05Internet网络互联.ppt

Internet/Intranet技术 专业：计算机科学与技术 第五章 Internet网络互联 5.1 路由器 5.2 路由表（路径选择表） 5.3 路由协议 5.4 路由器操作系统IOS及常用命令 5.5 路由器配置 5.1 路 由 器 路由器用于结点众多的大型网络环境，它处于ISO/OSI模型的网络层，本节所学的内容有： 1.路由器的作用、类型及特点 2.路由器的构成 3.路由器的工作原理 1.路由器的作用、类型及特点 路由器作用：①连通不同的网络；②选择信息传送的线路。 类型及特点：路由器可以分为以下几种： ①接入路由器：用于连接ISP内的小型企业客户；提供SLIP或PPP连接，还支持如PPTP和IPSec等虚拟私有网络协议。 ②企业级路由器：用于连接许多终端系统，其主要目标是以尽量便宜的方法实现尽可能多的端点互联，并且进一步要求支持不同的服务质量。 ③骨干级路由器：用于实现企业级网络的互联；其对速度和可靠性的要求比代价更高。 2.路由器的构成（上） 路由器的构成：路由器由以下4个要素构成。 ①输入端口：端口通常由线卡提供，一块线卡一般支持久4、8或16个端口，输入端口有以下功能： ? 进行数据链路层的封装和解封装； ? 在转发表中查找输入包目的地址从而决定目的端口； ? 为了提供Qos(服务质量)，端口要对收到的包分成几个预定义的服务级别； ? 运行诸如SLIP(串行线网际协议)和PPP(点对点协议)这样的数据链路级协议或PPTP(点对点隧道协议)这样的网络级协议； ? 如果路由器是输入端加队列的，则最后一项功能是参与对公共资源（如交换开关）的仲裁协议。 ②输出端口：在包被发送到输出链路之前对包进行存储，可以实现复杂的调度算法以支持优先级等要求，同时与输入端口一样支持数据链路层的封装和解封装。 2.路由器的构成（下） ③交换开关：使用最多的交换开关技术有： ? 总线：用一条总线来连接所有输入和输出端口；缺点是其交换容量受限于总线的容量以及为共享总线仲裁所带来的额外开销。 ? 交叉开关：通过开关提供多条数据通路，具有NⅹN个交叉点的交叉开关，如果一个交叉点闭合，输入总线上的数据在输出总线上可用，否则不可用，交叉点的闭合与打开由调度器来控制，因此，调度器限制了交换开关的速度。 ? 共享存储器：进来的包被存储在共享存储器中，所交换的仅仅是包的指针，这提高了交换容量，但是开关的速度受限于存储器的存取速度。 ④路由处理器：计算转发表实现路由协议，并运行对路由器进行配置和管理的软件，同时它还处理那些目的地址不在线卡转发表中的包。 3.路由器的工作原理 数据包的传送分以下两种情况： ①当源和目的网络号相同时，即两个节点在同一子网，则两个节点可以直接使用数据链路层进行通信； ②当源和目的网络号不同时，则通过路由器将IP包传送到远端网络。 路由器传送IP包的过程如右图： 5.2 路由表（路径选择表） 为了实现转发的功能，路由器需要储存有关网络拓朴结构的信息；这种拓朴结构一般以列出每个已知网络的“路径选择表”的形式储存起来，它表示为了到达下一个没有直接相连的网络须把包发给哪一个路由器。 设置路径选择表有两种方式：人工设置和动态采集。 1.静态路由表（上） 由网络管理员手工操作进行配置，根据一定的要求和原则建立和更新路由表。 1.静态路由表（下） 当网络的拓朴结构发生变化时，路由表由网络管理员手工进行修改。 2.动态路由表 动态路由不需要网络管理员进行人工操作，而是在网络管理员启动了动态路由协议后，由路由协议通过通信的方式将网络拓朴的变化自动学习获得并更新路由表，即路由表是由动态路由协议进行生成及更新的。 5.3 路 由 协 议 1、路由算法 2、路由的度量(Metric) 3、路由信息协议（RIP） 4、内部网关路由协议（IGRP） 5、开放最短路径优先（OSPF） 6、边界网关协议（BGP） 1、路 由 算 法 路由选择协议中生成和更新路由表的算法大致分为三种： ①距离向量算法：也叫做Bellman-Ford算法，周期性地在直接相邻的路由器之间传送路由表的拷贝，该算法通过增加其所收到的度量值来确定最佳路径；缺点是没有远端网络和路由器的信息，不能使路由器知道一个互联网的确切拓朴结构。 ②链路状态算法：也叫最短路径优先算法，维护了拓朴结构信息的复杂数据库；该算法保留了远端路由器的全部信息以及它们之间是如何相连的信息，该算法通过积累所有必要的链路状态公告LSA获得对整个网络拓朴的全面认识。 ③