計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第四章網(wǎng)絡(luò)層課件

第四章網(wǎng)絡(luò)層IP層EverthingoverIPIPoverEverthingIP格式IP層IP地址：網(wǎng)絡(luò)號+主機(jī)號網(wǎng)絡(luò)掩碼：用來區(qū)分網(wǎng)絡(luò)號IPv4規(guī)定了A類、B類、C類的標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)掩碼：A類：B類：C類：子網(wǎng)掩碼運(yùn)算做與運(yùn)算非標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)劃分VLSM

（variable-lengthsubnetmask）

：變長子網(wǎng)掩碼B網(wǎng)：太大。C網(wǎng)：太小。 VLSM：變長VLSM一個C網(wǎng)地址的VLSM示意特殊地址特殊地址共有六種(Netid:網(wǎng)絡(luò)號，Hostid:主機(jī)號)。網(wǎng)絡(luò)地址(Netid=特定網(wǎng)絡(luò)號，Hostid=0)：如IP地址為10的網(wǎng)絡(luò)號為

直接廣播地址(Netid=特定網(wǎng)絡(luò)號，Hostid=全1)：

如果向55為目標(biāo)地址發(fā)送數(shù)據(jù)包，則網(wǎng)絡(luò)號內(nèi)所有的主機(jī)都回收到該數(shù)據(jù)包。有限廣播地址(Netid=全1，Hostid=全1)：也稱為本網(wǎng)廣播地址。本網(wǎng)特定主機(jī)地址(Netid=全0，Hostid=特定主機(jī)號)

回送地址(Netid=127，Hostid=任意值)，一般只用來對本機(jī)協(xié)議的正確性進(jìn)行測試。Loopback本網(wǎng)絡(luò)本主機(jī)(Netid=全0，Hostid=全0)CIDR無類域間路由CIDR（ClasslessInter-DomainRouting）的基本思想是取消地址的分類結(jié)構(gòu)，取而代之的是允許以可變長分界的方式分配網(wǎng)絡(luò)數(shù)減小路由表地址表的個數(shù)假設(shè)有一個C類地址為－/24，通過CIDR技術(shù)歸納后，可表示為/21。也可以叫“超網(wǎng)”，八個路由表項合并為一項。VLSM：把網(wǎng)絡(luò)劃的更細(xì)，主要針對主機(jī)地址。CIDR：把網(wǎng)絡(luò)合并，沒有類的區(qū)別，只根據(jù)網(wǎng)絡(luò)掩碼。主要減小路由表。IP路由原理IP路由發(fā)生在第三層，根據(jù)IP地址選擇出口。選取出口的原則：路由表路由表保存了：目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址子網(wǎng)掩碼下一跳路由器或者出口地址（端口）路由器

目標(biāo)地址

子網(wǎng)掩碼

下一站路由器地址

直接投遞

30.0.0.2

直接投遞

30.0.0.2

路由器1

直接投遞

路由器5

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路由器4路由器6路由器3路由器5路由器1路由器2主機(jī)1主機(jī)2路由器

目標(biāo)地址

子網(wǎng)掩碼

下一站路由器地址

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30.0.0.2

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30.0.0.2

路由器1

直接投遞

路由器5

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什么時候進(jìn)行路由？目的IP地址&本地子網(wǎng)掩碼=?本地IP地址&本地子網(wǎng)掩碼（本地網(wǎng)絡(luò)號）不相等：說明兩者不在一個網(wǎng)絡(luò)，要進(jìn)行路由。以太網(wǎng)中，通過ARP找到網(wǎng)關(guān)，讓網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)IP相等：說明目的IP與本主機(jī)在同一網(wǎng)絡(luò)中，不需要路由，需要交換。以太網(wǎng)要用ARP（只發(fā)生在交換段）來知道對方的MAC進(jìn)行發(fā)送。路由選擇算法路由選擇的一般算法：(1)路由器從收到的IP數(shù)據(jù)報中取出目標(biāo)IP地址。(2)搜索路由表，尋找能與目的IP地址完全匹配的表目(網(wǎng)絡(luò)號和主機(jī)號都要匹配)。如果找到，則把報文發(fā)送給該表目指定的下一站路由器或直接連接的網(wǎng)絡(luò)接口，路由選擇過程結(jié)束；(3)繼續(xù)搜索路由表，把目標(biāo)IP地址與子網(wǎng)掩碼逐位求“與”后，尋找能與目的網(wǎng)絡(luò)號相匹配的表目。(4)搜索路由表，尋找標(biāo)為“默認(rèn)(Default)”的表目如果找不到，則本次選路失敗，發(fā)送一個“目標(biāo)不可達(dá)”的ICMP報文給源主機(jī)。最大匹配原則：找到最合適的路由從哪里來？路由表的建立直連路由（connectedroute）：直連端口靜態(tài)路由（staticroute）：手工設(shè)置缺省default需要對網(wǎng)絡(luò)非常了解人工處理大，容易出錯。動態(tài)路由（dynamicroute）路由協(xié)議自動獲取：RIP，OSPF、EIGRP，BGP等動態(tài)路由路由程序選擇最佳路由是根據(jù)一定的選路策略(RoutingPolicy)來進(jìn)行的。選路策略與線路的速度、帶寬、延遲、可靠性、跳數(shù)等因素有關(guān)。（度量因子）動態(tài)路由的刷新要通過執(zhí)行路由選擇協(xié)議來實現(xiàn)。一般來說，路由協(xié)議運(yùn)行在(AS，autonomoussystem)自治域中。域內(nèi)的路由協(xié)議主要有兩種：距離-向量路由算法----路由信息協(xié)議RIP鏈路-狀態(tài)路由算法----開放式最短路徑優(yōu)先OSPF協(xié)議注意：可能還有第三種，混合路由算法－EIGRP路由分類內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP，InteriorGatewayProtocol）外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP，ExteriorGatewayProtocol）。IGP用于自治系統(tǒng)（例如內(nèi)聯(lián)網(wǎng)）內(nèi)部，而EGP用于自治系統(tǒng)之間。二層交換技術(shù)二層交換機(jī)Switch屬數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備具體的工作流程如下：當(dāng)交換機(jī)從某個端口收到一個數(shù)據(jù)包，它先讀取包頭中的源MAC地址，這樣它就知道源MAC地址的機(jī)器是連在哪個端口上的；再去讀取包頭中的目的MAC地址，并在地址表中查找相應(yīng)的端口；如表中有與這目的MAC地址對應(yīng)的端口，把數(shù)據(jù)包直接復(fù)制到這端口上；如表中找不到相應(yīng)的端口則把數(shù)據(jù)包廣播到所有端口上，當(dāng)目的機(jī)器對源機(jī)器回應(yīng)時，交換機(jī)又可以學(xué)習(xí)目的MAC地址與哪個端口對應(yīng)，在下次傳送數(shù)據(jù)時就不再需要對所有端口進(jìn)行廣播了。路由器工作原理路由器工作在第三層，主要由軟件層處理本地提交接收幀，并分解出IP包IP包頭合法性驗證IP包選項處理IP本地提交或轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)尋徑轉(zhuǎn)發(fā)驗證、TTL處理數(shù)據(jù)包分段鏈路層尋址丟棄路由器工作原理路由層工作在第三層(IP)層，工作速度比Switch慢Switch不改變數(shù)據(jù)包的任何內(nèi)容Router一般要改變MAC地址，IP層不變MAC地址：二層通信IP地址：三層通信路由器隔斷二層網(wǎng)絡(luò)，隔斷廣播域，連接三層網(wǎng)絡(luò)路由器分割廣播域：廣播地址不能通過路由器總結(jié)設(shè)備OSI層分隔沖突域分隔廣播域備注HUB物理層不不

網(wǎng)橋數(shù)據(jù)鏈路層是不每個端口是單獨(dú)的沖突域交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層是不實際上是多端口網(wǎng)橋，每個端口是單獨(dú)的沖突域路由器網(wǎng)絡(luò)層是是每個端口是單獨(dú)的廣播域三層交換機(jī)3-layerswitch三層交換機(jī)（路由交換機(jī)）：由于路由器的路由功能為軟件提供，速度比較慢，且路由器的端口數(shù)目比較少，針對于以太網(wǎng)口（VLAN），提出了第三層交換。通常由硬件ASIC實現(xiàn)，它依然工作在第三層。把路由與交換疊加到一起，增加路由速度。硬件直接改MAC地址。三層交換機(jī)的出現(xiàn)與VLAN有很大的關(guān)系。當(dāng)同一交換機(jī)不同VLAN的網(wǎng)絡(luò)地址不同時，它們要相互通信就必須用到路由，如果接到額外的路由器上，再回來，速度就會慢很多。VLAN間的路由要和通信，就必須用到路由器，速度自然下降。3-layerswitch3-layerswitch在交換機(jī)中添加路由模塊，問題就會得到解決。1、A發(fā)IP包到網(wǎng)關(guān)－虛擬接口10。2、路由模塊檢查目的地IP，為B地址，查詢特定的綁定表，沒有查到B的綁定關(guān)系，然后查詢路由表，查到目的地接口，發(fā)現(xiàn)此時沒有B的MAC地址，發(fā)送ARP請求B的MAC地址。3、B回送ARP，告訴路由模塊它的MAC地址。4、路由模塊收到B的MAC地址后，將B的IP地址和其MAC地址綁定（建立對應(yīng)關(guān)系），然后把IP數(shù)據(jù)包封裝到鏈路層，發(fā)送給B。5、A發(fā)送下一個IP包。6、路由模塊通過硬件檢查IP目的地地址（不用脫掉鏈路層的外殼），發(fā)現(xiàn)目的地地址為B地址，檢查其綁定表，發(fā)現(xiàn)B地址有綁定關(guān)系（有對應(yīng)的MAC地址），取出MAC地址，直接交到交換模塊，由其轉(zhuǎn)發(fā)。不查找路由表（第三層），鏈路層數(shù)據(jù)包的修改由硬件完成。3-layerswitch整個通信過程中，最多用一次（軟件）路由表?！耙淮温酚?，交換多次”如果先前有對應(yīng)關(guān)系，一次也不用整個鏈路層數(shù)據(jù)包的修改都是由硬件完成，速度很快，可以達(dá)到線速。為什么叫三層交換，因為交換的依據(jù)仍然是IP地址。一般來說，三層交換機(jī)里提供的路由功能比較弱，不能完全取代路由器。在局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）范圍內(nèi)，運(yùn)用的越來越廣泛了。隨著硬件和軟件技術(shù)的融合，交換和路由也越來越融合，區(qū)分也不明顯了。第四層交換技術(shù)第四層交換機(jī)：工作于OSI／RM模型的第四層，即傳輸層，直接面對具體應(yīng)用。如HTTP，F(xiàn)TP、Telnet、SSL等?？勺R別至少80個字節(jié)的數(shù)據(jù)包包頭IP+portnumber=Socket，區(qū)分不用的業(yè)務(wù)在第四層交換中為每個供搜尋使用的服務(wù)器組設(shè)立虛IP地址（VIP），每組服務(wù)器支持某種應(yīng)用。在域名服務(wù)器（DNS）中存儲的每個應(yīng)用服務(wù)器地址是VIP，而不是真實的服務(wù)器地址。當(dāng)某用戶申請應(yīng)用時，一個帶有目標(biāo)服務(wù)器組的VIP連接請求（例如一個TCPSYN包）發(fā)給服務(wù)器交換機(jī)。服務(wù)器交換機(jī)在組中選取最好的服務(wù)器，將終端地址中的VIP用實際服務(wù)器的IP取代，并將連接請求傳給服務(wù)器。這樣，同一區(qū)間所有的包由服務(wù)器交換機(jī)進(jìn)行映射，在用戶和同一服務(wù)器間進(jìn)行傳輸。4-layswitch第四層交換技術(shù)4-layswitch：識別TCP、UDP端口。有五項技術(shù)包過濾/安全控制：采用ASIC極大地提高了包過濾速率。服務(wù)質(zhì)量：減小不必要的信息服務(wù)器負(fù)載均衡：主機(jī)備用連接：統(tǒng)計：路由協(xié)議ASRIPOSPFBGPAS距離-向量算法：也稱Bellman-Ford算法，周期性地把自己的路由表信息傳送給相鄰的各個路由器，各個路由器根據(jù)這些第二手的信息，計算出最短路徑。 初始啟動路由器時，各路由器的路由表只包含直接相連網(wǎng)絡(luò)的路由，并把距離設(shè)為0（以hop為度量單位）周期性地向相鄰的路由器，廣播自己的路由表信息。接收路由器根據(jù)這些信息對自己的路由表進(jìn)行刷新。添加表項修改表項刪除表項接收的路由器也廣播更新過的路由表信息。不停的傳播震蕩，刷新，直至穩(wěn)定。距離-向量路由算法（1）距離-向量路由算法（2）距離-向量路由算法優(yōu)點：算法簡單，易于實現(xiàn)；缺點：收斂、匯聚性差。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)失敗或發(fā)生其他變化時，路由器需要較長的時間才能收斂（穩(wěn)定）到對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞恼_認(rèn)識。因為傳遞的是第二手的信息距離矢量的路由協(xié)議定期將路由表復(fù)制給相鄰的路由器并且進(jìn)行矢量堆加CDBACBADRoutingTableRoutingTableRoutingTableRoutingTableDistance—Howfar

Vector—InwhichdirectionRIPRIP協(xié)議的三個要點只與鄰路由器交換信息交換信息是當(dāng)前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。RIP廣播一個UDP數(shù)據(jù)包更換路由信息每間隔30秒更換一次路由信息180秒內(nèi)未收到某路由器的回應(yīng)，認(rèn)為目前該路由器不可到達(dá)270秒后仍未有應(yīng)答，則把有關(guān)它的路由信息從路由表中刪掉。RIP報文是封裝在UDP，UDP端口號是520。RIP協(xié)議用的距離向量算法的距離以跳數(shù)hop來度量的。相鄰網(wǎng)段為一跳。最大hop為15，如為16則不可達(dá)。因此RIP協(xié)議適用于中小型網(wǎng)絡(luò)。RIP有RIPv1和RIPv2兩個版本。RIPv2是RIPv1的擴(kuò)展。RIP協(xié)議報文RIPframecommand：命令字段。一般有以下類型。 1–request：請求其他路由器發(fā)送全部或部分路由表。 2–response：響應(yīng)請求發(fā)送路由表。 3/4–traceon/off：跟蹤（不用）。 5–reserved：保留。routertag：外部路由標(biāo)記，是表示路由是保留還是重播的屬性。metric：度量權(quán)值，即hop數(shù)值。RIP工作過程（1）初始化：在每個接口上發(fā)送一個請求報文。接收到請求：如果請求是針對所有的路由信息，則將完整的路由表發(fā)送給請求者。否則只處理請求中的每一個表項如果有連接到指明地址的路由，則將hop設(shè)置成自己當(dāng)前值否則將度量置為16，“無窮大”接收到響應(yīng)：對接收到的每一個路由信息的度量（hop）加1，表示又經(jīng)過了一個網(wǎng)絡(luò)。RIP工作過程（2）處理路由信息添加：接收者沒有此路由信息，添加此路由信息，路由指向發(fā)送者。修改：接收的路由信息的跳數(shù)加過1后，仍然比原來的路由跳數(shù)小，則改變路由信息的下一跳路由器為發(fā)送者。如比原來的跳數(shù)大，則丟棄該信息。刪除：原來的路由信息就指向發(fā)送者，此時發(fā)送者的發(fā)送信息沒有該路由，或該路由的跳數(shù)為16，則表示發(fā)送者不能到達(dá)該網(wǎng)絡(luò)，刪除此路由信息。觸發(fā)更新：每當(dāng)一條路由的度量發(fā)生變化時，就對它進(jìn)行更新，只需要發(fā)送那些發(fā)生變化的表項。定期選路更新：每過30秒，所有或部分路由器會將其完整路由表發(fā)送給相鄰路由器。廣播形式的（如在以太網(wǎng)上）點對點鏈路的其他終點。初始狀態(tài)穩(wěn)定路由器從收集到的源信息中選擇到達(dá)目標(biāo)地址的最佳路徑ABCE0S0S0S1S0E0RoutingTable

00S0S1RoutingTableS00E00RoutingTable

E0S0

00距離矢量—信息的獲得（1）路由器從收集到的源信息中選擇到達(dá)目標(biāo)地址的最佳路徑ABCE0S0S0S1S0E0RoutingTableRoutingTable0011S0S1S1S0RoutingTableS00E00S0

1E0S0S0100距離矢量—信息的獲得（2）距離矢量—信息的獲得（3）路由器從收集到的源信息中選擇到達(dá)目標(biāo)地址的最佳路徑ABCE0S0S0S1S0E0RoutingTableRoutingTable0011S0S1S1S0RoutingTableS00E00S0S012E0S0S0S01200距離矢量—管理路由信息1路由表的更新過程將通過路由器之間一步一步來完成A更新路由表網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變將導(dǎo)致路由表的更新距離矢量—管理路由信息2路由表的更新過程將通過路由器之間一步一步來完成A更新路由表在下一個周期后路由器A發(fā)送更新過的路由表網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變將導(dǎo)致路由表的更新距離矢量—管理路由信息3路由表的更新過程將通過路由器之間一步一步來完成AB更新路由表更新路由表網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變將導(dǎo)致路由表的更新在下一個周期后路由器A發(fā)送更新過的路由表RIP存在的問題路由信息是一段一段，逐段流動的，變化比較慢。這就是所謂的慢收斂問題收斂時間（convergencetime）：從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化到網(wǎng)絡(luò)中所有路由器都知道這個變化的時間路由信息建立在第二手信息上的，相互交互的，容易形成環(huán)路。用水平分割(splithorizon)毒性逆轉(zhuǎn)法(poisonreverse)路由回環(huán)（1）正常情況：每一個節(jié)點管理著與之相連的所有網(wǎng)絡(luò)ABCE0S0S0S1S0E0E00S00S01S02S00S10S11S01S00E00S01S02路由回環(huán)（2）錯誤情況：網(wǎng)絡(luò)斷掉了緩慢的收斂容易造成路由信息的不一致ABCE0S0S0S1S0E0XE00S00S01S02S00S10S11S01S00E0XS01S02路由器C推斷到達(dá)

網(wǎng)絡(luò)的最好路徑是通過路由器B路由回環(huán)（3）ABCE0S0S0S1S0E0XE00S00S01S02S00S10S11S01S00S02S01S02路由器A根據(jù)錯誤的信息升級它的路由表路由回環(huán)（4）ABCE0S0S0S1S0E0XE00S00S01S04S00S10S13S01S00S01S01S02無限計數(shù)（5）網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)將無限大ABCE0S0S0S1S0E0XE00S00S01S06S00S10S15S01S00S04S01S02Packetsfornetworkbounce(loop)betweenroutersBandC.RoutingLoops（路由環(huán)路）DV中解決環(huán)路的幾種辦法水平分割：毒性逆轉(zhuǎn)：保持失效定時器觸發(fā)更新最大跳數(shù)（終極武器）SplitHorizon（水平分割）不會接收到由自身傳達(dá)出去的路由信息ABCE0S0S0S1S0E0XXXE00S00S01S02S00S10S11S01S00E0XS01S02RoutePoisoning（路由中毒）路由器將該路由信息的跳數(shù)標(biāo)記為無限大ABCE0S0S0S1S0E0XE00S00S01S02S00S10S11S01S00E016S01S02infinityPoisonReverse（毒性逆轉(zhuǎn)）反轉(zhuǎn)毒殺可以超越水平分割A(yù)BCE0S0S0S1S0E0XPoison

ReverseE00S00S01S02S00S10S116S01S00E016S01S02infinityPositiveDownHolddownTimers

（保持失效定時器）路由器在Hold-Down時間內(nèi)將該條記錄標(biāo)記為possiblydown以使其它路由器能夠重新計算網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化NetworkisdownthenbackupthenbackdownUpdateafterhold-downTimeNetworkisunreachableABCE0S0S0S1S0E0XUpdateafterhold-downTimeTriggeredUpdates（觸發(fā)更新）當(dāng)路由表發(fā)生變化時路由器立即發(fā)送更新信息，以加快匯聚速度ABCE0S0S0S1S0E0XNetworkisunreachableNetworkisunreachableNetworkisunreachableMax-Hop（最大跳數(shù)）指定最大跳數(shù)來防止路由回環(huán)ABCE0S0S0S1S0E0XE00S00S01S016S00S10S116S01S00E016S01S02routerripnetworknetworkRIP配置舉例routerripnetworkrouterripnetworknetworkS2E0S3S2S3ABC

E0查看RIP信息RouterA#shipprotocolsRoutingProtocolis"rip"Sendingupdatesevery30seconds,nextduein0secondsInvalidafter180seconds,holddown180,flushedafter240OutgoingupdatefilterlistforallinterfacesisIncomingupdatefilterlistforallinterfacesisRedistributing:ripDefaultversioncontrol:sendversion1,receiveanyversionInterfaceSendRecvKey-chainEthernet0112Serial2112RoutingforNetworks:

RoutingInformationSources:GatewayDistanceLastUpdate12000:00:10Distance:(defaultis120)S2E0S3S2S3ABC

E0查看路由表RouterA#shiprouteCodes:C-connected,S-static,I-IGRP,R-RIP,M-mobile,B-BGPD-EIGRP,EX-EIGRPexternal,O-OSPF,IA-OSPFinterareaN1-OSPFNSSAexternaltype1,N2-OSPFNSSAexternaltype2E1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2,E-EGPi-IS-IS,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2,*-candidatedefaultU-per-userstaticroute,o-ODRT-trafficengineeredrouteGatewayoflastresortisnotset/24issubnetted,1subnetsCisdirectlyconnected,Ethernet0/24issubnetted,2subnetsR[120/1]via,00:00:07,Serial2Cisdirectlyconnected,Serial2R/24[120/2]via,00:00:07,Serial2S2E0S3S2S3ABC

E0RIPv1總結(jié)負(fù)載均衡最大6條路徑(默認(rèn)=4)

使用跳數(shù)選擇路徑

每隔30秒進(jìn)行路由表的更新有類的，更新包中不含掩碼，不支持VLSM

廣播更新

不支持認(rèn)證RIPv2與RIPv1的區(qū)別是個無類的路由協(xié)議組播（）路由更新（不用廣播）支持VLSM（在更新過程中發(fā)送掩碼）支持手動匯總支持(MD5)或者純文本認(rèn)證Router(config)#routerrip

StartstheRIProutingprocess,version1

bydefaultRIPv2配置命令Router(config-router)#version2

DefinesRIPv2ontherouterRouter(config-router)#networknetwork-number

哪些接口參與路由通告主類網(wǎng)絡(luò)號碼鏈路-狀態(tài)路由算法建立在第一手信息熵dijkstra算法：最小生成樹算法，典型的最短路徑路由算法，用于計算一個節(jié)點到其他所有節(jié)點的最短路徑。主要特點是以起始點為中心向外層擴(kuò)展，直到擴(kuò)展到終點為止。Dijkstra算法能得出最短路徑的最優(yōu)解，但由于它遍歷計算的節(jié)點很多，所以計算效率低Dijkstra逐步求解的過程Dijkstra算法

初始化：S←{v0};dist[j]←Edge[0][j],j=1,2,…,n-1;//n為圖中頂點個數(shù)求出最短路徑的長度：

dist[k]←min{dist[i]},i

V-S;S←S

U{k

};

修改：

dist[i]←min{dist[i],dist[k]+Edge[k][i]},

對于每一個i

V-S;

判斷：若S=V,則算法結(jié)束，否則轉(zhuǎn)。OSPF：openshortestpathfirst，基于鏈路狀態(tài)的動態(tài)路由協(xié)議。內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP基本思想：在自治系統(tǒng)中（AS）每一臺路由器收集各自的接口及鄰接信息，稱為鏈路狀態(tài)LS(linkstate)，通過擴(kuò)散Flooding過程，在AS內(nèi)廣播（組播）自己的鏈路狀態(tài)，使得整個自治系統(tǒng)維護(hù)一個同步的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫根據(jù)這一數(shù)據(jù)庫，路由器用dijkstra算法計算出以自己為根，其它網(wǎng)絡(luò)接點為葉的一根最短路徑樹，從而計算出自己到系統(tǒng)內(nèi)部其它接點的最佳路由。開放式最短路徑優(yōu)先OSPF協(xié)議OSPF基于鏈路-狀態(tài)路由算法，收斂速度比距離-向量算法快在路由發(fā)生變化后，可以較快穩(wěn)定下來。OSPF支持TOS（TypeOfService），能為不同的服務(wù)，計算出不同的路由。根據(jù)吞吐率、往返時間、可靠性或其他性能來生成路由。當(dāng)同一個目的地址存在著多個相同費(fèi)用的路由時，OSPF在這些路由上可以平均分配流量(流量平衡)。OSPF：并不周期性地廣播路由表，支持變長子網(wǎng)掩碼VLSM，占用網(wǎng)絡(luò)帶寬少。綜上，OSPF是一個真正意義上的動態(tài)路由協(xié)議，會聚時間快，比較適合大中型網(wǎng)絡(luò)。開放式最短路徑優(yōu)先OSPF協(xié)議OSPF的傳送OSPF被直接封裝于IP協(xié)議之上，使用協(xié)議號89，它靠自身的傳輸機(jī)制保證可靠性。通過hello包和確認(rèn)方式OSPF數(shù)據(jù)包的TTL值為1，洪范范圍有限。OSPF包只能傳送到一跳范圍之內(nèi)的鄰居路由器。OSPF以組播地址發(fā)送協(xié)議報文對所有DR/BDR路由器的組播地址：；對所有的SPF路由器的組播地址：。OSPF幀格式OSPF包類型OSPF支持5種形式的包LSA：鏈路狀態(tài)通告，各種信息含量OSPF協(xié)議概述(1)OSPF對以下信息進(jìn)行跟蹤:鄰居表:鄰居路由器的信息拓?fù)浔?鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，本區(qū)域里的所有路由器路由表:到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑對應(yīng)術(shù)語路由器ID—RouterID：標(biāo)識鄰居（Neighbors）：鄰接（Adjacency）：與鄰居是不同的含義指定路由器（DesignativeRouter，DR）：管理多址網(wǎng)絡(luò)備份指定路由器（BackupDesignativeRouter，BDR）DROTHEROSPF鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫OSPF協(xié)議概述(2)DR和BDR：在多址網(wǎng)絡(luò)里面，管理網(wǎng)絡(luò)的路由器每一臺路由器和它的鄰居之間成為完全網(wǎng)狀的OSPF鄰接關(guān)系，這樣5臺路由器之間將需要形成10個鄰接關(guān)系，同時將產(chǎn)生25條LSA。在多址網(wǎng)絡(luò)中，還存在自己發(fā)出的LSA從鄰居的鄰居發(fā)回來，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)上產(chǎn)生很多LSA的拷貝。在PPP鏈路里面，不用選取DR和BDRDR的功能描述這個多址網(wǎng)絡(luò)和該網(wǎng)絡(luò)上剩下的其他相關(guān)路由器管理這個多址網(wǎng)絡(luò)上的flooding過程同時為了冗余性，BDR作為雙備份之用OSPF協(xié)議概述(3)DR/BDR選舉規(guī)則:比較hello