计算机网络——网络层（四）

计算机网络——网络层（四）

十四、链路状态路由选择

距离矢量路由站的不高，看的不远，完全相信他的邻居。
链路状态路由选择力图站的足够高、足够远来避免距离矢量的问题。

14.1 主要思想

• 发现：发现他的邻居节点，了解他们的网络地址。
• 设置：到它的每个邻居的成本度量。
• 构造：一个分组，包含他所了解的所有信息。
• 发送：这个分组给所有其他的路由器。
• 计算：到每个路由器的最短路径。

发现
当一个路由器启动的时候，在每个点到点的线路发送一个特别的hello分组。
收到hello分组的路由器应该会送一个应答，应答中有它自己的名字。

设置链路成本

1. 路由器发送一个特别的echo分组，另一端立刻回送一个应答，通过测量往返的时间，发送路由可以获得一个合理的延迟估计值。
2. 另一种常用的选择是链路带宽（反比）。

构造链路状态分组

分组包含如下信息

• 发送方的标识
• 序列号
• 年龄
• 邻居列表
• 到邻居的成本

发布分组

1. 每个分组都包含一个序列号，序列号随着分组产生递增。
2. 路由器记录所有看到的 原路由器-序列号 对。
3. 当新分组到达时，若分组是新的，就从除了来的线路泛洪出去。若是重复分组，则被丢弃。如当前序列号比之前接收过的还小，则会当做过时信息丢弃。

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发布过程中的问题及解决：

1. 序列号回转：使用32位序列号。
2. 如果一个路由崩溃，那么他将丢失自己的序列号记录，如果他再从0开始，新分组将被当做旧分组被拒绝。
3. 如果一个系列号被破坏了，比如发方的序列号是4，但是由于产生了一位错误，序列号被看做是64450，那么，序列号5-65540的分组都被当做过时分组拒绝。

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解决路由崩溃和序列号破坏：

1. 每个分组序列号后面的年龄每秒钟减1
2. 当年龄为0，该路由的信息被丢弃。

算法改进

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计算路径

1. 一旦一个路由器获得了全部的链路状态分组，就可以构造出全部的网络图了。
2. 可以使用最短路径算法来计算路径之间的最短路径。
3. 计算机结果是一棵树，会形成相应的路由，安装在路由表中，引导数据分组的转发。

14.2 特点

十五、单区域OSPF

L-S路由协议的实例——开放的路径优先（OSPF）
使用图来表述真实的网络。
计算最短路径。

15.1 特点

• OSPF可以在大型网络中使用
• 无路由自环
• OSPF支持VLSM、CIDR等
• 使用带宽作为度量值
• 收敛速度快
• 通过分区实现高效的管理

15.2 重要术语

15.3 OSPF代价

15.4 OSPF分组类型

15.5 OSPF运行步骤

例：两台路由RT1和RT2，互相不认识。

1. RT1发送hello报文
2. RT2发送一个hello应答报文
3. 3~9为双方互相发送自己掌握的LSP数据库，为了节约带宽，发送的是含有LSP摘要信息的DD报文。
4. 然后将收到的摘要和自己掌握的LSP进行比较，若自己没有但是对方有的LSP，就会发送LSR报文请求完整的LSP。
5. 收到 LSR报文的路由会将完整的LSP封装在LSU报文进行应答。
6. 收到LSU的路由会回发一个LSAck报文进行应答。
7. 结束的时候，双发会建立一个全毗邻的关系，拥有的LSP数据库完全一样。

15.6 选举DR和BDR

十六、无类域间路由CIDR

16.1 概述

CIDR的基本思想：分配IP地址不再以类别来分，而是按照可变长的地址块来分配。

例

使用CIDR路由后，路由表必须扩展，增加一个32位的子网掩码。
所以每个路由表有一个三元组（IP地址、子网掩码、输出线）。

当路由表中有两个表项匹配，选择子网掩码长的匹配项。（最长前缀匹配）

16.2 计算可用的IP地址

CIDR控制、缩减了路由表的规模。

16.3 路由聚合

十七、网络地址翻译NAT

17.1 概述

17.2 工作原理

带来的问题


无NAT服务的网络中使用的私有地址，私网内部可以进行通信，私网之间不同通信。

计算机网络——网络层（五）

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