计算机网络-网络层原理(下)

简介: 计算机网络-网络层原理

6 CIDR与路由聚合

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地址聚合,给出一个地址,能够知道其所在地址块,并会计算地址块中地址的个数,最大最小地址;给出一个地址块,能够合理划分子网

DHCP协议

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网络地址转换(NAT)

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路由算法

7 理解RIP(Routing Information Protocol)及路由表更新过程

7.1 原理

  • 路由信息协议 RIP 是内部网关协议 IGP中最先得到广泛使用的协议。
  • RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议,优点是简单。
  • RIP 协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录

7.2 “距离”的定义

  • 从一路由器到直接连接的网络的距离定义为 1。
  • 从一个路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经过的路由器数加 1。
  • RIP 协议中的“距离”也称为“跳数”(hop count),因为每经过一个路由器,跳数就加 1。
  • 这里的“距离”实际上指的是“最短距离”
  • image.png
  • RIP 认为一个好的路由就是它通过的路由器的数目少,即“距离短”

RIP 允许一条路径最多只能包含 15 个路由器。因此“距离”的最大值为16 时即相当于不可达。可见 RIP 只适用于小型互联网

RIP 不能在两个网络之间同时使用多条路由。RIP 选择一个具有最少路由器的路由(即最短路由),哪怕还存在另一条高速(低时延)但路由器较多的路由

7.3 RIP 协议的三个要点

  • 仅和相邻路由器交换信息。
  • 交换的信息是当前本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,例如,每隔 30 秒

7.4 路由表的建立

  • 路由器在刚刚开始工作时,只知道到直连的网络的距离(此距离定义为1)
  • 以后,每一个路由器也只和数目非常有限的相邻路由器交换并更新路由信息
  • 经过若干次更新后,所有的路由器最终都会知道到达本自治系统中任何一个网络的最短距离和下一跳路由器的地址
  • RIP 协议的收敛(convergence)过程较快,即在自治系统中所有的结点都得到正确的路由选择信息的过程

7.5 距离向量算法

收到相邻路由器(其地址为 X)的一个 RIP 报文


(1) 先修改此 RIP 报文中的所有项目:把“下一跳”字段中的地址都改为 X,并把所有的“距离”字段的值加 1

(2) 对修改后的 RIP 报文中的每一个项目,重复以下步骤:

若项目中的目的网络不在路由表中,则把该项目加到路由表中。

else if若下一跳字段给出的路由器地址是同样的,则把收到的项目替换原路由表中的项目。

else if若收到项目中的距离小于路由表中的距离,则进行更新

else什么也不做

(3) 若 3 分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表,则把此相邻路由器记为不可达路由器,即将距离置为16(16表示不可达)

(4) 返回

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7.6 路由器之间交换信息

RIP协议让一个自治系统中的所有路由器都和自己的相邻路由器不断交换路由信息,并不断更新其路由表,使得从每一个路由器到每一个目的网络的路由都是最短的(即跳数最少)

虽然所有的路由器最终都拥有了整个自治系统的全局路由信息,但由于每一个路由器的位置不同,它们的路由表当然也应当是不同的

8 路由器的结构

  • 路由器是一种具有多个输入/出端口的专用计算机,其任务是转发分组。也就是说,将路由器某个输入端口收到的分组,按照分组要去的目的地(即目的网络),把该分组从路由器的某个合适的输出端口转发给下一跳路由器
  • 下一跳路由器也按照这种方法处理分组,直到该分组到达终点为止
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  • “转发”和“路由选择”的区别


“转发”(forwarding)就是路由器根据转发表将收到的 IP 数据报从合适的端口转发出去。

“路由选择”(routing)则是按照分布式路由算法,根据从各相邻路由器得到的关于网络拓扑的变化情况,构造出整个路由表。

路由表是根据路由选择算法得出的。而转发表是从路由表得出的。

在讨论路由选择的原理时,往往不去区分转发表和路由表的区别

9 IP多播需要哪两种协议

网际组管理协议 IGMP (Internet Group Management Protocol)

为了使路由器知道多播组成员的信息

多播路由选择协议

连接在局域网上的多播路由器还必须和因特网上的其他多播路由器协同工作,以便把多播数据报用最小代价传送给所有的组成员


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