‘壹’ 路由器常见的路由算法有那些
路由算法的区别点包括:静态与动态、单路径与多路径、平坦与分层、主机智能与路由器智能、域内与域间、链接状态与距离向量。
1.链接状态
2.距离向量
3.LS算法
4.Dijkstra算法
‘贰’ 6,路由选择有哪些算法
关于路由器如何收集网络的结构信息以及对之进行分析来确定最佳路由,有两种主要的路由算法:
总体式路由算法和分散式路由算法。采用分散式路由算法时,每个路由器只有与它直接相连的路由器的信息——而没有网络中的每个路由器的信息。这些算法也被称为dv(距离向量)算法。采用总体式路由算法时,每个路由器都拥有网络中所有其他路由器的全部信息以及网络的流量状态。这些算法也被称为ls(链路状态)算法。
‘叁’ 有谁能讲下路由有几种算法各有什么优缺点
所有路由算法几乎都可以分类到下面两种算法中。
距离向量算法:
距离向量算法使用Bellman-Ford算法。对于每一条网络上节点间的路径,算法指定一个“成本”给它们。节点会选择一条总成本(经过路径的所有成本总和)最低的路径,用来把资料从节点甲送到节点乙。
此算法非常的简单。当某节点初次启动时,将只知道它的邻居节点(直接连接到该节点的节点)与到该节点的成本。(这些资讯、目的地列表、每个目的地的总成本,以及到某个目的地所必须经过的“下一个节点”,构成路由表,或称距离表。)每个节点定时地将目前所知,到各个目的地的成本的资讯,送给每个邻居节点。邻居节点则检查这些资讯,并跟目前所知的资讯做比较;如果到某个目的地的成本比目前所知的低,则将收到的资讯加入自己的路由表。经过一段时间后,网络上得所有节点将会了解到所有目的地的最佳“下一个节点”与最低的总成本。
当某个节点断线时,每个将它当作某条路径的“下一个节点”的节点会将该路由资讯舍弃,再建立新的路由表资讯。接着,他们将这些资讯告诉所有相邻的节点,再找出到所有可抵达的目的地之新路径。
连线状态算法:
在连线状态算法中,每个节点拥有网络的图谱(一个图)。每个节点将自己可以连接到的其他节点资讯传送到网络上所有的节点,而其他节点接着各自将这个资讯加入到图谱中。每个路由器即可根据这个图谱来决定从自己到其它节点的最佳路径。
完成这个动作的算法——Dijkstra算法——建立另一种资料结构——树。节点产生的树将自己视为根节点,且最后这棵树将会包含了网络中所有其他的节点。一开始,此树只有根节点(节点自己)。接着在树中已有的节点的邻居节点且不存在树中的节点集合中,选取一个成本最低的节点加入此树,直到所有节点都存入树中为止。
这棵树即用来建立路由表、提供最佳的“下一个节点”等,让节点能跟网络中其它节点通讯。
路由算法的比较:
在小型网络中,距离向量路由协定十分简单且有效率,且只需要些微的管理。然而,它们的规模性不好,且 收敛性质也十分差,因此促进了较复杂但规模性较好的连线状态路由协定的开发,以使用在较大型的网络。距离向量路由协定也有无限计数问题(count-to-infinity problem)。
连线状态路由协定的主要优点是在限制的时间内,对于连线改变(例如断线)的反应较快。而且连线状态路由协定在网络上所传送的封包也比距离向量路由协定的封包小。距离向量路由协定必须传送一个节点的整个路由表,但连线状态路由协定的封包只需要传输该节点的邻居节点资讯即可。因此,这些封包小到不会占用可观的网络资源。连线状态路由协定的主要缺点则是比距离向量路由协定需要较多的储存空间与较强的计算能力。
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。上面是摘自维基网络的。。网络知道的有个静态路由算法的介绍:链接:http://..com/question/14107327.html?si=2。。。希望对你有用
‘肆’ 路由算法主要有哪几种
静态路由算法主要有:
洪泛法(Flooding)
随机走动法(Random Walk)
最短路径法(Shortest Path,SP)
基于流量的路由算法(Flow-based Routing,FR)</ol>动态路由算法主要有:
距离矢量算法(RIP)
链路状态算法(OSPF)
平衡混合算法(EIGRP)</ol>
‘伍’ 路由算法
路由算法是网络层软件的一部分。子网提供数据报服务,每个包都要做路由选择;子网提供虚电路服务,只需在建立连接时做一次路由选择
正确性,简单性,健壮性(鲁棒性,网络出现意外情况时候的解决问题的能力。例如突然某个路由器停电了,使得周边的路由器都没法正常工作,如果出现这样的问题说明路由器的健壮性不够),稳定性(常规使用是否稳定,数据量增多的时候能否正常工作),公平性(网络资源的使用是否公平,避免有些节点出现特别繁忙的状态,而有些节点总是处于很闲的状态),最优性
• 按转发方式和数据副本数量划分
1.全路路由(广播路由)算法:如洪泛算法,按照所有路径广播转发(中间转发节点以及目标节点都会送到很多重复数据。不需要路由表和路由控制功能)
2.多路路由算法:向所有接近目的节点的路径转发(中间转发节点以及目标节点都会送到很多重复数据。)
3.单路路由算法:如距离矢量算法,向目的节点沿着唯一的路径转发(中间的转发节点只转发一份数据即可)
• 按健壮性和简单性划分
1.非自适应算法(静态路由算法):不能根据网络流量和拓扑结构的变化更新路由表,使用静态路由表。需要人为的更改和设定。特点是简单、开销小、灵活性差。典型算法为基于流量的路由算法等
2.自适应算法(动态路由算法):可根据网络流量(网络承载的数据量)和拓扑结构的变化更新路由表。特点是开销大、健壮性和灵活性好。典型算法为距离向量路由算法、链路状态路由算法等
☆可以静态路由和动态路由结合起来使用,此时静态路由的优先级别较高
测量(获取)有关路由选择的网络度量参数(选择最优,比如是要求传播距离最短,还是要求传输时延短等)。如何测量?选取哪些网络参数?
将路由信息传送到适当的网络节点。传送给谁?如何传送?传送什么信息?
计算和更新路由表。更新路由表的算法
根据新路由表执行分组的转发
如果路由器J在路由器I到K的最优路由上,那么从J到K的最优路由一定落在同一路由上
从所有的源节点到一个给定的目的节点的最优路由的集合形成了一个以目的节点为根的树,称为汇集树;路由算法的目的是找出并使用汇集树
基本思想:构建子网的拓扑图,图中的每个节点代表一个路由器,每条弧代表一条通信线路。为了选择两个路由器间的路由,算法需要在图中找出节点间的最短路径
节点数量;地理距离;传输延迟;距离、信道带宽等参数的加权函数
网络规模增大带来的问题:路由器中的路由表增大;路由器为选择路由而占用的内存、CPU时间和网络带宽增大
分层路由:分而治之的思想;根据需要,将路由器分成区域、聚类、区和组;Fig.6-6,路由表由17项减为7项
分层路由带来的问题:路由表中的路由不一定是最优路由
☆分层路由功能大部分时候性能是比较好的,可以选择最优路径,但是有时也会选择到非最优路径。比如上图中如果想从1A到5C,应该是1A→1B→2A→2B→2D→5C是比较优的选择,但是按照1A的分层路由表显示,从区域1到区域5出口线路为1C,因此选择的路线为1A→1C→3B→4A→5A→5B→5C,这时就相对绕远了
DVR - Distance Vector Routing
动态路由算法,也称Bellman - Ford路由算法或Ford - Fulkerson算法,最初用于ARPANET(Internet的前身),被RIP协议所采用
每个路由器维护一张路由表,表中给出了到每个目的地的已知最佳距离和线路,并通过与相邻路由器交换距离信息来更新表;每隔一段时间,路由器向所有邻居节点发送它到每个目的节点的距离表,同时它也接收每个邻居节点发来的距离表;邻居节点X发来的表中,X到路由器I的距离为Xi,本路由器到X的距离为m,则路由器经过X到i的距离为Xi + m。根据不同邻居发来的信息,计算Xi + m,并取最小值,更新本路由器的路由表
图1:
此时路由A把它的路由表发给路由B,B会综合从A得来的路由表来更新自己的矢量表↓
根据初始A矢量表和B矢量表得知B到A为6,B到C为1,B到D没有;两个表都有到E的距离,直接从B到E为8;如果B经由A再到E就要计算A到B的距离加上A到E的距离即可,即6+1=7
图2:
B把路由表发给C之后↓
从C的初始矢量表可得知C到B为1,C到D为2,C无法直接到A,但是通过B的路由表得知B到A为6,再加上C到B的距离1,得出C到A距离为7,同理可得到E距离为7+1=8
图3:
C把路由表发给D之后↓
图4:
D把路由表发给E之后↓
J的相邻节点为4个,分别为A,I,H,K,因此可以选择的路线也为4种
现在要求J的最新路由表。以J到E为例,J到A为8,A到E为14,和为22;J到I为10,I到E为7,和为17;J到H为12,H到E为30,和为42;J到K为6,K到E为22,和为28。从而得出,经由I的时候得到的和17最小,因此在新生成的J到E的位置记录17
无限计算问题:对好消息反应迅速,对坏消息反应迟钝
比如从E到A,E刚开始连通的时候是不知道如何才能到A的,只有通过B与A交互,C与B交互这样最终E通过与D交互才知道如何能到A,这就是好消息。可能需要花些时间,但是结果都是无论目的节点是哪里总会找到路径
坏消息例子:A,B,C之间通信。B到A的距离为1(A,1),C到A的距离为2(B(经B),2)。各个节点都会有一个刷新周期,到了这个周期的时候每个节点会把自己的路由信息发给其相邻节点。例如A路由断开连接,这个时候B到A的线路断开。也就是B到A的距离为无穷大了(A,∞)。如果在B把这个信息反馈给C之前,C先把路由信息告诉B了,那么B收到的信息就为(C,3)。因为A已经不存在,而B从C处得知通过C有路径可以到达A,这时B的路由表就变成(C,3),同样的这时B再告诉C,C就会变成(B,4),就会这样无穷计算下去。如果一开始是B先把信息发给C就不会发生这样的问题
• 触发式更新:节点不等到刷新周期的到来,只要有突发情况马上就会把情况通知相邻路由
• 水平分割:因为一开始C是从B得知经过B可以到达A的,所以用了这种方法之后,C就不会再向B发送如何到A,而只等着B给C发如何到A了。这样就不会有无穷计算问题
• 定义一个最大值:坏消息例子当中,括号里后面的数会一直循环增长下去,如果把这个数字设置一个最大值,那么当循环到这个最大值的时候双方就不会再就怎么到A的信息进行交互了,就不会发生无穷计算的情况
• 挂起计数器:坏消息例子当中,B收到了C的路由最新信息(C,3)的时候这个不会马上生效刷新,(A,∞)会保留两个周期,在这两个周期里面,B肯定有机会给C发送(A,∞),
而因为C没有通往A的路径,所以当C到刷新周期的时候给B发的就为(B,∞)。B前后收到的信息不一致,但是第二次收到的信息和B发给C的信息是一致的,所以B就会认为第一次收到的(C,3)是无效的。但是如果C真的有了一条通往A的线路,这时两次发的信息一定是一致的,那么B就会相信C的信息,从而把(A,∞)刷新成C给B的信息
❉距离向量路由算法只适用于小规模网络,每个节点不清楚整个网络的拓扑结构
发现邻居节点,并学习它们的网络地址,测量到每个邻居节点的延迟或开销,将所有学习到的内容封装成一个链路状态包(包以发送方的标识符开头,后面是序号、年龄和一个邻居节点列表;链路状态包定期创建或发生重大事件时创建)。将链路状态包广播发送给所有其他路由器【洪泛方式:状态包包含一个序号,每次发送新包时加1。路由器记录信息对(源路由器,序号),当一个链路状态包到达时,若是新的则分发,若是重复的则丢弃,若序号比路由记录中的最大序号小则认为过时而丢弃】。计算到每个其他路由器的最短路径
☆链路状态路由算法适用于大规模网络。每个节点都会了解其他节点的局部拓扑,因此就会了解整个网络的拓扑结构,这时当前节点就能找到到目的节点的最优路由
• 使用32位序号。
因为序号是循环使用的,如果位数很少,比如只是1~7,那么7不一定比1大,1有可能是下一轮的第一个数。而32位的时候因为数字特别庞大,不会出现这样问题
• 增加年龄域,每秒钟年龄减1,为零则丢弃
比如A发给B (C,4),由于差错,本来是(C,5)的下一个包,变成了(C,1000)。这之后来的(C,6),(C,7)。。。都没有(C,1000)大,因此包会被丢弃。但其实后面到的包都是新的。为了避免这样的问题发生,(C,1000)里的1000就会在每一秒减1,直到年龄比新到的包小,接下来就可以正常接包了。不过这之前到的包都会被丢弃,这也是没有办法的事
• 链路状态包到达后,延迟一段时间,并与其它已到达的来自同一路由器的链路状态包比较序号,丢弃重复包,保留新包
• 链路状态包需要应答
为了保证数据传输的可靠性
‘陆’ 什么是路由啊 路由的组成 以及路由的算法
路由:路由(routing)是指分组从源到目的地时,决定端到端路径的网络范围的进程。路由工作在OSI参考模型第三层——网络层的数据包转发设备。路由器通过转发数据包来实现网络互连。虽然路由器可以支持多种协议(如TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk等协议),但是在我国绝大多数路由器运行TCP/IP协议。路由器通常连接两个或多个由IP子网或点到点协议标识的逻辑端口,至少拥有1个物理端口。路由器根据收到数据包中的网络层地址以及路由器内部维护的路由表决定输出端口以及下一跳地址,并且重写链路层数据包头实现转发数据包。路由器通过动态维护路由表来反映当前的网络拓扑,并通过网络上其他路由器交换路由和链路信息来维护路由表。
路由器的组成:
RAM(随机存储器)
功能:存放路由表;存放ARP告诉缓存;存放快速交换缓存;存放分组交换缓冲;存放解压后的IOS;路由器加电后,存放running配置文件;
特点:重启或者断电后,RAM中的内容丢失。
NVRAM(非易失性RAM)
功能:存储路由器的startup配置文件;存储路由器的备份。
特点:重启或者断电后内容不丢失。
FLASH(快速闪存)
功能:存放IOS和微代码。
特点:重启或者断电后内容不丢失;可存放多个IOS版本(在容量许可的前提下);允许软件升级不需替换CPU中的芯片。
ROM(只读存储器)
功能:存放POST诊断所需的指令;存放mini-ios;存放ROM监控模式的代码。
特点:ROM中的软件升级需要更换CPU的芯片(还好这种情况比较少遇到)
CPU(中央处理器)
衡量路由器性能的重要指标,负责路由计算,路由选择等。
背板:
背板能力是一个重要参数,尤其在交换机中。
路由算法:又名选路算法,可以根据多个特性来加以区分。算法的目的是找到一条从源路由器到目的路由器的“好”路径(即具有最低费用的路径[1])。算法设计者的特定目标影响了该路由协议的操作;具体来说存在着多种路由算法,每种算法对网络和路由器资源的影响都不同;由于路由算法使用多种度量标准(metric),从而影响到最佳路径的计算。
算法分类:主要有RIP、IGRP(IGRP为 Cisco公司的私有协议);链路状态路由协议基于图论中非常着名的Dijkstra算法,即最短优先路径(Shortest Path First, SPF)算法,如OSPF。在距离向量路由协议中,路由器将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器;而在链路状态路由协议中,路由器将链路状态信息传 递给在同一区域内的所有路由器。 根据路由器在自治系统(AS)中的位置,可将路由协议分为内部网关协议 (Interior Gateway Protocol,IGP)和外部网关协议(External Gateway Protocol,EGP,也叫域 间路由协议)。域间路由协议有两种:外部网关协议(EGP)和边界网关协议(BGP)。EGP是为一个简单的树型拓扑结构而设计的,在处理选路循环和设置 选路策略时,具有明显的缺点,已被BGP代替。
‘柒’ 在同一个宽带内怎么设置2个不同网段的路由
用网线吧第二个路由的WAN口和第一个路由的LAN口接起来,然后第二个路由上的WAN设置为静态IP,192.168.1.xx(由第一个路由分配),第二个路由的LAN设置为192.168.0.0段。就OK了
。无线路由看你怎么用
一般弄个TP的就差不多了。不过在2个网段的互相访问上回有点问题,如果要达到完全互访
还是用交换机做vlan吧!
‘捌’ 路由器原理和常用的路由协议及算法的介绍
近十年来,随着计算机网络规模的不断扩大,大型互联网络(如Internet)的迅猛发展,路由技术在网络技术中已逐渐成为关键部分,路由器也随之成为最重要的网络设备。用户的需求推动着路由技术的发展和路由器的普及,人们已经不满足于仅在本地网络上共享信息,而希望最大限度地利用全球各个地区、各种类型的网络资源。而在目前的情况下,任何一个有一定规模的计算机网络(如企业网、校园网、智能大厦等),无论采用的是快速以大网技术、FDDI技术,还是ATM技术,都离不开路由器,否则就无法正常运作和管理。
1、网络互连
把自己的网络同其它的网络互连起来,从网络中获取更多的信息和向网络发布自己的消息,是网络互连的最主要的动力。网络的互连有多种方式,其中使用最多的是网桥互连和路由器互连。
1.1 网桥互连的网络
网桥工作在OSI模型中的第二层,即链路层。完成数据帧(frame)的转发,主要目的是在连接的网络间提供透明的通信。网桥的转发是依据数据帧中的源地址和目的地址来判断一个帧是否应转发和转发到哪个端口。帧中的地址称为“MAC”地址或“硬件”地址,一般就是网卡所带的地址。
网桥的作用是把两个或多个网络互连起来,提供透明的通信。网络上的设备看不到网桥的存在,设备之间的通信就如同在一个网上一样方便。由于网桥是在数据帧上进行转发的,因此只能连接相同或相似的网络(相同或相似结构的数据帧),如以太网之间、以太网与令牌环(tokenring)之间的互连,对于不同类型的网络(数据帧结构不同),如以太网与X.25之间,网桥就无能为力了。
网桥扩大了网络的规模,提高了网络的性能,给网络应用带来了方便,在以前的网络中,网桥的应用较为广泛。但网桥互连也带来了不少问题:一个是广播风暴,网桥不阻挡网络中广播消息,当网络的规模较大时(几个网桥,多个以太网段),有可能引起广播风暴(broadcastingstorm),导致整个网络全被广播信息充满,直至完全瘫痪。第二个问题是,当与外部网络互连时,网桥会把内部和外部网络合二为一,成为一个网,双方都自动向对方完全开放自己的网络资源。这种互连方式在与外部网络互连时显然是难以接受的。问题的主要根源是网桥只是最大限度地把网络沟通,而不管传送的信息是什么。
1.2 路由器互连网络
路由器互连与网络的协议有关,我们讨论限于TCP/IP网络的情况。
路由器工作在OSI模型中的第三层,即网络层。路由器利用网络层定义的“逻辑”上的网络地址(即IP地址)来区别不同的网络,实现网络的互连和隔离,保持各个网络的独立性。路由器不转发广播消息,而把广播消息限制在各自的网络内部。发送到其他网络的数据茵先被送到路由器,再由路由器转发出去。
IP路由器只转发IP分组,把其余的部分挡在网内(包括广播),从而保持各个网络具有相对的独立性,这样可以组成具有许多网络(子网)互连的大型的网络。由于是在网络层的互连,路由器可方便地连接不同类型的网络,只要网络层运行的是IP协议,通过路由器就可互连起来。
网络中的设备用它们的网络地址(TCP/IP网络中为IP地址)互相通信。IP地址是与硬件地址无关的“逻辑”地址。路由器只根据IP地址来转发数据。IP地址的结构有两部分,一部分定义网络号,另一部分定义网络内的主机号。目前,在Internet网络中采用子网掩码来确定IP地址中网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样也是32bit,并且两者是一一对应的,并规定,子网掩码中数字为“1”所对应的IP地址中的部分为网络号,为“0”所对应的则为主机号。网络号和主机号合起来,才构成一个完整的IP地址。同一个网络中的主机IP地址,其网络号必须是相同的,这个网络称为IP子网。
通信只能在具有相同网络号的IP地址之间进行,要与其它IP子网的主机进行通信,则必须经过同一网络上的某个路由器或网关(gateway)出去。不同网络号的IP地址不能直接通信,即使它们接在一起,也不能通信。
路由器有多个端口,用于连接多个IP子网。每个端口的IP地址的网络号要求与所连接的IP子网的网络号相同。不同的端口为不同的网络号,对应不同的IP子网,这样才能使各子网中的主机通过自己子网的IP地址把要求出去的IP分组送到路由器上。
2、路由原理
当IP子网中的一台主机发送IP分组给同一IP子网的另一台主机时,它将直接把IP分组送到网络上,对方就能收到。而要送给不同IP于网上的主机时,它要选择一个能到达目的子网上的路由器,把IP分组送给该路由器,由路由器负责把IP分组送到目的地。如果没有找到这样的路由器,主机就把IP分组送给一个称为“缺省网关(defaultgateway)”的路由器上。“缺省网关”是每台主机上的一个配置参数,它是接在同一个网络上的某个路由器端口的IP地址。
路由器转发IP分组时,只根据IP分组目的IP地址的网络号部分,选择合适的端口,把IP分组送出去。同主机一样,路由器也要判定端口所接的是否是目的子网,如果是,就直接把分组通过端口送到网络上,否则,也要选择下一个路由器来传送分组。路由器也有它的缺省网关,用来传送不知道往哪儿送的IP分组。这样,通过路由器把知道如何传送的IP分组正确转发出去,不知道的IP分组送给“缺省网关”路由器,这样一级级地传送,IP分组最终将送到目的地,送不到目的地的IP分组则被网络丢弃了。
目前TCP/IP网络,全部是通过路由器互连起来的,Internet就是成千上万个IP子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络(routerbasednetwork),形成了以路由器为节点的“网间网”。在“网间网”中,路由器不仅负责对IP分组的转发,还要负责与别的路由器进行联络,共同确定“网间网”的路由选择和维护路由表。
路由动作包括两项基本内容:寻径和转发。寻径即判定到达目的地的最佳路径,由路由选择算法来实现。由于涉及到不同的路由选择协议和路由选择算法,要相对复杂一些。为了判定最佳路径,路由选择算法必须启动并维护包含路由信息的路由表,其中路由信息依赖于所用的路由选择算法而不尽相同。路由选择算法将收集到的不同信息填入路由表中,根据路由表可将目的网络与下一站(nexthop)的关系告诉路由器。路由器间互通信息进行路由更新,更新维护路由表使之正确反映网络的拓扑变化,并由路由器根据量度来决定最佳路径。这就是路由选择协议(routingprotocol),例如路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先协议(OSPF)和边界网关协议(BGP)等。
转发即沿寻径好的最佳路径传送信息分组。路由器首先在路由表中查找,判明是否知道如何将分组发送到下一个站点(路由器或主机),如果路由器不知道如何发送分组,通常将该分组丢弃;否则就根据路由表的相应表项将分组发送到下一个站点,如果目的网络直接与路由器相连,路由器就把分组直接送到相应的端口上。这就是路由转发协议(routedprotocol)。
路由转发协议和路由选择协议是相互配合又相互独立的概念,前者使用后者维护的路由表,同时后者要利用前者提供的功能来发布路由协议数据分组。下文中提到的路由协议,除非特别说明,都是指路由选择协议,这也是普遍的习惯。
3、路由协议
典型的路由选择方式有两种:静态路由和动态路由。
静态路由是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预,否则静态路由不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映,一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中,静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时,以静态路由为准。
动态路由是网络中的路由器之间相互通信,传递路由信息,利用收到的路由信息更新路由器表的过程。它能实时地适应网络结构的变化。如果路由更新信息表明发生了网络变化,路由选择软件就会重新计算路由,并发出新的路由更新信息。这些信息通过各个网络,引起各路由器重新启动其路由算法,并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然,各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。
静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围,因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个分组在路由器中进行寻径时,路由器首先查找静态路由,如果查到则根据相应的静态路由转发分组;否则再查找动态路由。
根据是否在一个自治域内部使用,动态路由协议分为内部网关协议(IGP)和外部网关协议(EGP)。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议,常用的'有RIP、OSPF;外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择,常用的是BGP和BGP-4。下面分别进行简要介绍。
3.1 RIP路由协议
RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xeroxparc通用协议而设计的,是Internet中常用的路由协议。RIP采用距离向量算法,即路由器根据距离选择路由,所以也称为距离向量协议。路由器收集所有可到达目的地的不同路径,并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息,除到达目的地的最佳路径外,任何其它信息均予以丢弃。同时路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其它路由器。这样,正确的路由信息逐渐扩散到了全网。
RIP使用非常广泛,它简单、可靠,便于配置。但是RIP只适用于小型的同构网络,因为它允许的最大站点数为15,任何超过15个站点的目的地均被标记为不可达。而且RIP每隔30s一次的路由信息广播也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。
3.2 OSPF路由协议
80年代中期,RIP已不能适应大规模异构网络的互连,0SPF随之产生。它是网间工程任务组织(1ETF)的内部网关协议工作组为IP网络而开发的一种路由协议。
0SPF是一种基于链路状态的路由协议,需要每个路由器向其同一管理域的所有其它路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的量度和其它一些变量。利用0SPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息,并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径。而基于距离向量的路由协议仅向其邻接路由器发送有关路由更新信息。
与RIP不同,OSPF将一个自治域再划分为区,相应地即有两种类型的路由选择方式:当源和目的地在同一区时,采用区内路由选择;当源和目的地在不同区时,则采用区间路由选择。这就大大减少了网络开销,并增加了网络的稳定性。当一个区内的路由器出了故障时并不影响自治域内其它区路由器的正常工作,这也给网络的管理、维护带来方便。
3.3 BGP和BGP-4路由协议
BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议,用于多个自治域之间。它既不是基于纯粹的链路状态算法,也不是基于纯粹的距离向量算法。它的主要功能是与其它自治域的BGP交换网络可达信息。各个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括网络号/自治域路径的成对信息。自治域路径包括到达某个特定网络须经过的自治域串,这些更新信息通过TCP传送出去,以保证传输的可靠性。
为了满足Internet日益扩大的需要,BGP还在不断地发展。在最新的BGp4中,还可以将相似路由合并为一条路由。
3.4 路由表项的优先问题
在一个路由器中,可同时配置静态路由和一种或多种动态路由。它们各自维护的路由表都提供给转发程序,但这些路由表的表项间可能会发生冲突。这种冲突可通过配置各路由表的优先级来解决。通常静态路由具有默认的最高优先级,当其它路由表表项与它矛盾时,均按静态路由转发。
4、路由算法
路由算法在路由协议中起着至关重要的作用,采用何种算法往往决定了最终的寻径结果,因此选择路由算法一定要仔细。通常需要综合考虑以下几个设计目标:
——(1)最优化:指路由算法选择最佳路径的能力。
——(2)简洁性:算法设计简洁,利用最少的软件和开销,提供最有效的功能。
——(3)坚固性:路由算法处于非正常或不可预料的环境时,如硬件故障、负载过高或操作失误时,都能正确运行。由于路由器分布在网络联接点上,所以在它们出故障时会产生严重后果。最好的路由器算法通常能经受时间的考验,并在各种网络环境下被证实是可靠的。
——(4)快速收敛:收敛是在最佳路径的判断上所有路由器达到一致的过程。当某个网络事件引起路由可用或不可用时,路由器就发出更新信息。路由更新信息遍及整个网络,引发重新计算最佳路径,最终达到所有路由器一致公认的最佳路径。收敛慢的路由算法会造成路径循环或网络中断。
——(5)灵活性:路由算法可以快速、准确地适应各种网络环境。例如,某个网段发生故障,路由算法要能很快发现故障,并为使用该网段的所有路由选择另一条最佳路径。
路由算法按照种类可分为以下几种:静态和动态、单路和多路、平等和分级、源路由和透明路由、域内和域间、链路状态和距离向量。前面几种的特点与字面意思基本一致,下面着重介绍链路状态和距离向量算法。
链路状态算法(也称最短路径算法)发送路由信息到互联网上所有的结点,然而对于每个路由器,仅发送它的路由表中描述了其自身链路状态的那一部分。距离向量算法(也称为Bellman-Ford算法)则要求每个路由器发送其路由表全部或部分信息,但仅发送到邻近结点上。从本质上来说,链路状态算法将少量更新信息发送至网络各处,而距离向量算法发送大量更新信息至邻接路由器。
由于链路状态算法收敛更快,因此它在一定程度上比距离向量算法更不易产生路由循环。但另一方面,链路状态算法要求比距离向量算法有更强的CPU能力和更多的内存空间,因此链路状态算法将会在实现时显得更昂贵一些。除了这些区别,两种算法在大多数环境下都能很好地运行。
最后需要指出的是,路由算法使用了许多种不同的度量标准去决定最佳路径。复杂的路由算法可能采用多种度量来选择路由,通过一定的加权运算,将它们合并为单个的复合度量、再填入路由表中,作为寻径的标准。通常所使用的度量有:路径长度、可靠性、时延、带宽、负载、通信成本等。
5、新一代路由器
由于多媒体等应用在网络中的发展,以及ATM、快速以太网等新技术的不断采用,网络的带宽与速率飞速提高,传统的路由器已不能满足人们对路由器的性能要求。因为传统路由器的分组转发的设计与实现均基于软件,在转发过程中对分组的处理要经过许多环节,转发过程复杂,使得分组转发的速率较慢。另外,由于路由器是网络互连的关键设备,是网络与其它网络进行通信的一个“关口”,对其安全性有很高的要求,因此路由器中各种附加的安全措施增加了CPU的负担,这样就使得路由器成为整个互联网上的“瓶颈”。
传统的路由器在转发每一个分组时,都要进行一系列的复杂操作,包括路由查找、访问控制表匹配、地址解析、优先级管理以及其它的附加操作。这一系列的操作大大影响了路由器的性能与效率,降低了分组转发速率和转发的吞吐量,增加了CPU的负担。而经过路由器的前后分组间的相关性很大,具有相同目的地址和源地址的分组往往连续到达,这为分组的快速转发提供了实现的可能与依据。新一代路由器,如IPSwitch、TagSwitch等,就是采用这一设计思想用硬件来实现快速转发,大大提高了路由器的性能与效率。
新一代路由器使用转发缓存来简化分组的转发操作。在快速转发过程中,只需对一组具有相同目的地址和源地址的分组的前几个分组进行传统的路由转发处理,并把成功转发的分组的目的地址、源地址和下一网关地址(下一路由器地址)放人转发缓存中。当其后的分组要进行转发时,茵先查看转发缓存,如果该分组的目的地址和源地址与转发缓存中的匹配,则直接根据转发缓存中的下一网关地址进行转发,而无须经过传统的复杂操作,大大减轻了路由器的负担,达到了提高路由器吞吐量的目标。
‘玖’ 路由器的原理
路由器的概念及基本构成
路由器是一种用于网络互连的计算机设备,它工作在 OSI 参考模型的第三层
(网络层),为不同的网络之间报文寻径并存储转发。
作为路由器,必须具备:
Ⅰ 两个或两个以上的接口:用于连接不同的网络。
Ⅱ 协议至少实现到网络层:只有理解网络层协议才能与网络层通讯。
Ⅲ 至少支持两种以上的子网协议:异种子网互联。
Ⅳ 具有存储、转发、寻径功能 :实现速率匹配与路由寻径。
Ⅴ 一组路由协议:包括域内路由协议、域间路由协议。
路由器的作用
Ⅰ 异种网络互连:主要是具有异种子网协议的网络互连。
Ⅱ 子网协议转换:不同子网间包括局域网和广域网间协议转换。
Ⅲ 路由(寻径):路由表建立、刷新、查找。
Ⅳ 速率适配:不同接口具有不同的速率,路由器可以利用自己 缓存及流控协议适配。
Ⅴ 隔离网络:防止广播风暴,网络安全(防火墙)。
Ⅵ 报文分片与重组:接口的 MTU 不同,超过接口的 MTU 的报文会被分片,到达目的地的报文会被重组。
Ⅶ备份、流量流控:主备线路的切换及复杂的流量控制。
路由器工作原理
路由器中时刻维持着一张路由表,所有报文的发送和转发都通过查找路由表。从相应端口发送。这张路由表可以是静态配置的,也可以是动态路由协议产生的。物理层从路由器的一个端口收到一个报文,上送到数据链路层。数据链路层去掉链路层封装,根据报文的协议域上送到网络层。网络层首先看报文是否是送给本机的,若是,去掉网络层封装,送给上层。若不是,则根据报文的目的地址查找路由表,若找到路由,将报文送给相应端口的数据链路层,数据链路层封装后,发送报文。若找不到路由,报文丢弃。
电子产品世界
路由器工作原理
手机与无线通信 作者:何富和 时间:2015-05-27来源:电子产品世界
导读:说起路由器,大家对它一定非常熟悉吧,上网都靠他,但它是靠什么原理工作的呢,它的工作流程是怎样呢?今天小编带大家了解一下路由器的工作原理。
路由器的概念及基本构成
路由器是一种用于网络互连的计算机设备,它工作在 OSI 参考模型的第三层
(网络层),为不同的网络之间报文寻径并存储转发。
作为路由器,必须具备:
Ⅰ 两个或两个以上的接口:用于连接不同的网络。
Ⅱ 协议至少实现到网络层:只有理解网络层协议才能与网络层通讯。
Ⅲ 至少支持两种以上的子网协议:异种子网互联。
Ⅳ 具有存储、转发、寻径功能 :实现速率匹配与路由寻径。
Ⅴ 一组路由协议:包括域内路由协议、域间路由协议。
路由器的作用
Ⅰ 异种网络互连:主要是具有异种子网协议的网络互连。
Ⅱ 子网协议转换:不同子网间包括局域网和广域网间协议转换。
Ⅲ 路由(寻径):路由表建立、刷新、查找。
Ⅳ 速率适配:不同接口具有不同的速率,路由器可以利用自己 缓存及流控协议适配。
Ⅴ 隔离网络:防止广播风暴,网络安全(防火墙)。
Ⅵ 报文分片与重组:接口的 MTU 不同,超过接口的 MTU 的报文会被分片,到达目的地的报文会被重组。
Ⅶ备份、流量流控:主备线路的切换及复杂的流量控制。
路由器工作原理
路由器中时刻维持着一张路由表,所有报文的发送和转发都通过查找路由表。从相应端口发送。这张路由表可以是静态配置的,也可以是动态路由协议产生的。物理层从路由器的一个端口收到一个报文,上送到数据链路层。数据链路层去掉链路层封装,根据报文的协议域上送到网络层。网络层首先看报文是否是送给本机的,若是,去掉网络层封装,送给上层。若不是,则根据报文的目的地址查找路由表,若找到路由,将报文送给相应端口的数据链路层,数据链路层封装后,发送报文。若找不到路由,报文丢弃。
子网寻径及路由
标准的寻径表表目是一个二维组(信宿网络地址,下一驿站地址),其中不携带子网信息,不能满足子网寻径。引入子网编址以后,子网寻径表的每一表目中加入子网模,于是子网寻径表表目变为三维组:子网模、信宿网络地址、下一驿站地址。
路由算法、路由协议、寻径
路由器依据路由表来为报文寻径,路由表由路由协议建立和维护。路由协议的设计则是依据某种路由算法。
选径是否是最佳:
以什么参数来衡量路由,如时延、距离、中间网关数等。
简洁性:路由算法应设计的尽可能简洁。
强壮性:路由算法必须具有鲁棒性,应经得起各种网络环境的考验。
快速收敛性:即所有路由器就最优路径达成一致的过程路由算法如果收敛的慢,就会引起路径循环或网络消耗。
灵活性、弹性:路由算法能否适应网络环境的各种变化,例如网络带宽、路由器的缓存、网络时延等发生变化,路由算法能否根据这些变化做出调整。路由表包含的信息用来交换路由信息和选择最佳路由路由表是路由器的核心,其中的路由信息来源有两种:一种是手动添加的静态路由,另外一种是路由器运行过程中由动态路由协议学习而得来。路由算法使用了许多不同的权决定最佳路由。
通常采用的权如下:
Ⅰ 路径距离:指所经过的每条链路的权值之和,有的路由协议指节点数目;
Ⅱ 可靠性:指网络链路是否容易出故障;
Ⅲ 时延:指网络链路造成的网络延时;
Ⅳ 带宽:指链路传输信息流容量的能力;
Ⅴ 承载量:指网络资源如路由器的繁忙程度;
路由器与相关网络设备的比较
Hubs(中继器):对应 7 层模型的物理层,它的作用是放大电信号。主要用于连接具有相同物理层的 LAN。Hubs 还将以太网的总线结构变成星状结构。Bridges(Switches):是一种在数据链路层实现互连的存储转发设备,广泛用于局域网的扩展。Bridges 从一个网段接收完整的数据帧,进行必要的比较和验证,然后决定是丢弃还是发送给另外一个网段。Bridges 具有隔离网段的作用。在网络上适当地使用 Bridges 可以调整网络负载,提高传输性能。
Router(路由器):与 Bridges 相比,路由器实现网络互连是发生在网络层,它实现了相对复杂的功能:路由选择、多路重发、错误检测等。路由器的异构网互连能力、阻塞控制能力和网段的隔离能力要强于 Bridges。路由器可以阻止网络风暴、支持多协议、提供多种接口。
‘拾’ 常见的路由选择算法有哪些
链路状态算法(也称最短路径算法)发送路由信息到互联网上所有的结点,然而对于每个路由器,仅发送它的路由表中描述了其自身链路状态的那一部分。距离向量算法(也称为Bellman-Ford算法)则要求每个路由器发送其路由表全部或部分信息,但仅发送到邻近结点上。从本质上来说,链路状态算法将少量更新信息发送至网络各处,而距离向量算法发送大量更新信息至邻接路由器。 ——由于链路状态算法收敛更快,因此它在一定程度上比距离向量算法更不易产生路由循环。但另一方面,链路状态算法要求比距离向量算法有更强的CPU能力和更多的内存空间,因此链路状态算法将会在实现时显得更昂贵一些。除了这些区别,两种算法在大多数环境下都能很好地运行。