第4章互联网路由结构与协议
第4章 互联网路由结构与协议
目录 4.1互联网路由结构与路由算法 42互联网域内路由协议 4.3互联网域间路由协议 44组播及组播地址 45组播转发 4.6组播路由协议
目录 4.1 互联网路由结构与路由算法 4.2 互联网域内路由协议 4.3 互联网域间路由协议 4.4 组播及组播地址 4.5 组播转发 4.6 组播路由协议
4.1互联网路由结构与路由算法 4.1.1互联网结构特点 4.1.2互联网的路由结构 4.1.3路由算法分类
4.1 互联网路由结构与路由算法 4.1.1 互联网结构特点 4.1.2 互联网的路由结构 4.1.3 路由算法分类
4.1互联网路由结构与算法 4.1.1互联网结构特点 ■从横向来看,包括计算机网络在内的任何通信网都由 终端节点和网络节点构成,其中终端节点是通信的主 体(计算机网络中称为主机),网络节点是进行通信 的接入和交换设备,也可称为网络接口信息处理机
4.1 互联网路由结构与算法 4.1.1 互联网结构特点 ◼ 从横向来看，包括计算机网络在内的任何通信网都由 终端节点和网络节点构成，其中终端节点是通信的主 体（计算机网络中称为主机），网络节点是进行通信 的接入和交换设备，也可称为网络接口信息处理机
■由于互联网这样一个广域的计算机网络自始至终都具有这 样一些特点:由国际范围内的组织松散的、自治的计算机 网络构成,这些自治的网络由一些智能的网络节点—路 由器连接起来,用户数据封装在P分组内,由这些路由器 跳一跳地进行传递,直到目的主机。 ■因此,互联网是一个基于路由器的通信网络,所有终端节 点(主机)都必须通过网络节点(路由器)才能与其它终 端节点进行通信。 ■互联网的网络接口信息处理机就是路由器
◼ 由于互联网这样一个广域的计算机网络自始至终都具有这 样一些特点：由国际范围内的组织松散的、自治的计算机 网络构成，这些自治的网络由一些智能的网络节点——路 由器连接起来，用户数据封装在IP分组内，由这些路由器 一跳一跳地进行传递，直到目的主机。 ◼ 因此，互联网是一个基于路由器的通信网络，所有终端节 点（主机）都必须通过网络节点（路由器）才能与其它终 端节点进行通信。 ◼ 互联网的网络接口信息处理机就是路由器
下图说明了互联网的这一横向结构特点(其中H表示主机, R表示路由器)
下图说明了互联网的这一横向结构特点（其中H表示主机， R表示路由器）。 R R R R R R R R H H H H H H H H H
■从纵向来看,即从OSI参考模型协议层次的观点来看 互联网为了屏蔽网络层以下各种不同具体网络实现的 差异,各主机之间从网络层及以上都遵守TCP/IP协议 簇,以实现网络层以上的互连 ■所有IP层以上协议都直接或间接地建立在IP这种不可靠 的无连接的数据报协议之上,IP分组是整个互联网数 据传输的基本单元。 ■因而,对于路由器来说,最重要的便是实现IP协议, 能够根据收到的IP分组的头部信息进行正确地处理和 转发
◼ 从纵向来看，即从OSI参考模型协议层次的观点来看， 互联网为了屏蔽网络层以下各种不同具体网络实现的 差异，各主机之间从网络层及以上都遵守TCP/IP协议 簇，以实现网络层以上的互连。 ◼ 所有IP层以上协议都直接或间接地建立在IP这种不可靠 的无连接的数据报协议之上，IP分组是整个互联网数 据传输的基本单元。 ◼ 因而，对于路由器来说，最重要的便是实现IP协议， 能够根据收到的IP分组的头部信息进行正确地处理和 转发
互联网与OS纵向结构的对应关系 应用层 主机A 路由器 主机B 表示层 应用层 应用层 会话层 TCP UDP TCP UDP 传输层 IP分组 IP分组 IP层 IP层 IP层 网络层 帧 帧 数据链路层 数据链路层 数据链路层 数据链路层 物理接口 物理接口 物理接口 物理层 物理网络 物理网络
互联网与OSI纵向结构的对应关系 TCP UDP IP层 数据链路层 物理接口 主机A 应用层 TCP UDP IP层 数据链路层 物理接口 主机B 应用层 IP层 数据链路层 物理接口 路由器 传输层 网络层 数据链路层 物理层 应用层 会话层 表示层 物理网络 物理网络 IP分组 IP分组 帧 帧
4.1.2互联网的路由结构 ■路由器系统组成了互联网的基本结构,运行在路由器上 的单播路由协议则是互联网正常运行的基本保证。 ■从上述结构看出,是路由器把主机从繁重的路由负担中 解放出来,决定IP分组转发方向的关键因素是路由表 路由表的查找、建立、维护和更新工作是由路由器完成 的。这一部分功能在路由器中占有很重要的地位,它直 接涉及IP分组路由的正确与否以及效率高低,以至整个互 联网的稳定性。 ■由于历史原因,本章许多地方用网关来指代路由器,实 际上两者具有相同的意义
4.1.2 互联网的路由结构 ◼ 路由器系统组成了互联网的基本结构，运行在路由器上 的单播路由协议则是互联网正常运行的基本保证。 ◼ 从上述结构看出，是路由器把主机从繁重的路由负担中 解放出来，决定IP分组转发方向的关键因素是路由表。 ◼ 路由表的查找、建立、维护和更新工作是由路由器完成 的。这一部分功能在路由器中占有很重要的地位，它直 接涉及IP分组路由的正确与否以及效率高低，以至整个互 联网的稳定性。 ◼ 由于历史原因，本章许多地方用网关来指代路由器，实 际上两者具有相同的意义
1、路由表的结构 ■IP地址编码具有其特殊性:可以用主机地址的高位部分来 代表其所属网络的地址。IP分组在传送过程中,只有当它 到达与其目的主机处于同一网络、同时也是转发途径中的 最后一个路由器时,其中的主机IP地址才对这个路由器有 意义,之前的所有路由器都只关心P地址中的网络地址( 高位部分) 因为具有相同网络地址的主机必定处于同一网络中,所以 只要根据主机IP地址中的网络部分查找路由表即可得到下 个路由器的地址,这样一跳一跳地查表和转发,直到达 到与目的主机直接相连于同一网络的路由器,这时才利用 ARP等地址解析协议把目的主机地址转换为物理地址,把 IP分组发送给目的主机
◼ IP地址编码具有其特殊性：可以用主机地址的高位部分来 代表其所属网络的地址。IP分组在传送过程中，只有当它 到达与其目的主机处于同一网络、同时也是转发途径中的 最后一个路由器时，其中的主机IP地址才对这个路由器有 意义，之前的所有路由器都只关心IP地址中的网络地址（ 高位部分）。 ◼ 因为具有相同网络地址的主机必定处于同一网络中，所以 只要根据主机IP地址中的网络部分查找路由表即可得到下 一个路由器的地址，这样一跳一跳地查表和转发，直到达 到与目的主机直接相连于同一网络的路由器，这时才利用 ARP等地址解析协议把目的主机地址转换为物理地址，把 IP分组发送给目的主机。 1、路由表的结构