当前课程知识点：计算机网络技术 > 第三章 IP协议与下一代Internet研究 > 3.3 路由技术的研究与发展 > 3.3 路由技术的研究与发展（上）
第三节路由技术的研究与发展
这一讲涉及到分组交付、路由器、路由算法、路由协议等内容
先看几个概念
分组交付是指在互联网中主机、路由器转发IP分组的过程
多数主机先接入一个局域网再通过一台路由器接入互联网
在这种情况下这台路由器就是局域网主机的默认路由器
也称为第一跳路由器
也即源路由器
以前叫默认网关
分组交付
分组交付分两类
直接交付和间接交付
路由器需要根据分组的目的地址和源地址是否属于同一个网络
判断采用直接交付还是间接交付
如果源、目的主机在同一个网络就采用直接交付
否则就要间接交付
对于路由算法评价
分组交付的路径由路由选择算法决定
路由选择的核心是路由选择算法
路由选择算法是生成路由表的依据
一个理想的路由选择算法应具有以下这些特点
正确性、稳定性、公平性
还要能适应网络拓扑和通信量变化
还要能够尽量简单
算法本身
另外开销要低
这些也是评价算法的一些指标
路由算法的参数
在讨论路由选择算法时
将会涉及到以下几个参数
延时
是指一个分组从源主机到达目的主机花费的时间
跳数是
指一个分组从源主机到达目的主机的路径上转发分组的路由器数量
一般来说跳数越少的路径越好
带宽指链路的传输速率
例如T1链路的传输速率是1.544Mbps
也可以说T1链路的带宽是1.544Mbps
负载
是指通过路由器或线路的单位时间通信量
可靠性是指传输过程中的分组丢失率
开销通常是指传输过程中的耗费
这种耗费通常与
所使用的链路长度、数据速率、
链路容量、安全、传播延时及费用等因素有关
总之路由选择是一个非常复杂的问题
只能综合考虑各种条件
选出一条相对合理的路由来
在互联网中路由器是采用表驱动的路由选择算法
路由表是根据路由选择算法产生的
路由表中存储可能的目的地址以及如何到达目的地址的信息
路由器在传送IP分组时必须查询路由表
以决定将分组通过哪个端口转发出去
路由选择算法
按照其对网络拓扑和通信量变化的自适应能力
可以分为静态路由选择算法与动态路由选择算法两大类
静态路由表由人工方式建立的
网管人员将每个目的地址的路径输入到路由表中
网络结构发生变化时
路由表不能自动更新 需要手动更新
一般只在小型的局域网中使用
动态路由表在网络系统运行时
系统将自动运行动态网关协议建立路由表
当互联网结构变化时
比如某个路由器出现故障或者某条链路中断时
动态网关就会自动更新所有路由器中的路由表
路由表生成
在互联网中每一个路由器都会保存一个路由表
路由选择是通过表驱动的方式进行的
一般的路由器只需要记录子网掩码、目的网络地址、下一跳路由器地址与
路由器转发端口
图中给出一个小型校园网的简化网络结构示意图
由3个路由器连接4个子网组成
校园网通过路由器3与互联网连接
下面通过路由器2的路由表生成过程的讨论来说明路由表生成与
应用的基本原理
如果路由器2收到一个目的地址为202.1.1.2的分组
那么路由器2可以根据掩码255.255.255.0确定
该分组是发送到目的网络地址为202.1.1.0的子网1
路由器2将通过转发端口S1将分组传送到路由器1
下一跳路由器的地址是202.1.5.1
这样就可以形成路由表的第一项内容
依次类推
当收到一个目的地址为128.12.8.20的分组
那么路由器2判断该分组不在校园网内
需要通过接入互联网的默认路由器3转发出去
特殊地址0.0.0.0用来表示默认路由
在分组的逐跳转发过程中
分组头中的源IP地址和目的IP地址是不变的
但是封装在IP分组Ethernet帧的源MAC地址与目的MAC地址是变化的
路由表汇聚
路由汇聚是减少路由表
项数量、缩短转发分组延时的一个重要手段
在使用无类别域间路由CIDR协议后
使得路由表中的一个项目可以表示很多个
原来传统分类地址的路由
大大减少了路由器之间的路由选择信息的交换
从而提高了整个互联网的性能
使用 CIDR 时
路由表中的每个项目由“网络前缀”和“下一跳地址”组成
在查找路由表时可能会得到不止一个匹配结果
由于网络前缀越长则其地址块所包含的主机地址越少
寻找目的主机就越容易
因此应当从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由
这就是最长前缀匹配 的?路由选择原则
又称为最长匹配或最佳匹配
这个图中给出了一个CIDR的路由汇聚过程实例
其中路由器RG通过两个串口S0、S1
与两台汇聚路由器RE、RF连接
路由器RE、RF分别通过两个Ethernet接口与
4台接入路由器RA、RB、RC、RD连接
这四台路由器又分别连接8个子网
图中包括核心路由器和汇聚路由器的2个子网
共有12个子网
路由器RG的路由表包括12个路由条目
按照最长前缀匹配的原则
可以对它进行简化
这4项的最长前缀相同合并为1项
同样这4条路径也可以合并
如果路由器RG接收到目的地址为156.26.2.37/32的分组
在路由表中寻找一条最佳的匹配路由
它将分组的目的地址与一条路由比较
目的地址与156.26.0.0/22的地址前缀有22位是匹配的
那么路由器RG便将分组从S0接口转发
-1.1 计算机网络的发展历程
--计算机的发展
-1.2 从计算机网络到互联网
-1.3 从互联网到移动互联网
-1.4 从移动互联网到物联网
-1.5-1.7 深入认识计算机网络结构、网络安全、互联网的成功经验
--1.5-1.7 深入认识计算机网络结构、网络安全、互联网的成功经验
-第一章 作业
-2.1 传输网的基本概念
-2.2 广域网技术研究与发展
-2.3 城域网技术研究与发展
-2.4 局域网技术研究与发展
-2.5 个人区域网研究与发展
-2.6 个人区域网研究与发展
-2.7-2.8 3G/4G与M2M工作模式、传输网两个融合的发展趋势
--2.7-2.8 3G/4G与M2M工作模式、传输网两个融合的发展趋势
-第二章 作业
-3.1 网络层与IP协议的演变与发展
-3.2 IPv4与IPv6协议
-3.3 路由技术的研究与发展
-3.4 QoSR与RSVP、DiffServ与MPLS
-3.5 IPv4向IPv6过渡
-3.6 路由器技术的研究与发展
-3.7 下一代互联网体系结构的研究
-第三章 作业
-4.1 网络环境中分布式进程通信
-4.2 传输层的基本功能
-4.3 传输控制协议
-4.4 用户数据报协议
-4.5 实时传输协议RTP/RTCP
-4.6. 容迟网技术的研究
-第四章 作业
-5.1 Internet应用发展与应用层协议分类
-5.2 P2P网络的主要类型
-5.3 基于P2P的网络应用
-6.1 移动互联网的概念
--第6章-移动互联网与移动IP - 6.1-6.2-PPT
-6.2 移动IP
-6.3 移动IPv4的基本工作原理
--第6章-移动互联网与移动IP - 6.3-6.4-PPT
-6.4 移动IPv6协议
-第五-六章 作业
-7.1 网联网的概念
-7.2 物联网的体系结构
-7.3 物联网的ONS 服务
-7.4 车联网VANET的基本概念
-7.5 车联网VANET的协议标准
-第七章 作业
