【導(dǎo)讀】OSPF----內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議。BGP----外部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議。接起來,提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)(盡最大努力交。付)，將數(shù)據(jù)報(bào)從源端傳輸?shù)侥繕?biāo)端，不關(guān)心源端和目標(biāo)端是否在同樣的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)際協(xié)議IP及其配套協(xié)議。一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。首部的前一部分是固定長(zhǎng)度，共20字節(jié)，是所有IP數(shù)據(jù)報(bào)必須具有的。段，其長(zhǎng)度是可變的。版本——占4bit，指IP協(xié)議的版本。目前的IP協(xié)議版本號(hào)為4. 這個(gè)字段以前一直沒有被人們使用?？傞L(zhǎng)度必須不超過最大傳送單元MTU。它是一個(gè)計(jì)數(shù)器，用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)。其第一位暫未使用,第二位表示”不分片”,第三位表示”更多的分片”。某片在原分組中的相對(duì)位置。片偏移以8個(gè)字節(jié)為偏移單位。首部1首部2首部3. 數(shù)據(jù)報(bào)片2數(shù)據(jù)報(bào)片3. IP數(shù)據(jù)報(bào)分片的舉例。協(xié)議字段指出此數(shù)據(jù)報(bào)攜帶的數(shù)據(jù)使用何種協(xié)議。以便目的主機(jī)的IP層

　　

【正文】 (Open Shortest Path First) ? ―Open開放”表明 OSPF 協(xié)議不是受某一家廠商控制，而是公開發(fā)表的。 ? “ Shortest Path First最短路徑優(yōu)先”是因?yàn)槭褂昧? Dijkstra 提出的最短路徑算法 SPF。 ? OSPF 只是一個(gè)協(xié)議的名字，它并不表示其他的路由選擇協(xié)議不是“最短路徑優(yōu)先”。 ? 是分布式的 鏈路狀態(tài)協(xié)議 。 鏈路狀態(tài)協(xié)議 發(fā)現(xiàn)鄰居節(jié)點(diǎn) (發(fā)送 HELLO分組 ) 測(cè)量線路開銷 (發(fā)送 ECHO分組 ) 創(chuàng)建鏈路狀態(tài)分組 發(fā)布鏈路狀態(tài)分組 計(jì)算新的路由路徑 (最短路徑算法 ) OSPF的三個(gè)要點(diǎn) ? 向本自治系統(tǒng)中所有路由器發(fā)送信息，使用的方法是擴(kuò)散法。 ? 發(fā)送的信息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。 ? “鏈路狀態(tài)”就是說明本路由器都和哪些路由器相鄰，以及該鏈路的“度量” (metric)。 ? 只有當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，路由器才用擴(kuò)散法向所有路由器發(fā)送此信息。 鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫 (linkstate database) ? 由于各路由器之間頻繁地交換鏈路狀態(tài)信息，因此所有的路由器最終都能建立一個(gè)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。 ? 這個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)際上就是 全網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖 ，它在全網(wǎng)范圍內(nèi)是一致的（這稱為鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的同步）。 ? OSPF 的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫能較快地進(jìn)行更新，使各個(gè)路由器能及時(shí)更新其路由表。 OSPF 的更新過程收斂得快是其重要優(yōu)點(diǎn)。 OSPF 的區(qū)域 (area) ? 為了使 OSPF 能夠用于規(guī)模很大的網(wǎng)絡(luò)，OSPF 將一個(gè)自治系統(tǒng)再劃分為若干個(gè)更小的范圍，叫作 區(qū)域 。 ? 每一個(gè)區(qū)域都有一個(gè) 32 bit 的區(qū)域標(biāo)識(shí)符（用點(diǎn)分十進(jìn)制表示）。 ? 區(qū)域也不能太大，在一個(gè)區(qū)域內(nèi)的路由器最好不超過 200 個(gè)。 Ac 自治系統(tǒng) AS OSPF 劃分為兩種不同的區(qū)域 區(qū)域 區(qū)域 主干區(qū)域 至其他自治系統(tǒng) R9 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 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 R8 劃分區(qū)域 ? 劃分區(qū)域的好處是：將利用擴(kuò)散法交換鏈路狀態(tài)信息的范圍局限于每一個(gè)區(qū)域而不是整個(gè)的自治系統(tǒng)，減少了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的通信量。 ? 在一個(gè)區(qū)域內(nèi)部的路由器只知道本區(qū)域的完整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，而不知道其他區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞那闆r。 ? OSPF 使用層次結(jié)構(gòu)的區(qū)域劃分。在上層的區(qū)域叫作 主干區(qū)域 (backbone area)。主干區(qū)域的標(biāo)識(shí)符規(guī)定為 。主干區(qū)域的作用是用來連通其他在下層的區(qū)域。 Ac 自治系統(tǒng) AS 主干路由器 區(qū)域 區(qū)域 主干區(qū)域 至其他自治系統(tǒng) R9 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 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 R8 Ac 自治系統(tǒng) AS 區(qū)域邊界路由器 區(qū)域 區(qū)域 主干區(qū)域 至其他自治系統(tǒng) R9 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 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 R8 OSPF 直接用 IP 數(shù)據(jù)報(bào)傳送 ? OSPF 直接用 IP 數(shù)據(jù)報(bào)傳送，可見 OSPF 的位置在網(wǎng)絡(luò)層。 ? OSPF 構(gòu)成的數(shù)據(jù)報(bào)很短。這樣做可減少路由信息的通信量。 ? 數(shù)據(jù)報(bào)很短的另一好處是可以不必將長(zhǎng)的數(shù)據(jù)報(bào)分片傳送。分片傳送的數(shù)據(jù)報(bào)只要丟失一個(gè)，就無法組裝成原來的數(shù)據(jù)報(bào)，而整個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)就必須重傳。 OSPF 的其他特點(diǎn) ? OSPF 對(duì)不同的鏈路可根據(jù) IP 分組的不同服務(wù)類型 而設(shè)置成不同的代價(jià)。因此，OSPF 對(duì)于不同類型的業(yè)務(wù)可計(jì)算出不同的路由。 ? 如果到同一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)有多條相同代價(jià)的路徑，那么可以將通信量分配給這幾條路徑。這叫作多路徑間的負(fù)載平衡。 OSPF 的其他特點(diǎn) ? 所有在 OSPF 路由器之間交換的分組都具有鑒別的功能 ,保證只在信賴的路由器之間交換鏈路狀態(tài)信息。 ? 支持可變長(zhǎng)度的子網(wǎng)劃分和無分類編址 CIDR。 ? 每一個(gè)鏈路狀態(tài)都帶上一個(gè) 32 bit 的序號(hào)，序號(hào)越大狀態(tài)就越新。 Ac IP 數(shù)據(jù)報(bào) OSPF 分組 IP數(shù)據(jù)報(bào)首部 OSPF 分組 OSPF 分組首部 類型 1 至類型 5 的 OSPF 分組 24 字節(jié) 0 8 16 31 版 本 路 由 器 標(biāo) 識(shí) 符 類 型 分 組 長(zhǎng) 度 檢 驗(yàn) 和 鑒 別 比特 鑒 別 區(qū) 域 標(biāo) 識(shí) 符 鑒 別 類 型 OSPF 的五種分組類型 ? 類型 1，問候 (Hello)分組。 ? 類型 2，數(shù)據(jù)庫描述 (Database Description)分組。 ? 類型 3，鏈路狀態(tài)請(qǐng)求 (Link State Request)分組。 ? 類型 4，鏈路狀態(tài)更新 (Link State Update)分組， ? 類型 5，鏈路狀態(tài)確認(rèn) (Link State Acknowledgment) 分組。 Ac OSPF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(qǐng)求 鏈路狀態(tài)更新 鏈路狀態(tài)確認(rèn) 確定可達(dá)性 達(dá)到數(shù)據(jù)庫的同步 新情況下的同步 Ac OSPF 使用的是可靠的擴(kuò)散法 t 更新報(bào)文 ACK報(bào)文 R R R R t1 t2 t3 t4 OSPF 的其他特點(diǎn) ? OSPF 還規(guī)定每隔一段時(shí)間，如 30 分鐘，要刷新一次數(shù)據(jù)庫中的鏈路狀態(tài)。 ? 由于一個(gè)路由器的鏈路狀態(tài)只涉及到與相鄰路由器的連通狀態(tài)，因而與整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模并無直接關(guān)系。 ? 當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模很大時(shí)， OSPF 協(xié)議要比距離向量協(xié)議 RIP 好得多。 ? OSPF 沒有“壞消息傳播得慢”的問題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，其響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化的時(shí)間小于 100 ms。 指派路由器 (designated router) ? 多點(diǎn)接入的局域網(wǎng)采用了指派路由器的方法，使廣播的信息量大大減少。 ? 指派路由器代表該局域網(wǎng)上所有的鏈路向連接到該網(wǎng)絡(luò)上的各路由器發(fā)送狀態(tài)信息。 OSPF 支持三種網(wǎng)絡(luò)的連接 (1) 兩個(gè)路由器之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接 (2) 具有廣播功能的局域網(wǎng) (3) 無廣播功能的廣域網(wǎng) BGP外部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議 ? 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。 ? 因特網(wǎng)的規(guī)模太大，使得自治系統(tǒng)之間路由選擇非常困難。 BGP 協(xié)議 ? 對(duì)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(shí)的。 ? 外部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議 BGP 只能是力求尋找一條能夠到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)且 比較好的路由（不能兜圈子），而 并非要尋找一條最佳路由 。 ? BGP基本上是一個(gè)距離矢量協(xié)議。 BGP 交換路由信息 ? 一個(gè) BGP 路由器與其他自治系統(tǒng)中的 BGP 路由器要交換路由信息，要先建立 TCP 連接，然后在此連接上交換 BGP 報(bào)文以建立 BGP 會(huì)話(session)，利用 BGP 會(huì)話交換路由信息。 ? 使用 TCP 連接能提供可靠的服務(wù)，也簡(jiǎn)化了路由選擇協(xié)議。 ? 使用 TCP 連接交換路由信息的兩個(gè) BGP 路由器，彼此成為對(duì)方的鄰站或?qū)Φ日尽? BGP 交換路由信息 BGP 協(xié)議 ? 交換 完整的 路由信息。 ? 解決了無窮計(jì)數(shù)問題。 IPv6 ? 從計(jì)算機(jī)本身發(fā)展以及從因特網(wǎng)規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)傳輸速率來看，現(xiàn)在 IPv4 已很不適用。 ? 最主要的問題就是 32 bit 的 IP 地址不夠用。 ? 要解決 IP 地址耗盡的問題的措施： ? 采用無類別編址 CIDR，使 IP 地址的分配更加合理。 ? 采用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 NAT方法以節(jié)省全球 IP 地址。 ? 采用具有更大地址空間的新版本的 IP 協(xié)議 IPv6。 IPv6 的基本首部 IPv6 所引進(jìn)的主要變化如下： ? 更大的地址空間。 IPv6 將地址從 IPv4 的 32 bit 增大到了 128 bit。 ? 擴(kuò)展的地址層次結(jié)構(gòu)。 ? 靈活的首部格式。 ? 改進(jìn)的選項(xiàng)。 ? 允許協(xié)議繼續(xù)擴(kuò)充。 ? 支持即插即用（即自動(dòng)配置） ? 支持資源的預(yù)分配。 IPv6 數(shù)據(jù)報(bào)的首部 ? IPv6 將首部長(zhǎng)度變?yōu)楣潭ǖ? 40 字節(jié)，稱為 基本首部 (base header)。 ? 將不必要的功能取消了，首部的字段數(shù)減少到只有 8 個(gè)。 ? 取消了首部的檢驗(yàn)和字段，加快了路由器處理數(shù)據(jù)報(bào)的速度。 ? 在基本首部的后面允許有零個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展首部。 ? 所有的擴(kuò)展首部和數(shù)據(jù)合起來叫做數(shù)據(jù)報(bào)的 有效載荷 (payload)或 凈負(fù)荷 。 Ac IPv6 數(shù)據(jù)報(bào)的一般形式 基本 首部 擴(kuò)展 首部 1 擴(kuò)展 首部 N … 數(shù) 據(jù) 部 分 選項(xiàng) IPv6 數(shù)據(jù)報(bào) 有效載荷 Ac IPv6 數(shù)據(jù)報(bào)首部與 IPv4 數(shù)據(jù)報(bào)首部的對(duì)比 0 4 8 16 19 24 31 版 本 標(biāo)志 生 存 時(shí) 間 協(xié) 議 標(biāo) 識(shí) 服 務(wù) 類 型 總 長(zhǎng) 度 片 偏 移 填 充 首 部 檢 驗(yàn) 和 源 地 址 目 的 地 址 可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變） 比特 首部長(zhǎng)度 固 定 部 分 20 字節(jié) 可變 部分 IPv4 首部 取消 有變化 上面是 IPv4 數(shù)據(jù)報(bào)的首部 Ac 0 4 16 31 版 本 比特 目 的 地 址 源 地 址 下 一 個(gè) 首 部 流 標(biāo) 號(hào) 12 通 信 量 類 （ 128 bit） （ 128 bit） 有 效 載 荷 長(zhǎng) 度 跳 數(shù) 限 制 24 擴(kuò)展首部 / 數(shù)據(jù) IPv6 的 基本首部 （ 40 B） IPv6 的 有效載荷 （至 64 KB） Ac 0 4 16 31 版 本 比特 目 的 地 址 源 地 址 下 一 個(gè) 首 部 流 標(biāo) 號(hào) 12 通 信 量 類 （ 128 bit） （ 128 bit） 有 效 載 荷 長(zhǎng) 度 跳 數(shù) 限 制 24 擴(kuò)展首部 / 數(shù)據(jù) IPv6 的 基本首部 （ 40 B） IPv6 的 有效載荷 （至 64 KB） Ac 0 4 16 31 版 本 比特 目 的 地 址 源 地 址 下 一 個(gè) 首 部 流 標(biāo) 號(hào) 12 通 信 量 類 （ 128 bit） （ 128 bit） 有 效 載 荷 長(zhǎng) 度 跳 數(shù) 限 制 24 IPv6 的 基 本 首 部 40 B 版本 (version)—— 4 bit。它指明了協(xié)議的版本，對(duì) IPv6 該字段總是 6。 Ac 0 4 16 31 版 本 比特 目 的 地 址 源 地 址 下 一 個(gè) 首 部 流 標(biāo) 號(hào) 12 通 信 量 類 （ 128 bit） （ 128 bit） 有 效 載 荷 長(zhǎng) 度 跳 數(shù) 限 制 24 IPv6 的