計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課件：2_6_4 分組交付與路由選擇

1、第六章 網(wǎng)絡(luò)層第四節(jié) 分組交付與路由選擇一、分組交付和路由選擇的基本概念分組交付(forwarding)互聯(lián)網(wǎng)中主機(jī)、路由器轉(zhuǎn)發(fā)IP分組的過(guò)程。分為兩類：直接交付和間接交付。直接交付:在一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)上把數(shù)據(jù)報(bào)從一臺(tái)主機(jī)直接傳輸?shù)搅硪慌_(tái)主機(jī)。間接交付：當(dāng)源主機(jī)和目的主機(jī)分別處于 不同的物理網(wǎng)絡(luò)上時(shí)，數(shù)據(jù)報(bào)由源主機(jī)通過(guò)中間的路由器把數(shù)據(jù)報(bào)間接地傳輸?shù)侥康闹鳈C(jī)的過(guò)程。 分組交付的過(guò)程默認(rèn)路由器（第一跳路由器）路由器根據(jù)分組的目的地址與源地址是否屬于同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，判斷是直接交付還是間接交付。多數(shù)主機(jī)先接入一個(gè)局域網(wǎng)，再通過(guò)一個(gè)路由器接入互聯(lián)網(wǎng)。路由選擇路由：選擇一條用于發(fā)送分組的路徑的過(guò)程。路由器從路由

2、表中找到下一個(gè)路由器的IP地址，然后將分組傳給下一個(gè)路由器。路由選擇的核心是路由選擇算法，為生成路由表提供算法依據(jù)。二、路由選擇算法互聯(lián)網(wǎng)中每一臺(tái)路由器都保存一個(gè)路由表，存儲(chǔ)可能的目的地址與如何到達(dá)目的地址的信息。路由器采用表驅(qū)動(dòng)的路由選擇算法，路由選擇通過(guò)查表的方式進(jìn)行。評(píng)價(jià)路由算法選擇的依據(jù)：正確、穩(wěn)定和公平的；盡量簡(jiǎn)單，節(jié)約路由器資源；能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜屯ㄐ帕康淖兓?；是“最佳”的，轉(zhuǎn)發(fā)開銷要低。路由選擇算法的主要參數(shù)跳數(shù) 一個(gè)分組從源結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路由器 的個(gè)數(shù)；帶寬 鏈路的傳輸速率，單位Mbps；延時(shí) 一個(gè)分組從源結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)花費(fèi)的時(shí)間；負(fù)載 通過(guò)路由器或線路的單位時(shí)間通信

3、量；可靠性 傳輸過(guò)程中的分組丟失率；開銷 傳輸過(guò)程中所耗費(fèi)的鏈路帶寬、通信費(fèi)用等。少高低大高低由人工方式建立，網(wǎng)管人員將每個(gè)目的地址的路徑輸入路由表；一般只用在小型的、結(jié)構(gòu)不會(huì)經(jīng)常改變的局域網(wǎng)系統(tǒng)中，或者是故障查找的試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)中。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，路由表無(wú)法自動(dòng)更新；靜態(tài)路由表從路由選擇算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜屯ㄐ帕孔兓淖赃m應(yīng)能力的角度劃分，分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩大類。大型互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)通常采用動(dòng)態(tài)路由表；在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議，建立路由表；當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)變化時(shí)，動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議就會(huì)自動(dòng)更新所有路由器中的路由表；不同規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)需選擇不同的動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議。動(dòng)態(tài)路由表標(biāo)準(zhǔn)路由表中保存著多個(gè)

4、網(wǎng)絡(luò)的IP地址與下一跳路由器的序偶對(duì)(N,R)；N表示目的主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)IP地址，R表示網(wǎng)絡(luò)N的路徑上的下一跳路由器的IP地址。1、標(biāo)準(zhǔn)路由選擇算法要到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)下一個(gè)路由器20.0.0.0直接交付30.0.0.0直接交付10.0.0.020.0.0.140.0.0.030.0.0.3一個(gè)通過(guò)3個(gè)路由器連接的4個(gè)網(wǎng)絡(luò)的例子Router2的路由表本地網(wǎng)絡(luò)2、子網(wǎng)的路由選擇另一個(gè)通過(guò)3個(gè)路由器連接的4個(gè)網(wǎng)絡(luò)的例子路由表中內(nèi)容，序偶對(duì)(N,R) 變成三元組(M,N,R)；M表示目的網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼。 Router2的路由表，序偶對(duì)(N,R) 變成三元組(M,N,R) 子網(wǎng)掩碼要到達(dá)的網(wǎng)絡(luò)下一個(gè)路由器25

5、5.255.0.010.2.0.0直接交付255.255.0.010.3.0.0直接交付255.255.0.010.1.0.010.2.0.1255.255.0.010.4.0.010.3.0.3假設(shè)收到目的地址為10.4.112.10的分組；網(wǎng)絡(luò)地址：10.4.0.0，向Router3發(fā)送。假設(shè)收到目的地址為10.2.12.1的分組；網(wǎng)絡(luò)地址：10.2.0.0，直接交付舉例三、IP路由匯聚CIDR路由匯聚的例子：S0,S1：串行專線E0,E1,E2：以太網(wǎng)接口RE,RF：匯聚路由器RARD：接入路由器匯聚之前路由器RG的路由表路由器輸出接口156.26.63.240/30S0（直接連接）15

6、6.26.63.244/30S1（直接連接）156.26.63.0/28S0156.26.63.16/28S1156.26.0.0/24S0156.26.1.0/24S0156.26.2.0/24S0156.26.3.0/24S0156.26.56.0/24S1156.26.57.0/24S1156.26.58.0/24S1156.26.59.0/24S1地址匯聚過(guò)程路由選擇遵循“最長(zhǎng)前綴匹配”的原則。尋找156.26.0.0/24156.26.3.0/24等4項(xiàng)的最長(zhǎng)相同的前綴，只要觀察地址中的第3個(gè)字節(jié)：第3個(gè)字節(jié)的前6位都是相同的，4項(xiàng)中最長(zhǎng)相同的前綴為22位；路由表中這4項(xiàng)可以合并成：

7、156.26.0.0/22。0=000000001=000000012=000000103=00000011觀察156.26.56.0/24156.26.59.0/24的第3個(gè)字節(jié)：第3字節(jié)的前6位都是相同的。也就是說(shuō)，4項(xiàng)的最長(zhǎng)相同的前綴是22位。因此，在路由表中這4項(xiàng)條目可以合并成156.26.56.0/22。56=0011100057=0011100158=0011101059=00111011匯聚之后路由器RG的路由表路由器輸出接口156.26.63.240/30S0（直接連接）156.26.63.244/30S1（直接連接）156.26.63.0/28S0156.26.63.16/2

8、8S1156.26.0.0/22S0156.26.56.0/22S118習(xí)題路由表中路由表項(xiàng)包括_A.目的網(wǎng)絡(luò)和到達(dá)該網(wǎng)絡(luò)的完整路徑B.目的主機(jī)和到達(dá)該目的主機(jī)的完整路徑C.目的網(wǎng)絡(luò)和到達(dá)該目的網(wǎng)絡(luò)下一跳路由器的 IP 地址D.目的網(wǎng)絡(luò)和到達(dá)該目的網(wǎng)絡(luò)下一跳路由器的 MAC 地址19C選擇題上圖的網(wǎng)絡(luò)中，路由器 R1 只有到達(dá)子網(wǎng) 202.168.1.0/24 的路由。為了使 R1 可以將 IP 分組正確路由到所有的子網(wǎng)，需要在 R1 路由表中增加一個(gè)路由的目的網(wǎng)絡(luò)，子網(wǎng)掩碼與下一跳路由器地址的是（ ）。A202.168.2.0，255.255.255.128，202.168.1.1B202.168.2.0，255.255.255.0，202.168.1.1C202.168.2.0，255.255.255.128，202.168.1.2D202.168.2.0，255.255.255.0，202.168.1.220D簡(jiǎn)答題路由器收到目的 IP 地