【文章內容簡介】 現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月l我院鳳達學生公寓使用的是北京港灣網(wǎng)絡公司推出的寬帶 IP網(wǎng)絡的核心交換設備 BigHammer系列、匯集層中的FlexHammer智能多層交換機到接入層μHammer等全系列以太網(wǎng)交換機。莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月實例 :莆田學院中區(qū)網(wǎng)絡莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月實例 :莆田學院北區(qū)子網(wǎng)設計方案莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月應用層網(wǎng)絡連接設備（網(wǎng)關）網(wǎng)關LAN A LAN B莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月應用層網(wǎng)絡連接設備（網(wǎng)關）l 網(wǎng)關（ Gateway）是在連接兩個協(xié)議差別很大的計算機網(wǎng)絡時使用的設備。它可以將具有不同體系結構的計算機網(wǎng)絡連接在一起。在 OSI/RM中，網(wǎng)關屬于最高層（應用層）的設備。l 網(wǎng)關用于連接 “異構型網(wǎng)絡 ”，理論上可以工作在OSI模型的所有七層。一個 “網(wǎng)關 ”實際上是一個協(xié)議轉換器。路由器本身只能使用相同的協(xié)議實現(xiàn)網(wǎng)際的數(shù)據(jù)包的傳送、接收和中繼。而網(wǎng)關可以接收符合某個協(xié)議（如 AppleTalk）格式的數(shù)據(jù)包，把它轉換成符合另一種協(xié)議（如 TCP/IP）格式的數(shù)據(jù)包，然后再轉發(fā)。 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月 路由選擇原理l 路由器工作方式所謂 “互連網(wǎng)絡 ”，就是由若干路由器連接起來的一組網(wǎng)絡。路由器的主要作用是將所接收到的信息包按其附加的地址信息傳送給另一個網(wǎng)絡。一個路由器通常連接幾個網(wǎng)絡，如果通往目標網(wǎng)絡有幾條傳輸路徑可行，路由器將根據(jù)預先設定的所謂 “計量標準 ”（ metric）選擇最佳路徑。路由選擇 —— 選擇最佳路徑最佳判斷 —— 計量標準莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月路由器工作圖莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月路由器常用計量標準 l 跳數(shù)（ hop） —— 數(shù)據(jù)包到達目的地所必須經(jīng)過的路由器數(shù)目l 帶寬（ bandwidth） —— 鏈路傳輸數(shù)據(jù)流容量的能力l 延時（ delay） —— 從源節(jié)點發(fā)送一個數(shù)據(jù)包到目的節(jié)點所需時間l 負載（ load） —— 網(wǎng)絡資源（如路由器、鏈路等）的繁忙程度l 可靠性（ reliability） —— 指每一鏈路的可靠性（通常用誤碼率來描述）l 滴答數(shù)（ tick） —— 在數(shù)據(jù)鏈路上用 IBMPC時鐘表示的延時（ 1tick=1/18s，約 55ms）l 開銷（ cost） —— 基于帶寬、費用或其他因素的任意值，通常由網(wǎng)絡管理員指定莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月路由選擇協(xié)議l 路由協(xié)議（ routedprotocol）含有使數(shù)據(jù)包路由用的尋址和控制信息（故又稱為 “路由協(xié)議 ”）。它們根據(jù)路由選擇協(xié)議實現(xiàn)互連網(wǎng)絡之間的路由。常用路由協(xié)議有： IP協(xié)議，AppleTalk， DEC和 NovellNetWare等。l 路由選擇協(xié)議（ routingprotocol）執(zhí)行某個路由算法實現(xiàn)路由功能。路由算法用于初始化和定期更新 “路由表 ”（ routingtable）中的信息，并進行實際的路徑選擇。莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月路由表路由器中一張存儲了網(wǎng)絡拓撲信息內容的表，它包含一組條目，指定可以到達其他網(wǎng)絡的路由器端口的 IP地址。l 靜態(tài)路由表： 網(wǎng)絡管理員人工設置和更新維護l 動態(tài)路由表： 由路由選擇協(xié)議自動生成和更新維護 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月靜態(tài)路由和動態(tài)路由l 靜態(tài)路由的優(yōu)點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態(tài)路由優(yōu)先級最高。當動態(tài)路由與靜態(tài)路由發(fā)生沖突時，以靜態(tài)路由為準。l 動態(tài)路由適用于網(wǎng)絡規(guī)模大、網(wǎng)絡拓撲復雜的網(wǎng)絡。各種動態(tài)路由協(xié)議會不同程度地占用網(wǎng)絡帶寬和 CPU資源。l 靜態(tài)路由和動態(tài)路由有各自的特點和適用范圍，因此在網(wǎng)絡中動態(tài)路由通常作為靜態(tài)路由的補充。當一個數(shù)據(jù)報在路由器中進行尋徑時，路由器首先查找靜態(tài)路由，如果查到則根據(jù)相應的靜態(tài)路由轉發(fā)分組；否則再查找動態(tài)路由。莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月內部路由和外部路由 l 今天，一個互聯(lián)網(wǎng)絡可能很大，以致一個路由協(xié)議無法完成為所有路由器更新路由表的任務。為此，需要將一個互聯(lián)網(wǎng)絡分為若干 “自治系統(tǒng) ”（autonomoussystems， AS）。一個 “自治系統(tǒng) ”是指由同一個管理員管理的一組網(wǎng)絡和路由器。自治系統(tǒng)內部的路由稱為 “內部路由 ”，自治系統(tǒng)之間的路由稱為 “外部路由 ”。每個自治系統(tǒng)都可以選擇一個內部路由協(xié)議來處理該自治系統(tǒng)內部的路由。但是，自治系統(tǒng)之間的路由通常只能使用一個外部路由協(xié)議來處理。莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月IGP和 EGP在每個自治系統(tǒng)中，所有路由器都運行一個內部網(wǎng)關協(xié)議以自由地交換路由信息。不同自治系統(tǒng)之間則使用外部網(wǎng)關協(xié)議，它限制在這些互連的自治系統(tǒng)之間交換的路由信息總量，并允許按不同方式管理它們。莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月常用路由協(xié)議路由協(xié)議分為： 內部網(wǎng)關協(xié)議 （ IGP,InteriorGatewayProtocol）和 外部網(wǎng)關協(xié)議 （ EGP,ExteriorGatewayProtocol）。前者用來交換同一自治系統(tǒng)中所有路由器間的所有路由信息，適用于某一大型網(wǎng)絡中的路由器組使用。后者以可控制的方式在不同自治系統(tǒng)中傳送路由信息，適合于在因特網(wǎng)之類網(wǎng)關經(jīng)常變化的系統(tǒng)間進行路由信息交換。常用路由協(xié)議內部網(wǎng)關協(xié)議 外部網(wǎng)關協(xié)議RIP OSPF BGP這里 ”網(wǎng)關 ”是路由器的舊稱莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月距離矢量協(xié)議和鏈路狀態(tài)協(xié)議與 Intra建設有關的常用內部網(wǎng)關協(xié)議又可進一步分為 距離矢量協(xié)議和鏈路狀態(tài)協(xié)議 兩種。l 距離矢量協(xié)議 （如 RIP、 IGRP等）周期性地通過廣播進行路由更新，并只與直接相連的相鄰路由器交換信息。而且在每次路由更新中都發(fā)送所有的路由表表項。每個路由器只認識相鄰的路由器和到目標的路離。l 鏈路狀態(tài)協(xié)議 （如 OSPF等）使每個路由器在其區(qū)域內維護相同的數(shù)據(jù)庫，在網(wǎng)絡里的每個路由器能看見整個網(wǎng)絡，鏈路狀態(tài)更新通告所有其他路由器的只是有關其鄰接和鏈接鏈路的信息，而非整個路由表。而且它無須周期性地更新，只有改變后才傳播出去。莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月距離矢量協(xié)議的路由表網(wǎng)絡網(wǎng)絡 ID 跳數(shù)跳數(shù) 下一個路由器下一個路由器………………………………………………莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月① RIP協(xié)議l RIP（ RoutingInformationProtocol，路由信息協(xié)議）簡單實用，是目前最常用的協(xié)議。 RIP每 30秒發(fā)送一次路由信息，而且規(guī)定如果 180秒內沒有聽到其他網(wǎng)關發(fā)來路由信息，它就不再是可用的，路由器便將發(fā)送一個特殊的信息將不可用的路由通知給相鄰的路由器。 RIP選擇具有最少 “跳數(shù)（ hopcount） ”（度量）的路由作為最佳路徑。 RIP的跳數(shù)表示數(shù)據(jù)在到達其目的地之前必須通過的網(wǎng)關數(shù)量（直接相連的度量值為 0）。 RIP認為最佳路徑就是使用網(wǎng)關最少的路由。即網(wǎng)關越少就意味著路徑越短，最短的路徑就是最佳路徑。利用這種方法去選擇最佳路由，有時就稱為 “距離矢量算法 ”。 RIP接受的最長距離是 15跳。如果一條路由的度量大于 15跳，它就認為其目的地是達不到的（ RIP協(xié)議中 16=“無限 ”），并舍棄該路由。為此，RIP不適合于其路由可能超過 15個網(wǎng)關以上的超大型自治系統(tǒng)。而且路由器組保持同步時可能產(chǎn)生大量通信量（廣播風暴），適用于小網(wǎng)絡（ 10～ 15個子網(wǎng)或更少）或不使用冗余路由的網(wǎng)絡環(huán)境中 ——RIP 是為小型同類網(wǎng)絡設計的。 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月RIP協(xié)議 (續(xù) )l 目前最常用的路由協(xié)議是 RIP1（第 1版）。但不少新型路由器支持 RIP2。 RIP2最大的特點是支持認證功能和多播功能。前者是為了阻止未經(jīng)許可的路由發(fā)布，在 RIP數(shù)據(jù)包中加入認證功能。后者則針對 RIP1采用廣播形式向每一個網(wǎng)絡鄰居發(fā)布 RIP報文的缺點（這種情況下，不僅網(wǎng)絡上所有的路由器接收到數(shù)據(jù)包，而且所有主機也接收到數(shù)據(jù)包），使用多播地址 ，使 RIP報文僅向網(wǎng)絡中的路由器發(fā)布。l RIP報文被封裝在 UDP用戶數(shù)據(jù)報中。分配給UDP中 RIP使用的公認端口號是 520。莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月② IGRP（內部網(wǎng)關路由協(xié)議）l IGRP（ InteriorGatewayRoutingProtocol,內部網(wǎng)關路由協(xié)議）是 Cisco公司開發(fā)的路由協(xié)議，在優(yōu)化網(wǎng)絡間的數(shù)據(jù)包路由方面具有良好的性能。它的度量值可以超過 160萬。 IGRP是目前 Cisco路由器常用的高級距離向量協(xié)議。其增強型為 EIGRP協(xié)議，但定制更為復雜。 莆田學院現(xiàn)代教育技術中心莆田學院現(xiàn)代教育技術中心 2023年年 5月月③ OSPF(開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議 )l OSPF（ OpenShortestPathFirst,開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議）把一個大型網(wǎng)絡分成多個小子域，稱為區(qū)域 (area)，并使單個區(qū)域內的每個路由器都維護同一個數(shù)據(jù)庫，它運行最短路徑優(yōu)先算法，用此數(shù)據(jù)庫的信息來構建路由選擇表，通過優(yōu)先分析到目標的最少開銷（ cost）路由，把路由添加到表中，使整個網(wǎng)絡通信開銷降到最低，適合于超大型網(wǎng)絡。開銷是基于一定的公式計算出來的， OSPF使用該接口開銷來選擇到目標的最優(yōu)路徑；最優(yōu)路徑是由接口開銷總和決定的。l OSPF是按 IGP設計的，但它能夠從不同的自治系統(tǒng)接收路由，并且向不同的系統(tǒng)發(fā)送路由。l OSPF要求路由器有