【文章內容簡介】 點就是 實現(xiàn)簡單 。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) 絡規(guī) 模的 擴 大，開 銷 也就增加。n RIP 存在的一個 問題 是當網(wǎng) 絡 出 現(xiàn) 故障 時 ，要 經過比 較長 的 時間 才能將此信息 傳 送到所有的路由器。n RIP 限制了網(wǎng) 絡 的 規(guī) 模，它能使用的最大距離 為 15（ 16 表示不可達）。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 58域內路由協(xié)議： OSPF 協(xié)議n OSPFv2－－ RFC2328(當前版 )n 也屬于域內路由 協(xié)議 ，采用 鏈 路狀 態(tài) 算法n 在 OSPF路由 協(xié)議 中，最短路徑 樹 的 樹 干 長 度，即 OSPF路由器至每一個目的地路由器的距離，稱 為 OSPF的 Cost，其算法 為 ： Cost = 100106/鏈 路 帶寬n 這 里， 鏈 路 帶寬 以 bps來表示。也就是 說 ， OSPF的Cost 與 鏈 路的 帶寬 成反比， 帶寬 越高， Cost越小，表示 OSPF到目的地的距離越近。 舉 例來 說 ， FDDI或快速以太網(wǎng)的 Cost為 1， 2M串行 鏈 路的 Cost為 48， 10M以太網(wǎng)的 Cost為 10等。n OSPF報 文直接封裝在 IP中，不依靠 UDP或 TCP2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 59鏈路狀態(tài)法n 基本思想n 路由器能 夠 把自身所 連 接的各 鏈 路狀 態(tài) 信息 發(fā) 布給 網(wǎng) 絡 中的所有其它的路由器。n 鏈 路狀 態(tài) 分 組 （ LSP） : 源路由器的 標識 符、相 鄰路由器的 標識 符和二者之 間鏈 路的 費 用n 一個 LSP將被網(wǎng) 絡 中的所有路由器所接收，各路由器用它來建立和更新一個 統(tǒng) 一的網(wǎng) 絡 整體拓撲數(shù)據(jù)庫 。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 60鏈路狀態(tài)法n 路由數(shù)據(jù) 庫 的形式n 路由器中 維護 的路由數(shù)據(jù) 庫 是一 張 整個網(wǎng) 絡 的網(wǎng)絡 拓撲 圖n 各個路由器接收到的 LSP 被用于建立和刷新 該 網(wǎng)絡 整體拓撲 圖n 根據(jù) 該 拓撲 圖 能 夠計 算出網(wǎng) 絡 中任意兩點之 間 的最短通路n 最短通路的 計 算方法： Dijkstra 算法n 路由器根據(jù)網(wǎng) 絡 整體拓撲 圖 來 計 算生成路由表2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 61鏈路狀態(tài)選路BADEFC1412221網(wǎng)絡拓撲結構BADEFC1122 1路由器 A 的最短路徑樹BADEFC41122路由器 B 的最短路徑樹2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 62鏈路狀態(tài)選路的特點n 與距離向量 選 路相比， 鏈 路狀 態(tài)選 路具有以下特點：n 鏈 路狀 態(tài)協(xié)議 能 夠 快速 匯 聚，因 為 LSP 能 夠 迅速傳 遍全網(wǎng)，快速地建立起網(wǎng) 絡 拓撲的準確 視圖 ；n 由于 LSP 傳 送的是網(wǎng) 絡 拓撲的 變 化，而不是整個路由數(shù)據(jù) 庫 ，因此網(wǎng) 絡 開 銷 更小。n 鏈 路狀 態(tài)選 路的 LSP 能 夠 支持多種網(wǎng) 絡 參數(shù)或信息的 傳 送，因此具有 較 好的可 擴 展性。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 63OSPF的基本操作n 發(fā)現(xiàn)鄰 居 節(jié) 點。 n 測 量到各個 鄰 居 節(jié) 點的延 遲 或者開 銷 。n 創(chuàng) 建一個 鏈 路狀 態(tài) 分 組 ，其中包含所有它收集到的 鏈 路信息。n 發(fā) 布 鏈 路狀 態(tài) 分 組 。n 一旦一個路由器已 經獲 得了全部的 鏈 路狀 態(tài)分 組 后，它就可以構造出完整的子網(wǎng) 圖 。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 64OSPF的基本操作 問候問候數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)庫描述數(shù)據(jù)庫描述鏈路狀態(tài)請求鏈路狀態(tài)更新鏈路狀態(tài)確認確定可達性達到數(shù)據(jù)庫的同步新情況下的同步2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 65n 和 RIP相比， OSPF有以下 3個不同點。n 向本自治系 統(tǒng) 中所有路由器 發(fā) 送信息， 這 里使用的方法是洪泛法。 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 只有當 鏈 路狀 態(tài)發(fā) 生 變 化 時 ，路由器才用洪泛法向所有路由器 發(fā) 送此信息。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 66OSPF分層路由的思想n 為 了能 夠 用于 規(guī) 模很大的網(wǎng) 絡 ， OSPF把一個大型網(wǎng)絡 分割成多個小型網(wǎng) 絡 的能力被稱 為 分 層 路由， 這 些被分割出來的小型網(wǎng) 絡 就稱 為 “區(qū)域 ”（ Area）。n 一個區(qū)域 實際 上是自治系 統(tǒng) 被劃分后形成的一 組 路由器和網(wǎng) 絡 的集合。n 每個區(qū)域定 義 一個獨立的區(qū)域號（ 32bit），并將此信息配置 給 網(wǎng) 絡 中的每個路由器。n 在 OSPF 網(wǎng) 絡 中必 須 存在一個骨干區(qū)域（區(qū)域 0）。所有的其他區(qū)域（非 0 區(qū)域）都必 須 通 過 一個區(qū)域 邊界路由器 連 接到骨干區(qū)域上2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 67自治系統(tǒng) ASOSPF 網(wǎng)絡 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) 5 R82023/2/17 通信網(wǎng)基礎 68路由器類型n 內部路由器n 區(qū)域內部，具有相同的區(qū)域號（不是 0），例如 R1， R2， R8， R9n 區(qū)域 邊緣 路由器 (ABR)n 具有多個接口，可能屬于兩個以上區(qū)域，把主干和區(qū)域內的其它成員 互 聯(lián) 起來，例如 R3， R4， R7n 也可能是主干路由器n 主干路由器n 至少有一個接口定 義 成區(qū)域 0的路由器，例如 R3， R4， R5， R6，R7n 自治系 統(tǒng)邊緣 路由器（ ASBR）n 連 接不同自治系 統(tǒng) ，例如 R62023/2/17 通信網(wǎng)基礎 69OSPF 網(wǎng)絡n 在一個區(qū)域中，路由器之 間 相互 發(fā) 布和交 換鏈 路狀 態(tài) 通告（ LSA），并 為該 區(qū)域建立一個統(tǒng) 一的拓撲映射 圖 （即 鏈 路狀 態(tài) 數(shù)據(jù) 庫 ）。n 而不同的區(qū)域之 間 通 過 ABR 相互 傳遞 有關特定網(wǎng) 絡 拓撲 結 構的概括性信息。因此，每個路由器都將保存其所在區(qū)域內的完整的網(wǎng) 絡 路由信息； 對 區(qū)域外的網(wǎng) 絡 只保存了某些特殊的概括性信息，而 這 些信息又足 夠 保 證 本區(qū)域內的分 組 能通 過 ABR 被 轉發(fā) 到另一個區(qū)域中的網(wǎng)絡 。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 70外部網(wǎng)關協(xié)議： BGPn BGP 是不同自治系 統(tǒng) 的路由器之 間 交 換 路由信息的協(xié)議 。 n BGP 的 較 新版本是 1995 年 發(fā) 表的 BGP4（ BGP 的第 4 個版本）。 n 可以將 BGP4 簡 寫 為 BGP。 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 71BGP 使用的環(huán)境n 互 聯(lián) 網(wǎng)的 規(guī) 模太大，使得自治系 統(tǒng) 之 間 路由 選擇 非常困 難 。 n 對 于自治系 統(tǒng) 之 間 的路由 選擇 ，要 尋 找最佳路由是很不 現(xiàn)實 的。 n 自治系 統(tǒng) 之 間 的路由 選擇 必 須 考 慮 有關策略。n 因此， 邊 界網(wǎng)關 協(xié)議 BGP 只能是力求 尋 找一條能夠 到達目的網(wǎng) 絡 且 比 較 好的路由 （不能兜圈子），而 并非要 尋 找一條最佳路由 。 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 72BGP 發(fā)言人 n 每一個自治系 統(tǒng) 的管理 員 要 選擇 至少一個路由器作 為該 自治系 統(tǒng) 的 “BGP 發(fā) 言人 ” 。n 一般 說 來，兩個 BGP 發(fā) 言人都是通 過 一個共享網(wǎng) 絡連 接在一起的，而 BGP 發(fā) 言人往往就是 BGP 邊 界路由器。 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 73BGP 交換路由信息n 一個 BGP 發(fā) 言人與其他自治系 統(tǒng) 中的 BGP 發(fā) 言人要交換 路由信息，就要先建立 TCP 連 接，然后在此 連 接上交 換 BGP 報 文以建立 BGP 會 話 (session)，利用 BGP 會話 交 換 路由信息。n 使用 TCP 連 接能提供可靠的服 務 ，也 簡 化了路由 選擇協(xié)議 。n 使用 TCP 連 接交 換 路由信息的兩個 BGP 發(fā) 言人，彼此成 為對 方的 鄰 站或 對 等站。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 74BGP 發(fā)言人和自治系統(tǒng) AS 的關系 BGP 發(fā)言人BGP發(fā)言人BGP 發(fā)言人BGP 發(fā)言人BGP發(fā)言人AS1AS3AS2AS5AS42023/2/17 通信網(wǎng)基礎 75自治系統(tǒng)連通圖 n BGP 發(fā) 言人互相交 換 網(wǎng) 絡 可達性的信息后，各 BGP 發(fā) 言人就可找出到達各自治系 統(tǒng) 的比較 好的路由。 AS1AS6AS2AS3AS5AS4AS7AS82023/2/17 通信網(wǎng)基礎 76BGP 發(fā)言人交換路徑向量 主干網(wǎng)（ AS1）地區(qū) ISP（ AS2）地區(qū) ISP（ AS3）本地 ISP（ AS4）N1， N2本地 ISP（ AS5）N3， N4本地 ISP（ AS6）N5本地 ISP（ AS7）N6， N7自治系統(tǒng) AS2 的 BGP 發(fā)言人通知主干網(wǎng)的 BGP 發(fā)言人： “要到達網(wǎng)絡 N1, N2, N3 和 N4 可經過 AS2。 ” 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 77BGP 發(fā)言人交換路徑向量 主干網(wǎng)（ AS1）地區(qū) ISP（ AS2）地區(qū) ISP（ AS3）本地 ISP（ AS4）N1， N2本地 ISP（ AS5）N3， N4本地 ISP（ AS6）N5本地 ISP（ AS7）N6， N7主干網(wǎng)還可發(fā)出通知： “要到達網(wǎng)絡 N5, N6 和 N7 可沿路徑（ AS1, AS3）。 ” 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 78BGP 協(xié)議的特點n BGP 協(xié)議 交 換 路由信息的 結 點數(shù)量 級 是自治系 統(tǒng) 數(shù)的量 級 ， 這 要比 這 些自治系 統(tǒng) 中的網(wǎng)絡 數(shù)少很多。n 每一個自治系 統(tǒng) 中 BGP 發(fā) 言人（或 邊 界路由器）的數(shù)目是很少的。 這樣 就使得自治系 統(tǒng) 之間 的路由 選擇 不致 過 分復 雜 。 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 79BGP 協(xié)議的特點n BGP 支持 CIDR，因此 BGP 的路由表也就 應 當包括目的網(wǎng) 絡 前 綴 、下一跳路由器，以及到達 該 目的網(wǎng) 絡 所要 經過 的各個自治系 統(tǒng) 序列。n 在 BGP 剛剛 運行 時 ， BGP 的 鄰 站是交 換 整個的 BGP 路由表。但以后只需要在 發(fā) 生 變 化 時 更新有 變 化的部分。 這樣 做 對節(jié) 省網(wǎng) 絡帶寬 和減少路由器的 處 理開銷 方面都有好 處 。 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 80提綱n 網(wǎng) 際 互 連協(xié)議n IP路由 協(xié)議n 多 協(xié)議標簽 交 換n 技 術 背景n 工作原理n 標簽 分 發(fā)協(xié)議n 應 用n IP網(wǎng) 絡組 網(wǎng)和 規(guī) 劃2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 81技術背景n 傳統(tǒng) IP路由和 轉發(fā) 機制中存在的 問題n 每一跳都要 查 找路由表n 所有的 轉發(fā) 都是基于目的地址n 重疊模型2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 82IP轉發(fā)過程2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 83IP路由協(xié)議假設：所有的轉發(fā)都是基于目的地址2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 84最短路徑路由：依據(jù)鏈路的權值2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 85重疊網(wǎng)絡2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 86重疊模型的問題n 二 層設備 不知道三 層 路由信息 ,必 須 手工建立虛 電 路。n N平方 問題 。n 要 為 所有的 節(jié) 點（ 邊緣 路由器）建立 PVC連 接。牽 涉的開 銷 將是 節(jié) 點數(shù)的 N平方倍的數(shù)量 級 。 嚴 重影響網(wǎng) 絡 的可 擴 展性，限制了 該 技 術 在骨干網(wǎng)上的應 用。n 不同子網(wǎng) 間 由路由器而不是交 換 機 進 行 連 接，當流量很大 時 ， 這 些路由器將成 為 瓶 頸 。n 無法真正 實現(xiàn) 端到端的 QoS保 證 。2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 87n MPLS技 術 是 綜 合利用網(wǎng) 絡 核心的 ATM交 換 技術 和網(wǎng) 絡邊緣 的 IP路由技 術 各自的 優(yōu) 點而 產生的。目前 結 合的解決方案 歸納 起來可以分為 重疊模型和集成模型兩 類 。n 重疊模型： IP的路由功能仍由 IP路由器來 實現(xiàn) ，需要地址解析 協(xié)議 （ ARP） 實現(xiàn) IP地址與 ATM地址的映射。其最大特點是在 ATM網(wǎng)中不 論 是 UNI信令 還是 NNI信令均不改 變 。重疊模型的 實現(xiàn) 方式主要有： IETF推薦的 傳統(tǒng) 模型（ CIPOA）、 ATM論壇 推薦的局域網(wǎng)仿真（ LANE）和 ATM上多 協(xié)議 （MPOA）技 術 。 2023/2/17 通信網(wǎng)基礎 88n 集成模型：將 ATM層 看成 IP層 的 對 等 層 ，將 IP層的路由功能與第 2層 交 換 功