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划分子网
在两级的IP地址中, 增加一个子网号段, 变成三级的IP地址, 叫做划分子网
IP地址: {<网络号>, <子网号>, <主机号>}
划分子网的基本思路
- 根据IP数据报的目的网络号, 找到本单位网络上的路由器
- 由路由器按照IP数据报的目的网络号和子网号找到目的子网
- 根据主机号找到目的主机
划分子网的优点
- 减少了IP地址的浪费
- 使网络的组织更加灵活
- 便于维护和管理
子网的划分方法
固定长度子网
变长子网
在划分子网的情况下路由器转发分组的算法
- 从收到的分组首部提取目的IP地址
- 使用子网掩码和目的IP地址进行按位与, 如果能找到匹配的网络地址, 将分组直接交付. 否则间接交付, 执行3
- 如果路由表中没有目的IP地址的特定主机路由, 则将分组传送给下一跳路由; 否则执行4
- 将路由表中的每一行, 将子网掩码和目的IP地址按位与. 如果有匹配的网络地址, 则将分组传送给指明的下一跳路由; 否则执行5
- 如果路由表中有一个默认路由, 则将分组传送给指明的默认路由; 否则执行6
- 报告转发分组出错
构造超网 (无分类编址CIDR)
CIDR记法
192.168.1.10/24
其中/后面的24表明网络前缀所占的位数, 即子网掩码中1的个数
CIDR地址块
把网络前缀都相同的且连续的IP地址组成CIDR地址块
192.168.1.0/24地址块的最小地址为: 192.168.1.0
192.168.1.0/24地址块的最大地址为: 192.168.1.255
全0和全1的主机号地址一般不使用
构造超网 (路由聚合)
一个CIDR地址块可以表示很多地址, 这种地址的聚合称为路由聚合 , 也称为构造超网
最长前缀匹配
- 使用CIDR时, 路由表中的每一项由"网络前缀"和"下一跳地址"组成. 在查找路由表时可能会得到多个匹配结果.
- 应从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由: 最长前缀匹配
- 网络前缀越长, 其地址越小, 因而路由越具体
- 最长前缀匹配又称为最长匹配工最佳匹配
ICMP报文的种类
ICMP网际报文控制协议, 是IP层的协议
允许主机或路由器报告差错情况和有关异常情况的报告
ICMP差错报告报文
- 终点不可达
- 时间超过
- 参数问题
- 改变路由(重定向)(Redirect)
ICMP询问报文
回送请求和回答报文
时间戳请求和回答报文
理想的路由算法
算法必须是正确的和完整的
算法在计算上应简单
算法要有适应性
算法要有稳定性
算法应是公平的
算法应是最佳的
静态路由
非自适应路由选择, 特点是简单和开销小, 但不能及时适应网络状态的变化
动态路由
自适应路由选择, 特点是能适应网络状态的变化, 但实现复杂, 开销大
IGP内部网关协议
在一个自治系统内部使用的路由选择协议, 如RIP和OSPF
EGP外部网关协议
将路由选择信息传递到另一个自治系统中, 如BGP-4
RIP协议的特点
- 仅和相邻的路由器交换信息
- 交换的信息是当前路由器所知道的全部信息, 即自己的路由表
- 按固定的时间间隔交换路由信息, 当网络拓扑发生变化时, 路由器也及时向相邻的路由器通告拓扑变化后的路由信息
RIP协议的优点
实现简单, 开销小
RIP协议的缺点
- 限制了网络的规模, 它能使用的最大距离为15
- 路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表, 因而随着网络规模的扩大, 开销也就增加
- 更新过程的收敛时间过长
OSPF协议的基本特点
- 开放, OSPF协议不受一家厂商控制, 是公开的
- 最短路径优先, 使用了Dijkstra提出的最短路径算法SPF
- 采用分页式的链路状态协议
OSPF的五种分组类型
问候分组
数据库描述分组
链路状态请求分组
链路状态更新分组
链路状态确认分组
BGP协议的特点
交换路由信息的结点数量级是自治系统数的量级
每个自治系统中的边界路由器是很少的, 使得路由选择不至于太复杂
支持CIDR
在发生变化时只更新有变化的部分. 节省网络带宽和减少路由器的开销
BGP-4的四种报文
打开报文 - 用来与相邻的BGP发言人建立关系
更新报文 - 用来发送某一路由的信息, 列出要撤销的多条路由
保活报文 - 用来确认打开报文和周期性证实邻站关系
通知报文 - 用来发送检测到的差错
路由器的结构
路由选择部分
也叫控制部分, 核心是路由选择处理机
路由选择处理机的任务是根据所选定的路由选择协议构造出路由表, 同时经常或定期地和相邻路由器交换路由信息而不断地更新和维护路由表
分组转发部分
- 交换结构, 根据转发表对分组进行处理
- 一组输入端口
- 一组输出端口
