第4章 路由設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
分組轉(zhuǎn)發(fā)是指在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中路由器轉(zhuǎn)發(fā)IP分組的物理傳輸過(guò)程與數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。在網(wǎng)絡(luò)中,一臺(tái)主機(jī)通常是與一臺(tái)路由器相連接,這臺(tái)路由器就是該主機(jī)的默認(rèn)路由器,又稱為第一跳路由器或缺省路由器。
分組轉(zhuǎn)發(fā)分為直接轉(zhuǎn)發(fā)和間接轉(zhuǎn)發(fā)兩類。當(dāng)分組的源主機(jī)和目的主機(jī)在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò),或者是當(dāng)目的路由器向目的主機(jī)傳送時(shí),分組將直接轉(zhuǎn)發(fā)。如果目的主機(jī)與源主機(jī)不在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上,分組就要間接轉(zhuǎn)發(fā)。
1、跳數(shù):是指一個(gè)分組從源結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路由器的個(gè)數(shù)。一般來(lái)說(shuō),跳數(shù)越少的路徑越好。
2、帶寬:指鏈路的傳輸速率。
3、延時(shí):指一個(gè)分組從源結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間。
4、負(fù)載:指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)路由器或線路的通信量。
5、可靠性:指?jìng)鬏斶^(guò)程中的誤碼率。
6、開(kāi)銷:指?jìng)鬏斶^(guò)程中的耗費(fèi),耗費(fèi)通常與所使用的鏈路帶寬相關(guān)。
三、一個(gè)理想的路由選擇算法應(yīng)具有的特點(diǎn):
1、算法必須是正確、穩(wěn)定和公平的。
2、算法應(yīng)盡量簡(jiǎn)單。
3、算法必須能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜屯ㄐ帕康淖兓。?dāng)網(wǎng)絡(luò)的通信量發(fā)生變化時(shí),算法應(yīng)能自動(dòng)改變路由,以均衡各鏈路的負(fù)載。這種自適應(yīng)性表現(xiàn)出路由選擇算法的“穩(wěn)健性”.
4、算法應(yīng)該是最佳的。算法的“最佳”是指以低的開(kāi)銷轉(zhuǎn)發(fā)分組。
四、路由選擇算法的分類
在INTERNET中,路由器采用表驅(qū)動(dòng)的路由選擇算法。路由表存儲(chǔ)了可能的目地地址與如何到達(dá)目的地址的信息。
動(dòng)態(tài)路由選擇算法也稱為自適應(yīng)路由選擇算法,其特點(diǎn)是能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化,但實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜,開(kāi)銷也比較大。路由表可以分為靜態(tài)路由表和動(dòng)態(tài)路由表:
1、靜態(tài)路由表:是由人工方式建立的,網(wǎng)絡(luò)管理人員將每一個(gè)目的地址的路徑輸入到路由表中。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí),路由表無(wú)法自動(dòng)地更新。
2、動(dòng)態(tài)路由表:大型互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通常采用動(dòng)態(tài)路由表。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)將自動(dòng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議,建立路由表。
一個(gè)自治系統(tǒng)最重要的特點(diǎn)就是它有權(quán)決定在本系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)采用何種路由選擇協(xié)議。自治系統(tǒng)內(nèi)部的路由選擇稱為域內(nèi)路由選擇,自治系統(tǒng)之間的路由選擇稱為域間路由選擇。作為一個(gè)自治系統(tǒng),其核心是路由尋址的“自治”.
INTERNET將路由選擇協(xié)議分為兩大類:內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP。
內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議是在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部使用的路由選擇協(xié)議,這與INTERNET中其他自治系統(tǒng)選用什么路由選擇協(xié)議無(wú)關(guān)。目前內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議主要有:路由信息協(xié)議RIP和開(kāi)放最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF.外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議主要是邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP.路由選擇算法和路由選擇協(xié)議在概念上是不同的。網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)、路由器通過(guò)路由選擇算法去形成路由表,以確定發(fā)送分組的傳輸路徑。而路由選擇協(xié)議是路由器用來(lái)完成路由表建立和路由信息更新的通信協(xié)議。
路由信息協(xié)議是內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議中使用最廣泛的一種協(xié)議,它是一種分布式、基于距離向量的路由選擇協(xié)議,其特點(diǎn)是協(xié)議簡(jiǎn)單。路由信息協(xié)議是用于TCP/IP系統(tǒng)和其他網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的距離矢量路由選擇協(xié)議。路由信息協(xié)議RIP適用于相對(duì)較小的自治系統(tǒng),它們的直徑“跳數(shù)”一般小于15.因?yàn)槊恳粋(gè)自治系統(tǒng)里的路由器都要與同一系統(tǒng)里的其他路由器交換路由表信息,當(dāng)內(nèi)部路由器的數(shù)目增加時(shí),網(wǎng)絡(luò)的RIP信息交換量會(huì)大幅度地增加。
最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF的主要特點(diǎn):
1、使用分布式鏈路狀態(tài)協(xié)議,而RIP使用距離向量協(xié)議。
2、OSPF協(xié)議要求路由器發(fā)送的信息是本路由器與哪些路由器相鄰,以及鏈路狀態(tài)的度量。鏈路狀態(tài)度量主要是指費(fèi)用、距離、延時(shí)、帶寬等。
3、OSPF協(xié)議要求當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)用洪泛法向所有路由器發(fā)送此信息,而RIP僅向自己相鄰的幾個(gè)路由器交換路由信息。
4、OSPF協(xié)議讓所有的路由器最終能建立一個(gè)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù),即拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
5、OSPF將一個(gè)自治系統(tǒng)再劃分為若干個(gè)更小的范圍,叫做區(qū)域。
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