地址匯聚過程路由選擇遵循“最長前綴匹配”的原則。尋找156.26.0.0/24156.26.3.0/24等4項的最長相同的前綴，只要觀察地址中的第3個字節(jié)：第3個字節(jié)的前6位都是相同的，4項中最長相同的前綴為22位；路由表中這4項可以合并成：

7、156.26.0.0/22。0=000000001=000000012=000000103=00000011觀察156.26.56.0/24156.26.59.0/24的第3個字節(jié)：第3字節(jié)的前6位都是相同的。也就是說，4項的最長相同的前綴是22位。因此，在路由表中這4項條目可以合并成156.26.56.0/22。56=0011100057=0011100158=0011101059=00111011匯聚之后路由器RG的路由表路由器輸出接口156.26.63.240/30S0（直接連接）156.26.63.244/30S1（直接連接）156.26.63.0/28S0156.26.63.16/2

8、8S1156.26.0.0/22S0156.26.56.0/22S118習(xí)題路由表中路由表項包括_A.目的網(wǎng)絡(luò)和到達該網(wǎng)絡(luò)的完整路徑B.目的主機和到達該目的主機的完整路徑C.目的網(wǎng)絡(luò)和到達該目的網(wǎng)絡(luò)下一跳路由器的 IP 地址D.目的網(wǎng)絡(luò)和到達該目的網(wǎng)絡(luò)下一跳路由器的 MAC 地址19C選擇題上圖的網(wǎng)絡(luò)中，路由器 R1 只有到達子網(wǎng) 202.168.1.0/24 的路由。為了使 R1 可以將 IP 分組正確路由到所有的子網(wǎng)，需要在 R1 路由表中增加一個路由的目的網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)掩碼與下一跳路由器地址的是（ ）。A202.168.2.0，255.255.255.128，202.168.1.1B202.168.2.0，255.255.255.0，202.168.1.1C202.168.2.0，255.255.255.128，202.168.1.2D202.168.2.0，255.255.255.0，202.168.1.220D簡答題路由器收到目的 IP 地