1、第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术62 网络互联的层次网络互联的层次 1.网络互联实现层选择的原则网络互联实现层选择的原则如果两个网络的第如果两个网络的第1层、第层、第2层，直至第层，直至第N层都采用了不同的协议，层都采用了不同的协议，具有不同的功能，而它们的第具有不同的功能，而它们的第N层以上各层都采用相同的协议，层以上各层都采用相同的协议，具有完全相同的功能，那么第具有完全相同的功能，那么第N层就是所选择的互联实现层。在层就是所选择的互联实现层。在这一层上的互联，称为第这一层上的互联，称为第N层互联层互联 2.网络互联功能层次划分网络互联功能层
2、次划分主要有物理层互联、数据链路层互联、网络层互联和高层互联主要有物理层互联、数据链路层互联、网络层互联和高层互联，如下图如下图第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术3.物理层互联物理层互联（1）物理层互联设备只作用于物理层，主要有中继器和集线器。物理层互联设备只作用于物理层，主要有中继器和集线器。（2）物理层互联设备可以将一个传输介质传输过来的二进制位物理层互联设备可以将一个传输介质传输过来的二进制位信号进行复制、整形、再生和转发。信号进行复制、整形、再生和转发。（3）物理层互联设备是最简单的网络互联设备，主要用于局域物理层互联设备是最简单的网络互联
3、设备，主要用于局域网传输距离的延伸，增加因受传输介质所限制的节点数，连接采网传输距离的延伸，增加因受传输介质所限制的节点数，连接采用不同传输介质和接口的同构网。用不同传输介质和接口的同构网。4.数据链路层互联数据链路层互联（1）作用于物理层和数据链路层。作用于物理层和数据链路层。（2）用于网络中节点的物理地址过滤、网络分段以及跨网段数用于网络中节点的物理地址过滤、网络分段以及跨网段数据帧的转发。据帧的转发。（3）延伸局域网的距离，扩充节点数；将负荷过重的网络划分延伸局域网的距离，扩充节点数；将负荷过重的网络划分为较小的网络，缩小冲突域，改善网络性能和提高网络安全性。为较小的网络，缩小冲突域，改
4、善网络性能和提高网络安全性。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术5.网络层互联网络层互联（1）网络层互联的典型设备是路由器网络层互联的典型设备是路由器。（2）主要解决路由选择、拥塞控制、差错处理与分段等问题主要解决路由选择、拥塞控制、差错处理与分段等问题。（3）如果网络层协议不同，需要选择多协议路由器，在网络层进如果网络层协议不同，需要选择多协议路由器，在网络层进行协议转换行协议转换。6.高层互联高层互联（1）传输层及其以上各层协议不同的网络之间互联属于高层互联，传输层及其以上各层协议不同的网络之间互联属于高层互联，实现高层互联的设备是网关。实现高层互联的设备是网关。（2）网关又称为协议转
5、换器，它具有对不兼容的高层协议的转换网关又称为协议转换器，它具有对不兼容的高层协议的转换功能。功能。（3）在选择互联层次时，在满足服务功能的前提下，实现互联的在选择互联层次时，在满足服务功能的前提下，实现互联的层次尽量选在较低层上，以便简化网络互联设备，提高网络运行层次尽量选在较低层上，以便简化网络互联设备，提高网络运行效率。效率。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术63 网络互联中的路由选择与分段网络互联中的路由选择与分段 1.路由选择路由选择互联网络中的路由选择类比它更复杂。假设由互联网络中的路由选择类比它更复杂。假设由6个多协议路由器个多协议路由器连接连接5个网络构成互联网络，如图所
6、示。图中的个网络构成互联网络，如图所示。图中的B可以经过网络可以经过网络2直接访问直接访问A和和C，也可经过网络也可经过网络3直接访问直接访问D，其网络互联拓扑可其网络互联拓扑可等效为等效为(b)。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术2.分段分段当一个大分组想穿过一个最大分组长度较小的网络时，一种解决当一个大分组想穿过一个最大分组长度较小的网络时，一种解决办法就是允许网关将分组划分为段办法就是允许网关将分组划分为段(fragment)，把各段作为单独，把各段作为单独的互联网络分组发送的互联网络分组发送 1）透明分段）透明分段使由使由“小分组小分组”网引起的分段对所有后面的该分组要经过的网络
7、网引起的分段对所有后面的该分组要经过的网络透明。透明。2）不透明分段）不透明分段任一中间网关都不重新组合各分段。一旦分组被分段，就把每一任一中间网关都不重新组合各分段。一旦分组被分段，就把每一分段看作原始的分组。分段看作原始的分组。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术64 网络互联设备网络互联设备 1.中继器中继器（1）物理层互联设备。物理层互联设备。（2）放大或再生信号。放大或再生信号。（3）延长网络的传输距离，一般要遵循延长网络的传输距离，一般要遵循5/4/3规则。规则。（4）分为以太网中继器和令牌环网中继器。分为以太网中继器和令牌环网中继器。2
8、.集线器集线器（1）物理层互联设备。物理层互联设备。（2）逐位复制经由物理介质传输的信号，使信号得到加强。逐位复制经由物理介质传输的信号，使信号得到加强。（3）分为无源、有源和智能三种分为无源、有源和智能三种（4）集线器的种类集线器的种类可堆叠式集线器；基于插槽机箱的中型集线器；高性能集线器。可堆叠式集线器；基于插槽机箱的中型集线器；高性能集线器。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术3.网桥网桥（1）数据链路层互联设备。数据链路层互联设备。（2）连接两个以上的网段，延长网络距离、增加节点数目；可连接两个以上的网段，延长网络距离、增加节点数目；可以将一个大型网络分割为多个子网络，改善网络性能
9、。以将一个大型网络分割为多个子网络，改善网络性能。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术（3）网桥的工作过程）网桥的工作过程 监听所连接的每个网段上传输的数据；监听所连接的每个网段上传输的数据；将每个数据帧的地址和自身软件维护的桥接表进行比较；将每个数据帧的地址和自身软件维护的桥接表进行比较；当数据帧的目的地址和源地址在不同的网段时，网桥将该帧转发当数据帧的目的地址和源地址在不同的网段时，网桥将该帧转发到目的地址所在的端口；到目的地址所在的端口；当数据帧的目的地址和源地址在同一网段时，网桥丢弃该帧。当数据帧的目的地址和源地址在同一网段时，网桥丢弃该帧。（4）网桥自身软件维护的桥接表是通过网络
10、初始化过程中学习网桥自身软件维护的桥接表是通过网络初始化过程中学习建立的。建立的。（5）不同类型的不同类型的LAN利用网桥互联需要解决以下几个问题：利用网桥互联需要解决以下几个问题：帧格式帧格式传输速率传输速率第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术帧长度帧长度帧状态位、令牌、路由等信息。帧状态位、令牌、路由等信息。（6）网桥的类型）网桥的类型 1）透明网桥）透明网桥可以使数据帧在两个使用相同可以使数据帧在两个使用相同MAC层协议的网段之间传输层协议的网段之间传输,终端终端不知道有网桥的存在。当一个节点连接到一个以上的网桥时就会不知道有网桥的存在。当一个节点连接到一个以上的网桥时就会形成一个活
11、动环路，如图所示。形成一个活动环路，如图所示。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术为了防止桥接的网络中出现活动环路，为了防止桥接的网络中出现活动环路，IEEE采用了一种生成树采用了一种生成树算法（算法（Spanning Tree Algorithm，STA）来解决该问题。来解决该问题。STA通过网桥之间的协商构建出一棵生成树，使每个网桥都有一通过网桥之间的协商构建出一棵生成树，使每个网桥都有一个端口被置于转发状态，其他端口置于阻塞状态，保证网络中任个端口被置于转发状态，其他端口置于阻塞状态，保证网络中任何两个设备之间只有一条通路，防止出现任何形式的活动环路。何两个设备之间只有一条通路，防止
12、出现任何形式的活动环路。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术2）源路由网桥）源路由网桥环上的源节点通过发送特殊的包含有目的节点逻辑地址的环上的源节点通过发送特殊的包含有目的节点逻辑地址的“探测探测帧帧”，请求目的站点的物理地址。源路由网桥将，请求目的站点的物理地址。源路由网桥将“探测帧探测帧”转发转发到所有端口，目的节点收到到所有端口，目的节点收到“探测帧探测帧”时，发送一个包含自身物时，发送一个包含自身物理地址的应答帧；每个转发该应答帧的源路由网桥都更新该帧，理地址的应答帧；每个转发该应答帧的源路由网桥都更新该帧，使得该应答帧中包含经过的每个环的标记，应答帧到达源节点时，使得该应答帧中包
13、含经过的每个环的标记，应答帧到达源节点时，该帧中就包含了从源节点到目的节点的完整的路径记录。下图显该帧中就包含了从源节点到目的节点的完整的路径记录。下图显示了站点示了站点A的路由表。的路由表。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术（7）透明网桥与源路由网桥的比较）透明网桥与源路由网桥的比较 透明网桥是面向无连接的，源路由网桥是面向连接的。透明网桥是面向无连接的，源路由网桥是面向连接的。透明网桥对主机是完全透明的，源路由网桥对主机不透明。透明网桥对主机是完全透明的，源路由网桥对主机不透明。透明网桥可以完全不需要管理，源路由网桥的路由必须由人工管透明网桥可以完全不需要管理，源路由网桥的路由必须由
14、人工管理。理。在对故障和拓扑结构的适应上，透明网桥能快速地适应网络拓扑在对故障和拓扑结构的适应上，透明网桥能快速地适应网络拓扑结构的变化；源路由网桥只通过广播探测帧来确定故障点，其速结构的变化；源路由网桥只通过广播探测帧来确定故障点，其速度要比透明网桥慢得多。度要比透明网桥慢得多。源路由网桥复杂，透明网桥简单。源路由网桥复杂，透明网桥简单。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术4.交换机交换机（1）工作在工作在OSI模型数据链路层的模型数据链路层的MAC子层的网络互连设备。子层的网络互连设备。（2）交换机通过为每个帧创建高速虚电路连接，提升了网络的交换机通过为每个帧创建高速虚电路连接，提升了
15、网络的整体性能。整体性能。（3）交换机检查每个交换机检查每个MAC帧的目的地址，并和自身的交换表比帧的目的地址，并和自身的交换表比较，找到和目的网段相连的端口，将该帧转发往出去。较，找到和目的网段相连的端口，将该帧转发往出去。（4）交换机刚接通时，其交换表是空的，开始时向所有端口发交换机刚接通时，其交换表是空的，开始时向所有端口发送广播帧，从回应帧中学习一段时间以后，建立起和端口号相关送广播帧，从回应帧中学习一段时间以后，建立起和端口号相关的的MAC地址表。地址表。（5）当交换机收到一个带有并未驻留在交换机内存中的目的地当交换机收到一个带有并未驻留在交换机内存中的目的地址的数据帧时，交换机就会
16、向所有的端口发送该帧址的数据帧时，交换机就会向所有的端口发送该帧 第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术5.路由器路由器（1）工作在网络层）工作在网络层路由器用来连接多个网络，根据路由信息将数据报从一个网络转路由器用来连接多个网络，根据路由信息将数据报从一个网络转发到另一个网络。发到另一个网络。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术（2）网络层互联原理）网络层互联原理 网络层划分为网络层划分为3个功能子层：子网访问层、子网增强层和子网个功能子层：子网访问层、子网增强层和子网IP层。层。1）子网访问层是子网的网络层，它提供基本网络服务。子网访问层是子网的网络层，它提供基本网络服务。2）子网增
17、强层用于调整子网增强层用于调整(增强或削弱增强或削弱)子网访问层所提供的服务，子网访问层所提供的服务，使之满足子网互联所要求的网络服务或子网增强层所要求的服务。使之满足子网互联所要求的网络服务或子网增强层所要求的服务。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术3）子网子网IP层是为适应网络互联的要求而设置的，其功能是从下面层是为适应网络互联的要求而设置的，其功能是从下面两个子层所提供的特定服务中提取公共部分，以作为整个互联网两个子层所提供的特定服务中提取公共部分，以作为整个互联网络的统一网络服务功能，而其他功能未被互联网络所利用。络的统一网络服务功能，而其他功能未被互联网络所利用。（3）路由器的
18、基本功能）路由器的基本功能 网络分段网络分段 提供不同类型网络互连提供不同类型网络互连 隔离广播风暴隔离广播风暴 支持子网间的信息传输支持子网间的信息传输 提供安全访问的机制提供安全访问的机制 支持第支持第3层网络特殊服务层网络特殊服务 第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术（4 4）路由器的操作过程）路由器的操作过程 第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术（5）路由器的路由选择）路由器的路由选择 目的网络目的网络号寻径网络1138.212.0.0 直接寻径网络2202.113.2.0 直接寻径网络3138.215.0.0 直接寻径网络4128.22
19、2.0.0 138.215.1.9 网络5138.208.0.0 138.215.1.9 第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术6.网关网关（1）也叫做协议转换器，通常在也叫做协议转换器，通常在OSI第第3层和更高层上实现多个层和更高层上实现多个网络互联。网络互联。可以实现采用不同协议的网络之间的互联。可以实现采用不同协议的网络之间的互联。图示两个异型网络通过网关的互联。这是应用层协议转换的网关。图示两个异型网络通过网关的互联。这是应用层协议转换的网关。由于应用层协议的多样性，不可能有通用的网关，只能是针对某由于应用层协议的多样性，不可能有通用的网关，只能是针对某一特定应用而言。一特定应用而
20、言。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术（2）类型）类型 介质转换网关和协议转换网关介质转换网关和协议转换网关。1）介质转换网关）介质转换网关主要功能是从一个子网中接收数据帧，然后拆封并按新格式重新主要功能是从一个子网中接收数据帧，然后拆封并按新格式重新封装，附加上新的路由信息后，转发给另一个子网。封装，附加上新的路由信息后，转发给另一个子网。2）协议转换网关。）协议转换网关。主要功能是将一个子网所使用的协议转换成另一个子网所使用的主要功能是将一个子网所使用的协议转换成另一个子网所使用的协议。协议。为了使用和管理上的方便，常将一个网关从结构上一分为二，其为了使用和管理上的方便，常将一个网关
21、从结构上一分为二，其中每一半就称为一个半网关。中每一半就称为一个半网关。在每个网络上配置一个半网关，再通过传输线路将两个半网关连在每个网络上配置一个半网关，再通过传输线路将两个半网关连接起来，就实现了两个网络的互联。接起来，就实现了两个网络的互联。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术图示全网关和半网关的例子。图示全网关和半网关的例子。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术（3）协议转换方法）协议转换方法 1）直接协议转换）直接协议转换将输入网络的数据包的格式转换成另一种网络的数据包的格式。将输入网络的数据包的格式转换成另一种网络的数据包的格式。2）间接协议转换。）间接协议转换。网关在输入
22、端将输入的数据包格式转换成标准的网间数据包格式，网关在输入端将输入的数据包格式转换成标准的网间数据包格式，在输出端再将标准网间数据包格式转换成输出网络的数据包格式。在输出端再将标准网间数据包格式转换成输出网络的数据包格式。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术（4）网关的应用场合网关的应用场合 1)异型异型LAN之间的互联之间的互联 2)LAN与与WAN互联互联 3)WAN与与WAN互联互联 4)LAN与主机互联与主机互联 第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术65 互联网络路由协议互联网络路由协议 1.路由算法路由算法（1）距离矢量算法）距离矢量算法 DVA用用“跳步跳步”为距离单位来表
23、示网络路程。为距离单位来表示网络路程。DVA是基于含有路由器之间全部跳数尺度的共享路由表。是基于含有路由器之间全部跳数尺度的共享路由表。当路由器发现一个端口的连接改变，或从邻接路由器接收到更新当路由器发现一个端口的连接改变，或从邻接路由器接收到更新信息时，它重新计算跳数并更新路由表。然后向所有的邻居广播信息时，它重新计算跳数并更新路由表。然后向所有的邻居广播新的路由表。新的路由表。优点：优点：算法简单算法简单缺点：缺点：收敛缓慢，还会造成路由回路收敛缓慢，还会造成路由回路 第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术举例举例 第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术（2）链路状态算法）链路状态算法
24、链路状态算法链路状态算法LSA是为了克服是为了克服DVA的不足而设计的。的不足而设计的。在在LSA中，中，只广播更新的路由表信息，而不是整个表只广播更新的路由表信息，而不是整个表。LSALSA的路由表包含了网段之间如何连接的信息。所有路由器使用的路由表包含了网段之间如何连接的信息。所有路由器使用该该信息学习整个网络拓扑结构，然后计算到达各个目的距离，形信息学习整个网络拓扑结构，然后计算到达各个目的距离，形成以自己为根的最短路径树。成以自己为根的最短路径树。LSA根据跳数、传输延迟、线路容量和为管理而定义的距离等尺根据跳数、传输延迟、线路容量和为管理而定义的距离等尺度来决定最佳路径。度来决定最佳
25、路径。LSA实际上是一种实际上是一种“最短路径优先最短路径优先”的算法。的算法。根据该算法，路由器将不断地主动测试与相邻路由器之间的状态，根据该算法，路由器将不断地主动测试与相邻路由器之间的状态，并周期性地与相邻路由器交换状态信息。若相邻路由器做出应答，并周期性地与相邻路由器交换状态信息。若相邻路由器做出应答，则该链路状态为开；否则为关。每个路由器都能收到其他路由器则该链路状态为开；否则为关。每个路由器都能收到其他路由器的状态信息。的状态信息。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术2.路由选择协议路由选择协议 Internet的路由器可分为两类：核心路由器和非核心路由器。的路由器可分为两类：
26、核心路由器和非核心路由器。核心路由器由核心路由器由Internet网络控制中心网络控制中心(NCC)来控制，非核心路由器来控制，非核心路由器由自治系统控制。由自治系统控制。核心路由器对核心路由器对Internet所有站点捉供可靠的、一致的、授权的路由。所有站点捉供可靠的、一致的、授权的路由。被赋予被赋予Internet网络地址的站点必须将它的地址通知核心系统，核网络地址的站点必须将它的地址通知核心系统，核心系统内部互相交换路由信息，确保共享路由信息的一致性。心系统内部互相交换路由信息，确保共享路由信息的一致性。自治系统是由具有独立管理能力并采用相同路由选择策略的网关自治系统是由具有独立管理能力
27、并采用相同路由选择策略的网关和网络构成的集合。单个物理网络和网络构成的集合。单个物理网络(不管是广域网还是局域网不管是广域网还是局域网)，或，或者由多个物理网络互联而成的组织性或地区性网络，都可以是一者由多个物理网络互联而成的组织性或地区性网络，都可以是一个自治系统。个自治系统。一个自治系统内部的路由器可以自由确定地选择路由、传播路由、一个自治系统内部的路由器可以自由确定地选择路由、传播路由、确认路由以及检测路由一致性的机制。自治系统与主干网的互联确认路由以及检测路由一致性的机制。自治系统与主干网的互联体系结构如图。体系结构如图。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术第第 6 章章 网络互联
28、技术网络互联技术（1）内部网关协议）内部网关协议一个自治系统内部的所有网关称为内部网关，在内部网关之间进一个自治系统内部的所有网关称为内部网关，在内部网关之间进行路由信息交换的协议，称为内部网关协议。行路由信息交换的协议，称为内部网关协议。IGP包含了一组协议：通常包含有路由信息协议、开放最短路径包含了一组协议：通常包含有路由信息协议、开放最短路径优先协议、内部网关路由协议等。优先协议、内部网关路由协议等。路由信息协议路由信息协议(Routing Information Protocol，RIP)是内部网关协是内部网关协议中使用最广泛的一种，采用议中使用最广泛的一种，采用DVA算法。开放最短路
29、径优先算法。开放最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)协议是为了克服协议是为了克服RIP的缺陷设的缺陷设计的。计的。开发内部网关路由协议开发内部网关路由协议IGRP的主要目的是为那些情况比较复杂的主要目的是为那些情况比较复杂的自治系统提供一个更完善的路由协议。的自治系统提供一个更完善的路由协议。IGRP也是基于也是基于DVA算算法的内部网关协议。法的内部网关协议。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术对于较大规模的自治系统，常常将它划分为一些小的对于较大规模的自治系统，常常将它划分为一些小的“区域区域”，每个小的区域都有一个指定的网关，称为边界网关每个小的
30、区域都有一个指定的网关，称为边界网关(Border Gateway)，边界网关之间使用内部网关协议边界网关之间使用内部网关协议IGP通信，图示了一通信，图示了一个自治系统被划分为个自治系统被划分为3个区域的情况。个区域的情况。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术1）路由信息协议）路由信息协议 路由信息协议路由信息协议(Routing Information Protocol，RIP)是内部网关协是内部网关协议中使用最广泛的一种。议中使用最广泛的一种。RIP是一个基于距离矢量算法的分布式是一个基于距离矢量算法的分布式路由选择协议。路由选择协议。优点：优点：简单。简单。RIP中定义的距离为到目
31、的网络所经过的网关中定义的距离为到目的网络所经过的网关(路由器路由器)数，也称为数，也称为跳数，每经过一个网关，跳数就加跳数，每经过一个网关，跳数就加1。RIP认为，一个好的路由所认为，一个好的路由所经过的网关数要少，也就是说距离要短。经过的网关数要少，也就是说距离要短。RIP允许一条路由通路允许一条路由通路中最多只能包含中最多只能包含15个网关。因此，距离的最大值为个网关。因此，距离的最大值为16时，即当数时，即当数据包被传递的跳数大于据包被传递的跳数大于15时，相当于目的主机不可到达，路由器时，相当于目的主机不可到达，路由器将丢弃这样的数据包。将丢弃这样的数据包。应用：应用：小型互联网。小
32、型互联网。采用采用RIP协议的每个路由器都配置有路由表。协议的每个路由器都配置有路由表。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术RIP工作原理：工作原理：互联网中的每个网关每隔互联网中的每个网关每隔30s就向相邻的路由器广就向相邻的路由器广播一次自己的路由表信息。所谓相邻的路由器就是连接在同一网播一次自己的路由表信息。所谓相邻的路由器就是连接在同一网段上的两个或多个路由器，下图是说明相邻路由器概念的例子，段上的两个或多个路由器，下图是说明相邻路由器概念的例子，并给出了路由表中的主要内容。并给出了路由表中的主要内容。目的网络目的网络下一路由器下一路由器距离距离计数器计数器标志标志AR13t1，t
33、2，t3x，yBR25t1，t2，t3x，yCR32t1，t2，t3x，y第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术2）开放最短路径优先协议）开放最短路径优先协议 开放最短路径优先开放最短路径优先(Open Shortest Path First，OSPF)协议是为克协议是为克服服RIP的缺陷而引出的。开放的含义是说的缺陷而引出的。开放的含义是说OSPF协议不受某一厂家协议不受某一厂家的限制，而是公开的，任何人都可以使用而不必付费；最短路径的限制，而是公开的，任何人都可以使用而不必付费；最短路径优先是指该协议使用了优先是指该协议使用了Dijkstra最短路
34、径算法。在内部网关协议最短路径算法。在内部网关协议IGP中，中，OSPF是应用最广泛的一种路由选择协议。是应用最广泛的一种路由选择协议。OSPF的核心是所有的路由器都维持一链路状态数据库，该数据的核心是所有的路由器都维持一链路状态数据库，该数据库实际上就是整个互联网络的拓扑结构图。所谓路由器的链路状库实际上就是整个互联网络的拓扑结构图。所谓路由器的链路状态，就是该路由器和哪些网络或路由器相邻，以及将数据发往这态，就是该路由器和哪些网络或路由器相邻，以及将数据发往这些网络或路由器所需的代价。每一个路由器用链路状态数据库中些网络或路由器所需的代价。每一个路由器用链路状态数据库中的数据计算自己的路由
35、表。的数据计算自己的路由表。只要网络状态发生变化，链路状态数据库就会很快进行更新，于只要网络状态发生变化，链路状态数据库就会很快进行更新，于是各路由器就能计算出新的路由表。是各路由器就能计算出新的路由表。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术3）内部网关路由协议）内部网关路由协议 内部网关路由协议内部网关路由协议(1nnerior Gateway Routing Protocol，IGRP)是美国是美国Cisco公司公司20世纪世纪80年代中期开发的一个路由选择协议。最年代中期开发的一个路由选择协议。最初初IGRP是在是在TCP/IP网络上实现的，目前可用于任何一种网络。网络上实现的，目前可
36、用于任何一种网络。IGRP也是一种基于距离矢量路由算法的内部网关协议。距离矢也是一种基于距离矢量路由算法的内部网关协议。距离矢量路由算法要求互联网络中的每一个路由器定期地将路由表的全量路由算法要求互联网络中的每一个路由器定期地将路由表的全部或部分信息发送给与之相邻的路由器。随着路由信息在互联网部或部分信息发送给与之相邻的路由器。随着路由信息在互联网络中不断传播，路由器将计算出它到网络中所有节点的距离。络中不断传播，路由器将计算出它到网络中所有节点的距离。IGRP可提供可提供3种路由：内部路由、系统路由和外部路由。下图示种路由：内部路由、系统路由和外部路由。下图示出了这出了这3种路由。种路由。内
37、部路由是指连接在一台路由器同一端口的网络上各子网之间的内部路由是指连接在一台路由器同一端口的网络上各子网之间的路由。如果接在一台路由器同一端口的网络没有划分子网，路由。如果接在一台路由器同一端口的网络没有划分子网，IGRPIGRP就不使用内部路由。就不使用内部路由。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术系统路由是指自治系统内部各网络之间的路由。系统路由是指自治系统内部各网络之间的路由。外部路由是指自治系统之间的路由，在识别最终网关时需要网络外部路由是指自治系统之间的路由，在识别最终网关时需要网络之间的路由。之间的路由。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术（2）外部网关协议）外部网关协议
38、自治系统的外部网关之间实现路由信息交换的协议，就称为外部自治系统的外部网关之间实现路由信息交换的协议，就称为外部网关协议网关协议EGP。外部网关是一种非核心网关，它是自治系统之间交换路由信息的外部网关是一种非核心网关，它是自治系统之间交换路由信息的网关。网关。EGP采用距离矢量路由算法，采用距离矢量路由算法，它在分属不同自治系统的两个相邻它在分属不同自治系统的两个相邻网关之间交换路由信息网关之间交换路由信息。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术EGP协议的功能协议的功能 建立相邻网关的集合建立相邻网关的集合 相邻网关测试相邻网关测试 路由信息交换路由信息交换 缺点：缺点：仅能交换路径可达性
39、信息，不能做出智能化的路由选择，仅能交换路径可达性信息，不能做出智能化的路由选择，实际上是一个可达性测试协议实际上是一个可达性测试协议。逐渐被边界网关协议逐渐被边界网关协议BGP所取代所取代。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术（3）边界网关协议）边界网关协议 BGP也是一种在不同自治系统之间交换路由信息的外部网关路由也是一种在不同自治系统之间交换路由信息的外部网关路由选择协议。选择协议。BGP除了具有除了具有EGP的功能外，还增加了测试循环路由的功能外，还增加了测试循环路由的功能，它是一种既可用于自治系统之间，也可用于自治系统内的功能，它是一种既可用于自治系统之间，也可用于自治系统内部的
40、路由选择协议。运行部的路由选择协议。运行BGP的路由器称为边界网关。的路由器称为边界网关。BGP与自治系统内部使用的内部网关协议与自治系统内部使用的内部网关协议(IGP)不同。在一个自不同。在一个自治系统内部，内部网关协议的主要目标是设法找到一条从源端到治系统内部，内部网关协议的主要目标是设法找到一条从源端到目的端的最佳路径，以实现数据报的有效传输，它不必考虑其他目的端的最佳路径，以实现数据报的有效传输，它不必考虑其他限制因素。外部网关协议则不同，因为不同的自治系统属于不同限制因素。外部网关协议则不同，因为不同的自治系统属于不同的管理机构，不同的管理机构有不同的管理要素。在的管理机构，不同的管
41、理机构有不同的管理要素。在BGP中，这中，这些限制因素称为路由策略。在些限制因素称为路由策略。在BGP设计中，应当允许管理者根据设计中，应当允许管理者根据自己的需要，灵活地设置和实施多种路由策略。自己的需要，灵活地设置和实施多种路由策略。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术边界网关协议的路由策略边界网关协议的路由策略 1）控制自治系统到其他自治系统的路由控制自治系统到其他自治系统的路由 2）控制自治系统为相邻自治系统传递数据控制自治系统为相邻自治系统传递数据 3）自治系统内部的路由策略协调自治系统内部的路由策略协调 下图可说明这种路由策略的协调。下图可说明这种路由策略的协调。第第 6 章章
42、 网络互联技术网络互联技术BGP要求每个自治系统都有一个惟一的编号要求每个自治系统都有一个惟一的编号。BGP采用面向连接的可靠的传输控制协议采用面向连接的可靠的传输控制协议TCP，BGP就不需要进就不需要进行分段、重传、确认和排序等功能。行分段、重传、确认和排序等功能。BGP基本上是使用距离矢量算法，但与其他采用距离矢量算法的基本上是使用距离矢量算法，但与其他采用距离矢量算法的协议协议(如如RIP)有很大的不同。有很大的不同。BGP传输的路由信息，不仅包括到传输的路由信息，不仅包括到达目的端的距离信息，而且还包括到达目的端所需穿越的各个自达目的端的距离信息，而且还包括到达目的端所需穿越的各个自
43、治系统的编号。治系统的编号。BGP能够比较容易地解决距离矢量算法中收敛慢的问题。能够比较容易地解决距离矢量算法中收敛慢的问题。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术BGP的工作过程。图中有的工作过程。图中有10个路由器，这里考察路由器个路由器，这里考察路由器F的路由的路由表。假设路由器表。假设路由器F采用路由采用路由FGCD到达目的端到达目的端D。路由器路由器F的的4个相邻路由器向个相邻路由器向F发来完整的路由信息，如图左所示，这里只发来完整的路由信息，如图左所示，这里只给出了到目的端给出了到目的端D的路由信息。的路由信息。第第 6 章章 网络互联技术网络互联技术BGP中定义了中定义了4种类型的报文：种类型的报文：Open报文报文；Update报文；报文；Keepalive报文；报文；Notification报文报文。BGP定义了定义了3个功能过程：个功能过程：邻居探测；邻居探测；邻居可达性；邻居可达性；网络可达性。网络可达性。
