【正文】 138 多邊協(xié)議網(wǎng)關(guān)：可以實(shí)現(xiàn)多種特定協(xié)議之間的 轉(zhuǎn)換。如 果互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)高 3層協(xié)議不同，可以使用網(wǎng)關(guān) 進(jìn)行連接，來實(shí)現(xiàn)它們之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換。 2. 網(wǎng)關(guān)的主要作用 實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的翻譯和轉(zhuǎn)換工作。 136 高層互聯(lián)設(shè)備 高層互聯(lián)的代表設(shè)備是 “ 網(wǎng)關(guān) ” 。 （ 2）使用路由器將局域網(wǎng)連接到 Inter. （ 3）多個局域網(wǎng)的遠(yuǎn)程連接。 ?不支持非路由協(xié)議。 ?安裝和維護(hù)比較困難。 134 ?能夠提供可靠傳輸、優(yōu)先服務(wù)，并且不許要相互通信的網(wǎng)絡(luò)之間保持永久連接。 ?能夠隔離網(wǎng)絡(luò)的通信量，起到保證網(wǎng)絡(luò)安全和防火墻的作用。 133 ?多協(xié)議路由器可以連接使用不同路由通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，因此，它可以作為使用不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)平臺。 10個用戶 10個用戶 10個用戶 12個用戶 B A C D 130 IP地址可以這樣分配： B A C D 掩碼： (58個用戶和路由器 ) 掩碼： (10個用戶和路由器 ) 掩碼： (10個用戶和路由器 ) 掩碼： (25個用戶和路由器 ) ， (路由器 ) 掩碼： ， (路由器 ) 52， (路由器 ) 掩碼： ，.1052， (路由器 ) 掩碼： .13，.1452131 具體 IP的分配： ? (掩碼： ) ? (掩碼： ) ? (掩碼： ) ? 未使用 ? (掩碼： ) ? (掩碼： ) ? (掩碼： ) ? 未使用 ? (掩碼： ) ? 未使用 132 3. 路由器的分類 （ 1）近程路由器和遠(yuǎn)程路由器 （ 2）靜態(tài)路由器和動態(tài)路由器 （ 3）單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器 4. 路由器的應(yīng)用特點(diǎn) （ 1）使用路由器的優(yōu)點(diǎn) ?能夠合理的、智能化的選擇最佳路徑。故采用 VLSM對同一網(wǎng)絡(luò)使用不同的子網(wǎng)掩碼。 128 無類型域間路由選擇 CIDR 可變長度子網(wǎng)掩碼 VLSM 網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò) 10用戶 12用戶 網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò) 可見，這種方法對于路由器和路由器的串行連接來講， IP地址的浪費(fèi)太大了，因?yàn)閷?shí)際上只需要2個 IP地址就可以了。 (2)與 BGP有二個以上連接的網(wǎng)絡(luò)，可用來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)。 BGP用來在 不同自治系統(tǒng)的路由器之間交換路由信息，必 須考慮有關(guān)的策略：如政治、安全、經(jīng)濟(jì)等方 面考慮進(jìn)行人工設(shè)置。 目前 Inter采用自適應(yīng)、分布式路由選擇協(xié)議。 ? 外部路由協(xié)議（ EGP） 用于不同自治系統(tǒng)（ AS）之間的路由交換； ? 內(nèi)部路由協(xié)議（ IGP） 用于自治系統(tǒng)（ AS）內(nèi)部的路由交換。 123 A B C D 5 3 10 11 2 ???????????????021120310113051050D① ??S② A從它的初始向量中選擇一個具有最小權(quán)值的 頂點(diǎn) B將它加入到集合 S中。 ④重復(fù)操作②③共 n1次。令： S=S∪ {j} 122 ③ 修改從 v 出發(fā)到集合 VS上任一頂點(diǎn) vk的最 短路徑長度。 再設(shè) S為已找到的從 v出發(fā)的最短路徑的終點(diǎn)集 合，它的初始狀態(tài)為空。 具體算法如下： ①假設(shè)用一個帶權(quán)的矩陣 arcs來表示帶權(quán)有向 圖， arcs[i][j]表示弧 vi， vj上的權(quán)值。假設(shè)有一個矩陣 D，它的每個分量 D[i]表示當(dāng)前節(jié)點(diǎn) v到每個 終點(diǎn) vi的最短路徑長度。 根據(jù) Dijkstra算法計(jì)算最短路徑。以保證沒有任何分組會丟失并無限長 期存活下去。 119 當(dāng)一個路由器崩潰后，它將丟失其序號，如 其從 0開始，那么后面分組將被當(dāng)作重復(fù)分組而 丟棄；或順序號傳送后出現(xiàn)錯誤，如 4被看成 6500，則分組 5到 6499將被當(dāng)作過時分組而丟棄。每次發(fā)送新分組時序號加 1。 該分組以發(fā)送方的 標(biāo)識符 開頭，后面是 序號 、 年 齡 和一個 鄰居結(jié)點(diǎn)列表 ；列表中對應(yīng)每個鄰居結(jié) 點(diǎn)，都有發(fā)送方到它們的 延遲 或 開銷 ； A B C D F E 4 2 3 7 8 5 1 6 A 序號 年齡 B 4 E 5 B 序號 年齡 A 4 C 2 F 6 C 序號 年齡 B 2 D 3 E 1 D 序號 年齡 C 3 F 7 E 序號 年齡 A 5 C 1 F 8 118 ④ 將這個分組發(fā)送給所有其它路由器。這 種測試可以將載荷考慮進(jìn)去。 ②測量到每個鄰居結(jié)點(diǎn)的延遲或開銷。 ? 缺點(diǎn)：開銷大 116 具體的鏈路狀態(tài)路由算法如下： ①發(fā)現(xiàn)鄰居結(jié)點(diǎn)，并知道它們的網(wǎng)絡(luò)地址。 ? OSPF的規(guī)定： 1）每兩個相鄰路由器每隔 10秒鐘要交換一次hello報(bào)文。 115 ⑤ 只要網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化，數(shù)據(jù)庫很快進(jìn)行更新， 5秒更新一次，保持全網(wǎng)范圍的一致性。 ③每一個路由器用鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，算出自己的路由表。 ②由于網(wǎng)絡(luò)中的鏈路狀態(tài)可能經(jīng)常發(fā)生變化，因此， OSPF讓每一個鏈路狀態(tài)都帶上一個32bit的序號，序號越大狀態(tài)就越新。不幸的是這種方法耽誤了協(xié) 議的聚合。對于更大的 路由循環(huán)，則需要更強(qiáng)的措施。 例如， B把（ E， ∞ ）送給 A，這樣 A就不會使 用這條路由了。 B：（ E， 2， A）， B知道這條路由信息是從 A學(xué)習(xí)到的，所以不論 B什么時候給 A發(fā)送更新 信息，在其更新信息中都不包括（ E， 2）。這種方法的問題 是，當(dāng)某個網(wǎng)絡(luò)增長到最大跳數(shù)超過 16時，就 又出現(xiàn)了新的問題。比 如，我們認(rèn)為穿過某個網(wǎng)絡(luò)的最大跳數(shù)不會超 過 16，因此，選擇 16來表示無窮大。 ? 當(dāng)一個節(jié)點(diǎn)或鏈路發(fā)生故障時可能出現(xiàn)的情況 ? 正常情況：首先注意到這個問題的節(jié)點(diǎn)發(fā)送新 的距離列表給它的相鄰節(jié)點(diǎn)，一般，系統(tǒng)會很快 達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)。這可以使其他節(jié)點(diǎn)知道它們?nèi)栽谡９? 作，也可以確保即使現(xiàn)有的路由不可用時，它 們?nèi)阅芤恢钡玫剿璧男畔ⅰ? 104 存儲在各 到每個節(jié)點(diǎn)的距離 節(jié)點(diǎn)的信息 A B C D E F G A 0 1 1 ∞ 1 1 ∞ B 1 0 1 ∞ ∞ ∞ ∞ C 1 1 0 1 ∞ ∞ ∞ D ∞ ∞ 1 0 ∞ ∞ 1 E 1 ∞ ∞ ∞ 0 ∞ ∞ F 1 ∞ ∞ ∞ ∞ 0 1 G ∞ ∞ ∞ 1 ∞ 1 0 + 2 + 2 105 更新后的路由表（ A的路由表） 目標(biāo) 開銷 下一跳 B 1 B C 1 C D 2 C E 1 E F 1 F G 2 F 106 最終的全局路由表 存儲在各 到每個節(jié)點(diǎn)的距離 節(jié)點(diǎn)的信息 A B C D E F G A 0 1 1 2 1 1 2 B 1 0 1 2 2 2 3 C 1 1 0 1 2 2 2 D 2 2 1 0 3 2 1 E 1 2 2 3 0 2 3 F 1 2 2 2 2 0 1 G 2 3 2 1 3 1 0 107 ?路由更新 在兩種情況下一個節(jié)點(diǎn)決定發(fā)送更新消息給它 的相鄰節(jié)點(diǎn)。 現(xiàn)在我們舉一個例子來說明這個過程。這 樣一條開銷最低的路徑就是包含跳數(shù)最少的一條路徑。 100 下面看 RIP是如何工作的。 距離向量路由選擇算法開始時，假設(shè)每個節(jié) 點(diǎn)都知道到其直接相連的相鄰節(jié)點(diǎn)的鏈路開 銷。 97 硬件類型＝ 1 協(xié)議類型＝ 0x0800 硬件地址長度＝ 48 協(xié)議地址長度＝ 32 操作 源硬件地址（ 0～ 3字節(jié)） 源硬件地址（ 4～ 5字節(jié)） 源協(xié)議地址（ 0～ 1字節(jié)） 源協(xié)議地址（ 2~3字節(jié)） 目標(biāo)硬件地址（ 0～ 1字節(jié)） 目標(biāo)硬件地址（ 2～ 5字節(jié)） 目標(biāo)協(xié)議地址（ 0～ 3字節(jié)） 0 8 16 31 圖 2 將 IP地址映射為 MAC地址的 ARP分組格式 98 ?路由選擇 路由轉(zhuǎn)發(fā)的一個主要任務(wù)就是建立路由表，可 以手工配置路由表，但是過于復(fù)雜，并且不能 適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭討B(tài)變化，因此，一般通過運(yùn) 行一個路由算法來動態(tài)建立路由表。 ? 如果某一主機(jī)不是目標(biāo)主機(jī)，并且 ARP表 中也沒有源主機(jī)的記錄，那么它不需要將源主 機(jī)的信息加入自己的 ARP表中。 96 ⑥ 并不是所有的主機(jī)都需要添加源主機(jī)的這條 信息。 ⑤查詢信息中也包含了發(fā)送主機(jī)的 IP地址和鏈 路層地址。 ④如果匹配，它就會發(fā)送一個包含自己鏈路層 地址的應(yīng)答消息給源主機(jī)，以響應(yīng)這個查詢。 ②如果記錄不存在，它需要在網(wǎng)絡(luò)上廣播一個 ARP查詢，在這個查詢中包含了目標(biāo)主機(jī)的 IP地址。 94 ?ARP協(xié)議的工作過程 ARP協(xié)議充分利用了很多鏈路層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都支 持廣播這一事實(shí)。 因此， ARP協(xié)議的主