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IP級拓撲測量採用什麼方法

發布時間:2022-07-27 03:42:50

① 求IP地址分配方案 和網路拓撲圖 回答完了再給200分

你可以用B類網就可以,首先要知道你的路由器是什麼類型的,能帶多少台的;外網用的是什麼類型。IP地址要和你的路由器匹配,一般就是(192.168.1.1或是192.168.0.1)兩種;web伺服器用的什麼系統也很重要,簡單的是2003伺服器版,給web伺服器分配的IP一般是192.168.0.254或是192.168.1.254;在50台電腦上管理部、研發部、市場部(192.168.1.3~192.168.1.250或是192.168.0.3~192.168.0.250)就可以,只要沒有相同的就可以。網路拓撲圖:

② 可以用什麼命令(或者軟體之類的工具)檢測網路節點的位置並且可以根據節點的ip判斷整個網路的拓撲結構

netstat 和 print route

如何為計算機分配IP地址並畫出拓撲圖

首先申請IP地址
在IP地址的基礎上,根據子網的大小進行IP劃分
大概是這個過程

④ 網路測量的網路測量分類

網路測量的分類標准有多種.根據測量的方式,分為主動測量和被動測量;根據測量點的多少,分為單點測量與多點測量;根據被測量者知情與否,分為協作式測量與非協作式測量;根據測量所採用的協議,分為基於BGP 協議的測量、基於TCP/IP 協議的測量以及基於SNMP 協議的測量;根據測量的內容,分為拓撲測量與性能測量.
在主動測量方式中,通過向網路中發送數據,觀察結果和發送數據所需時間來研究網路的行為.主動測量向網路中發送實際的業務量,利用這些業務量測量反映網路提供給其他用戶的服務的參數,包括round-triptime(RTT)和丟包率.到目前為止,人們所做的大多數項目都涉及到主動測量.
在被動測量方式中,記錄網路活動的探針被接入到網路中,在大多數情況下探接到網路節點之間的連接上,匯總和記錄那條連接上業務流量的信息.
從測量點的數量來講,網路測量分為單點和多點測量.在研究初期,許多工作都屬於單點測量,但因為測量能力有限,搜集的信息不全面,分布式多點測量應運而生,尤其是多點主動測量,利用多個探測點得到的數據,能夠綜合出大規模的網路數據和單點所得不到的交叉路由信息.單點測試的典型例子是貝爾實驗室的InternetMapping 項目,這是一個非合作測量.該項目成功地描述了科索沃戰爭期間南斯拉夫和科索沃兩個網路的拓撲變化情況,這表明在IP 網路測量中,單點非合作測量具有相當強的網路探測能力.這也是網路測量在軍事領域中應用的典範.
在拓撲測量方面,多數項目顯示的是邏輯拓撲關系圖.隨著測量范圍的擴大,整張圖規模結構也隨之擴大,這時,人們往往希望與實際地域位置相對應,也就是具有地理信息的拓撲圖.Skitter(CAIDA)針對從幾個源點到成千上萬個目標點收集到的路徑信息進行拓撲結構和性能屬性的可視化,並且開展了AS 的地理信息圖方面的研究.
在性能測量方面,相關項目開展得較多,測量內容包括吞吐量、延遲、丟包率,並作網路可靠性、穩定性、可達性等方面的分析.這一方面是為了對一個特定網路進行維護管理,保障服務質量,;另一方面是為了預報網路性能,如NPACI』s Network Weather Service[5]每隔一定的時間間隔,周期性地監視、動態地預報(各種網路及計算資源)網路性能.收集某一時刻的數據,通過數值模型預測下一時段的TCP/IP 端到端的吞吐量、延遲,主要用於廣域網上的大規模計算的調度.

⑤ 如何規劃IP地址規劃

IP 地址規劃
IP地址規劃的重要性:
IP 地址的合理規劃是網路設計的重要環節,大型計算機網路必須對 IP 地址
進行統一規劃並得到有效實施。IP 地址規劃的好壞,影響到網路路由協議演算法
的效率,影響到網路的性能,影響到網路的擴展,影響到網路的管理,也必將直
接影響到網路應用的進一步發展。
4.3.1 IP 地址規劃總體要求
IP地址空間的分配,要與網路拓撲層次結構相適應,既要有效地利用地址空
間, 又要體現出網路的可擴展性、 靈活性和層次性, 同時能滿足路由協議的要求,
以便於網路中的路由聚類,減少路由器中路由表的長度,減少對路由器 CPU、
內存的消耗,提高路由演算法的效率,加快路由變化的收斂速度,同時還有考慮到
網路地址的可管理性。
校內網的IP地址規劃將遵循以下總體要求來分配:
1. 唯一性:一個IP網路中不能有兩個主機採用相同的IP地址;
2. 可管理性:地址分配應簡單且易於管理,以降低網路擴展的復雜性,簡
化路由表;
3. 連續性:連續地址在層次結構網路中易於進行路徑疊合,縮減路由表,
提高路由計算的效率;IP地址的分配必須採用VLSM技術,保證IP地址的
利用率;採用CIDR技術,可減小路由器路由表的大小,加快路由器路由
的收斂速度,也可以減小網路中廣播的路由信息的大小。
IP地址分配盡量分配連續的IP地址空間;相同的業務和功能盡量分配連
續的IP地址空間,有利於路由聚合以及安全控制;
4. 可擴展性:地址分配在每一層次上都要留有一定餘量,以便在網路擴展
時能保證地址疊合所需的連續性;IP地址分配處理要考慮到連續外,又
要能做到具有可擴充性,並為將來的網路擴展預留一定的地址空間;充
分利用無類別域間路由(CIDR)技術和變長子網掩碼(VLSM)技術,
合理高效地利用IP地址,同時,對所有各種主機、伺服器和網路設備,
必須分配足夠的地址,劃分獨立的網段,以便能夠實現嚴格的安全策略
控制。
5. 靈活性:地址分配應具有靈活性,以滿足多種路由策略的優化,充分利
用地址空間;
6. 層次性:IP地址的劃分採用層次化的方法,和層次化的網路設計相應,
在地址劃分上我們也採用層次化的分配思想,從XXx廳開始規劃,再規
劃各地州、縣,使地址具有層次性,能夠逐層向上匯聚。
7. 實意性
在公有地址有保證的前提下,盡量使用公有地址,主要包括設備loopback
地址、設備間互連地址;
8. 節約性
根據伺服器、主機的數量及業務發展估計,IP地址規劃盡可能使用較小
的子網,既節約了IP地址,同時可減少子網內網路風暴,提高網路性能。
4.3.2 IP 地址分類:
1. Loopback地址
為了方便管理,為每一台路由器創建一個 Loopback 介面,並在該介面上單
獨指定一個 IP 地址作為管理地址。Loopback 地址務必使用 32 位掩碼的地址,越
是核心的設備,Loopback地址越小。
2. 互聯地址
指兩台或多台網路設備相互連接的介面所需要的地址。相對核心的設備,使
用較小的一個地址,互聯地址通常要聚合後發布,在規劃時要充分考慮使用連續
的可聚合地址。
3. 業務地址
指連接在乙太網上的各種伺服器、主機所使用的地址以及網關的地址。
業務地址的網關地址統一使用相同的末位數字,如:.254都是表示網關
IP 地址分配

⑥ 網路測量的研究方向

(1) IP 拓撲測量.主要測量方法分為兩類:基於SNMP 協議、基於ICMP 協議.前者主要通過訪問MIB 庫進行拓撲關系的獲取,由於許可權的關系,適合於在具有管轄權的網路范圍內進行測量,所以難以推廣應用.後者通過Tracert 實現,可用於Internet 上的大規模網路測量,但當網路上安裝有防火牆軟體時,則無法進行測量.過程如下:首先得到網路IP 地址分段,然後利用路由追蹤技術得到一個數據包從源IP 地址到目的IP 地址所經歷的所有路由器的IP 地址,對某一網路的所有IP 地址進行路由追蹤,就會得到該網路所有的路由器的IP 地址及互聯關系.路由追蹤技術是基於下面的原理來實現的:首先以TTL=1 向目的IP 地址的一個不可達埠(通常是10 000以上的埠)發一個udp 包,這個包在經過第1 個路由器以後,將被路由器丟棄,同時路由器將向源主機發送一個ICMP包通知該包丟失,通過解開這個ICMP包,就可以得到該路由器的IP 地址.然後,我們再以TTL=2 向目的IP地址發udp 包,重復上面的操作,直到返回的ICMP 包的類型為目的埠不可達,表明已經到達了目的主機,這樣就得到從本機到目的主機所經過的路由器IP 地址.目前,所有的路由器都支持這種實現方式.根據由數據搜集模塊得到的路徑總表,可以直接生成反映邏輯連接關系的路由IP 拓撲圖,結合各IP 所在的地理位置,可以生成城市覆蓋拓撲圖.
(2) AS拓撲測量.總的來說,生成AS級拓撲圖的方法可歸結為基於BGP 路由信息的AS圖、基於Traceroute的AS 圖以及基於某些特性採用拓撲生成器合成(synthesizing) 的AS 級拓撲圖三類.其中,第1 種方法較為普遍.該方法有被動測量和主動測量兩種測量方式可供選擇.前者在關鍵路由節點獲取BGP 數據包,再採用有限狀態自動機技術,對捕獲的BGP update 報文進行處理;後者自備一台路由器,運行BGP 協議,通過與ISP 協商,與相應的路由器建立BGP 對等連接,只接收路由更新報文,不轉發用戶數據,這需要對等雙方對相應路由器的正確配置.在大量測量數據的基礎上,生成AS 拓撲連接圖.通過AS 拓撲連接圖,可以直觀地了解各AS 連接關系,分析出哪些AS 起重要作用,不僅可以為新AS 的接入提供指導,而且還可以為將來信息戰中的計算機攻防提供指導依據.
(3) 基於TCP/IP 協議的網路性能測量與分析.為了考察網路的穩定性、可達性、可靠性及網路服務質量,需周期性、連續測量的性能參數包括丟包率、RTT、流量、路徑的平均跳數等;在此基礎上,以時間為主線分析各路徑上各項指標的動態變化,以空間為主線統計分析某一時刻整個網路的整體態勢,如處於不同量級時延的節點總體數量分布等,分析端到端路由變化(或跳數的路由變化)等.其他分析還包括,對探測得到的數據進行數據挖掘(data mining),或者利用已有的模型(Petri 網、自相似性、排隊論)研究其自相似特徵.由於對網路性能測量的實時性要求較高,所以探測頻率往往很大,但必須保證不要由此對網路造成較大的額外負荷,同時注意隱藏探測蹤跡.
(4) 網路運行態勢綜合分析.基於多個監測點,在不同時段收集的測量數據,生成被測網路的綜合態勢戰略圖,真正實現「運籌帷幄而決勝於千里之外」.該圖除了具有不同層面屬性的即時播放功能以外,還可以通過顏色標注、聲音提示等進行流量異常、故障報警,為防範大規模網路攻擊提供預警手段,同時,從網路攻擊的角度,研究發展具有隱蔽性、高效的分布式網路偵察測量方法.另外,進行綜合分析,為用戶提供QoS 指數、病態路由報告,為改正病態路由、制定網路路由策略、進行網路破壞後的網路資源自組織等提供第一手依據.
(5) 測量與分析結果的可視化.網路測量與分析結果的可視化是一個關鍵環節.通過研究,採用圖形用戶界面GUI、電子地圖的任意縮放、拖動、電子地圖的多層表示法、直方圖、二維、三維坐標曲線、扇形圖、表格、報表、二維平面圖形、三維立體圖形[8]等種種手段,結合GIS 技術,對態勢圖進行層次化、可拖動、互動式分級顯示,直觀、形象地表示出測量分析結果.折衷點在於,既要全面而客觀地顯示庫中的數據,又要具有良好的視覺效果.
(6) 網路行為建模、網路模擬、網路趨勢預測.網路拓撲發現和測量已經成為研究網路行為學的主要方法,網路行為的測量是整個網路行為學研究的基礎.網路行為的建模分析可採用排隊論、Petri 網、馬爾可夫鏈、Poisson 過程等理論.由於Internet 環境的復雜性、多變性、異構性,網路行為的建模分析和模擬分析變得步履維艱.
(7) 網路測量的體系結構.隨著時間的推移,網路測量將不斷擴展升級,所以在設計實施之初,就要充分考慮測量體系的可擴展性、可裁剪性及兼容性、容錯性.

⑦ 誰能給我具體的講述一下網路拓撲圖,他們的網關,ip,配置的方法和原因。

屠宰那裡,上圖看看唄

⑧ 關於網路拓撲結構中IP地址和VLAN的劃分

劃分VLAN的基本策略

從技術角度講,VLAN的劃分可依據不同原則,一般有以下三種劃分方法:

1、基於埠的VLAN劃分

這種劃分是把一個或多個交換機上的幾個埠劃分一個邏輯組,這是最簡單、最有效的劃分方法。該方法只需網路管理員對網路設備的交換埠進行重新分配即可,不用考慮該埠所連接的設備。

2、基於MAC地址的VLAN劃分

MAC地址其實就是指網卡的標識符,每一塊網卡的MAC地址都是惟一且固化在網卡上的。MAC地址由12位16進制數表示,前8位為廠商標識,後4位為網卡標識。網路管理員可按MAC地址把一些站點劃分為一個邏輯子網。

3、基於路由的VLAN劃分

路由協議工作在網路層,相應的工作設備有路由器和路由交換機(即三層交換機)。該方式允許一個VLAN跨越多個交換機,或一個埠位於多個VLAN中。

就目前來說,對於VLAN的劃分主要採取上述第1、3種方式,第2種方式為輔助性的方案。

使用VLAN優點

使用VLAN具有以下優點:

1、控制廣播風暴

一個VLAN就是一個邏輯廣播域,通過對VLAN的創建,隔離了廣播,縮小了廣播范圍,可以控制廣播風暴的產生。

2、提高網路整體安全性

通過路由訪問列表和MAC地址分配等VLAN劃分原則,可以控制用戶訪問許可權和邏輯網段大小,將不同用戶群劃分在不同VLAN,從而提高交換式網路的整體性能和安全性。

3、網路管理簡單、直觀

對於交換式乙太網,如果對某些用戶重新進行網段分配,需要網路管理員對網路系統的物理結構重新進行調整,甚至需要追加網路設備,增大網路管理的工作量。而對於採用VLAN技術的網路來說,一個VLAN可以根據部門職能、對象組或者應用將不同地理位置的網路用戶劃分為一個邏輯網段。在不改動網路物理連接的情況下可以任意地將工作站在工作組或子網之間移動。利用虛擬網路技術,大大減輕了網路管理和維護工作的負擔,降低了網路維護費用。在一個交換網路中,VLAN提供了網段和機構的彈性組合機制。

三層交換技術

傳統的路由器在網路中有路由轉發、防火牆、隔離廣播等作用,而在一個劃分了VLAN以後的網路中,邏輯上劃分的不同網段之間通信仍然要通過路由器轉發。由於在區域網上,不同VLAN之間的通信數據量是很大的,這樣,如果路由器要對每一個數據包都路由一次,隨著網路上數據量的不斷增大,路由器將不堪重負,路由器將成為整個網路運行的瓶頸。

在這種情況下,出現了第三層交換技術,它是將路由技術與交換技術合二為一的技術。三層交換機在對第一個數據流進行路由後,會產生一個MAC地址與IP地址的映射表,當同樣的數據流再次通過時,將根據此表直接從二層通過而不是再次路由,從而消除了路由器進行路由選擇而造成網路的延遲,提高了數據包轉發的效率,消除了路由器可能產生的網路瓶頸問題。可見,三層交換機集路由與交換於一身,在交換機內部實現了路由,提高了網路的整體性能。

在以三層交換機為核心的千兆網路中,為保證不同職能部門管理的方便性和安全性以及整個網路運行的穩定性,可採用VLAN技術進行虛擬網路劃分。VLAN子網隔離了廣播風暴,對一些重要部門實施了安全保護;且當某一部門物理位置發生變化時,只需對交換機進行設置,就可以實現網路的重組,非常方便、快捷,同時節約了成本。

⑨ ip地址採用什麼方法

摘要 IP地址的長度為32位,分為4段,每段8位,用十進制數字表示,每段數字范圍為0~255,段與段之間用句點隔開。例如159.226.1.1。IP地址有兩部分組成,一部分為網路地址,另一部分為主機地址。IP地址分為A、B、C、D、E5類。常用的是B和C兩類。

⑩ IP網路技術原理.

ip就是網際互聯協議,支持的有4個協議:ARP,RARP,ICMP,IGMP
1.網路互連

把自己的網路同其它的網路互連起來,從網路中獲取更多的信息和向網路發布自己的消息,是網路互連的最主要的動力。網路的互連有多種方式,其中使用最多的是網橋互連和路由器互連。

1.1 網橋互連的網路

網橋工作在OSI模型中的第二層,即鏈路層。完成數據幀(frame)的轉發,主要目的是在連接的網路間提供透明的通信。網橋的轉發是依據數據幀中的源地址和目的地址來判斷一個幀是否應轉發和轉發到哪個埠。幀中的地址稱為「MAC」地址或「硬體」地址,一般就是網卡所帶的地址。

網橋的作用是把兩個或多個網路互連起來,提供透明的通信。網路上的設備看不到網橋的存在,設備之間的通信就如同在一個網上一樣方便。由於網橋是在數據幀上進行轉發的,因此只能連接相同或相似的網路(相同或相似結構的數據幀),如乙太網之間、乙太網與令牌環(token ring)之間的互連,對於不同類型的網路(數據幀結構不同),如乙太網與X.25之間,網橋就無能為力了。

網橋擴大了網路的規模,提高了網路的性能,給網路應用帶來了方便,在以前的網路中,網橋的應用較為廣泛。但網橋互連也帶來了不少問題:一個是廣播風暴,網橋不阻擋網路中廣播消息,當網路的規模較大時(幾個網橋,多個乙太網段),有可能引起廣播風暴(broadcasting storm),導致整個網路全被廣播信息充滿,直至完全癱瘓。第二個問題是,當與外部網路互連時,網橋會把內部和外部網路合二為一,成為一個網,雙方都自動向對方完全開放自己的網路資源。這種互連方式在與外部網路互連時顯然是難以接受的。問題的主要根源是網橋只是最大限度地把網路溝通,而不管傳送的信息是什麼。

1.2 路由器互連網路

路由器互連與網路的協議有關,我們討論限於TCP/IP網路的情況。

路由器工作在OSI模型中的第三層,即網路層。路由器利用網路層定義的「邏輯」上的網路地址(即IP地址)來區別不同的網路,實現網路的互連和隔離,保持各個網路的獨立性。路由器不轉發廣播消息,而把廣播消息限制在各自的網路內部。發送到其他網路的數據茵先被送到路由器,再由路由器轉發出去。

IP路由器只轉發IP分組,把其餘的部分擋在網內(包括廣播),從而保持各個網路具有相對的獨立性,這樣可以組成具有許多網路(子網)互連的大型的網路。由於是在網路層的互連,路由器可方便地連接不同類型的網路,只要網路層運行的是IP協議,通過路由器就可互連起來。

網路中的設備用它們的網路地址(TCP/IP網路中為IP地址)互相通信。IP地址是與硬體地址無關的「邏輯」地址。路由器只根據IP地址來轉發數據。IP地址的結構有兩部分,一部分定義網路號,另一部分定義網路內的主機號。目前,在Internet網路中採用子網掩碼來確定IP地址中網路地址和主機地址。子網掩碼與IP地址一樣也是32bit,並且兩者是一一對應的,並規定,子網掩碼中數字為「1」所對應的IP地址中的部分為網路號,為「0」所對應的則為主機號。網路號和主機號合起來,才構成一個完整的IP地址。同一個網路中的主機IP地址,其網路號必須是相同的,這個網路稱為IP子網。

通信只能在具有相同網路號的IP地址之間進行,要與其它IP子網的主機進行通信,則必須經過同一網路上的某個路由器或網關(gateway)出去。不同網路號的IP地址不能直接通信,即使它們接在一起,也不能通信。

路由器有多個埠,用於連接多個IP子網。每個埠的IP地址的網路號要求與所連接的IP子網的網路號相同。不同的埠為不同的網路號,對應不同的IP子網,這樣才能使各子網中的主機通過自己子網的IP地址把要求出去的IP分組送到路由器上。

2.路由原理

當IP子網中的一台主機發送IP分組給同一IP子網的另一台主機時,它將直接把IP分組送到網路上,對方就能收到。而要送給不同IP於網上的主機時,它要選擇一個能到達目的子網上的路由器,把IP分組送給該路由器,由路由器負責把IP分組送到目的地。如果沒有找到這樣的路由器,主機就把IP分組送給一個稱為「預設網關(default gateway)」的路由器上。「預設網關」是每台主機上的一個配置參數,它是接在同一個網路上的某個路由器埠的IP地址。

路由器轉發IP分組時,只根據IP分組目的IP地址的網路號部分,選擇合適的埠,把IP分組送出去。同主機一樣,路由器也要判定埠所接的是否是目的子網,如果是,就直接把分組通過埠送到網路上,否則,也要選擇下一個路由器來傳送分組。路由器也有它的預設網關,用來傳送不知道往哪兒送的IP分組。這樣,通過路由器把知道如何傳送的IP分組正確轉發出去,不知道的IP分組送給「預設網關」路由器,這樣一級級地傳送,IP分組最終將送到目的地,送不到目的地的IP分組則被網路丟棄了。

目前TCP/IP網路,全部是通過路由器互連起來的,Internet就是成千上萬個IP子網通過路由器互連起來的國際性網路。這種網路稱為以路由器為基礎的網路(router based network),形成了以路由器為節點的「網間網」。在「網間網」中,路由器不僅負責對IP分組的轉發,還要負責與別的路由器進行聯絡,共同確定「網間網」的路由選擇和維護路由表。

路由動作包括兩項基本內容:尋徑和轉發。尋徑即判定到達目的地的最佳路徑,由路由選擇演算法來實現。由於涉及到不同的路由選擇協議和路由選擇演算法,要相對復雜一些。為了判定最佳路徑,路由選擇演算法必須啟動並維護包含路由信息的路由表,其中路由信息依賴於所用的路由選擇演算法而不盡相同。路由選擇演算法將收集到的不同信息填入路由表中,根據路由表可將目的網路與下一站(nexthop)的關系告訴路由器。路由器間互通信息進行路由更新,更新維護路由表使之正確反映網路的拓撲變化,並由路由器根據量度來決定最佳路徑。這就是路由選擇協議(routing protocol),例如路由信息協議(RIP)、開放式最短路徑優先協議(OSPF)和邊界網關協議(BGP)等。

轉發即沿尋徑好的最佳路徑傳送信息分組。路由器首先在路由表中查找,判明是否知道如何將分組發送到下一個站點(路由器或主機),如果路由器不知道如何發送分組,通常將該分組丟棄;否則就根據路由表的相應表項將分組發送到下一個站點,如果目的網路直接與路由器相連,路由器就把分組直接送到相應的埠上。這就是路由轉發協議(routed protocol)。

路由轉發協議和路由選擇協議是相互配合又相互獨立的概念,前者使用後者維護的路由表,同時後者要利用前者提供的功能來發布路由協議數據分組。下文中提到的路由協議,除非特別說明,都是指路由選擇協議,這也是普遍的習慣。

3.路由協議

典型的路由選擇方式有兩種:靜態路由和動態路由。

靜態路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網路管理員干預,否則靜態路由不會發生變化。由於靜態路由不能對網路的改變作出反映,一般用於網路規模不大、拓撲結構固定的網路中。靜態路由的優點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中,靜態路由優先順序最高。當動態路由與靜態路由發生沖突時,以靜態路由為准。

動態路由是網路中的路由器之間相互通信,傳遞路由信息,利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實時地適應網路結構的變化。如果路由更新信息表明發生了網路變化,路由選擇軟體就會重新計算路由,並發出新的路由更新信息。這些信息通過各個網路,引起各路由器重新啟動其路由演算法,並更新各自的路由表以動態地反映網路拓撲變化。動態路由適用於網路規模大、網路拓撲復雜的網路。當然,各種動態路由協議會不同程度地佔用網路帶寬和CPU資源。

靜態路由和動態路由有各自的特點和適用范圍,因此在網路中動態路由通常作為靜態路由的補充。當一個分組在路由器中進行尋徑時,路由器首先查找靜態路由,如果查到則根據相應的靜態路由轉發分組;否則再查找動態路由。

根據是否在一個自治域內部使用,動態路由協議分為內部網關協議(IGP)和外部網關協議(EGP)。這里的自治域指一個具有統一管理機構、統一路由策略的網路。自治域內部採用的路由選擇協議稱為內部網關協議,常用的有RIP、OSPF;外部網關協議主要用於多個自治域之間的路由選擇,常用的是BGP和BGP-4。下面分別進行簡要介紹。

3.1 RIP路由協議

RIP協議最初是為Xerox網路系統的Xerox parc通用協議而設計的,是Internet中常用的路由協議。RIP採用距離向量演算法,即路由器根據距離選擇路由,所以也稱為距離向量協議。路由器收集所有可到達目的地的不同路徑,並且保存有關到達每個目的地的最少站點數的路徑信息,除到達目的地的最佳路徑外,任何其它信息均予以丟棄。同時路由器也把所收集的路由信息用RIP協議通知相鄰的其它路由器。這樣,正確的路由信息逐漸擴散到了全網。

RIP使用非常廣泛,它簡單、可靠,便於配置。但是RIP只適用於小型的同構網路,因為它允許的最大站點數為15,任何超過15個站點的目的地均被標記為不可達。而且RIP每隔30s一次的路由信息廣播也是造成網路的廣播風暴的重要原因之一。

3.2 OSPF路由協議

80年代中期,RIP已不能適應大規模異構網路的互連,0SPF隨之產生。它是網間工程任務組織(1ETF)的內部網關協議工作組為IP網路而開發的一種路由協議。

0SPF是一種基於鏈路狀態的路由協議,需要每個路由器向其同一管理域的所有其它路由器發送鏈路狀態廣播信息。在OSPF的鏈路狀態廣播中包括所有介面信息、所有的量度和其它一些變數。利用0SPF的路由器首先必須收集有關的鏈路狀態信息,並根據一定的演算法計算出到每個節點的最短路徑。而基於距離向量的路由協議僅向其鄰接路由器發送有關路由更新信息。

與RIP不同,OSPF將一個自治域再劃分為區,相應地即有兩種類型的路由選擇方式:當源和目的地在同一區時,採用區內路由選擇;當源和目的地在不同區時,則採用區間路由選擇。這就大大減少了網路開銷,並增加了網路的穩定性。當一個區內的路由器出了故障時並不影響自治域內其它區路由器的正常工作,這也給網路的管理、維護帶來方便。

3.3 BGP和BGP-4路由協議

BGP是為TCP/IP互聯網設計的外部網關協議,用於多個自治域之間。它既不是基於純粹的鏈路狀態演算法,也不是基於純粹的距離向量演算法。它的主要功能是與其它自治域的BGP交換網路可達信息。各個自治域可以運行不同的內部網關協議。BGP更新信息包括網路號/自治域路徑的成對信息。自治域路徑包括到達某個特定網路須經過的自治域串,這些更新信息通過TCP傳送出去,以保證傳輸的可靠性。

為了滿足Internet日益擴大的需要,BGP還在不斷地發展。在最新的BGp4中,還可以將相似路由合並為一條路由。

3.4 路由表項的優先問題

在一個路由器中,可同時配置靜態路由和一種或多種動態路由。它們各自維護的路由表都提供給轉發程序,但這些路由表的表項間可能會發生沖突。這種沖突可通過配置各路由表的優先順序來解決。通常靜態路由具有默認的最高優先順序,當其它路由表表項與它矛盾時,均按靜態路由轉發。

4.路由演算法

路由演算法在路由協議中起著至關重要的作用,採用何種演算法往往決定了最終的尋徑結果,因此選擇路由演算法一定要仔細。通常需要綜合考慮以下幾個設計目標:

(1)最優化:指路由演算法選擇最佳路徑的能力。

(2)簡潔性:演算法設計簡潔,利用最少的軟體和開銷,提供最有效的功能。

(3)堅固性:路由演算法處於非正常或不可預料的環境時,如硬體故障、負載過高或操作失誤時,都能正確運行。由於路由器分布在網路聯接點上,所以在它們出故障時會產生嚴重後果。最好的路由器演算法通常能經受時間的考驗,並在各種網路環境下被證實是可靠的。

(4)快速收斂:收斂是在最佳路徑的判斷上所有路由器達到一致的過程。當某個網路事件引起路由可用或不可用時,路由器就發出更新信息。路由更新信息遍及整個網路,引發重新計算最佳路徑,最終達到所有路由器一致公認的最佳路徑。收斂慢的路由演算法會造成路徑循環或網路中斷。

(5)靈活性:路由演算法可以快速、准確地適應各種網路環境。例如,某個網段發生故障,路由演算法要能很快發現故障,並為使用該網段的所有路由選擇另一條最佳路徑。

路由演算法按照種類可分為以下幾種:靜態和動態、單路和多路、平等和分級、源路由和透明路由、域內和域間、鏈路狀態和距離向量。前面幾種的特點與字面意思基本一致,下面著重介紹鏈路狀態和距離向量演算法。

鏈路狀態演算法(也稱最短路徑演算法)發送路由信息到互聯網上所有的結點,然而對於每個路由器,僅發送它的路由表中描述了其自身鏈路狀態的那一部分。距離向量演算法(也稱為Bellman-Ford演算法)則要求每個路由器發送其路由表全部或部分信息,但僅發送到鄰近結點上。從本質上來說,鏈路狀態演算法將少量更新信息發送至網路各處,而距離向量演算法發送大量更新信息至鄰接路由器。

由於鏈路狀態演算法收斂更快,因此它在一定程度上比距離向量演算法更不易產生路由循環。但另一方面,鏈路狀態演算法要求比距離向量演算法有更強的CPU能力和更多的內存空間,因此鏈路狀態演算法將會在實現時顯得更昂貴一些。除了這些區別,兩種演算法在大多數環境下都能很好地運行。

最後需要指出的是,路由演算法使用了許多種不同的度量標准去決定最佳路徑。復雜的路由演算法可能採用多種度量來選擇路由,通過一定的加權運算,將它們合並為單個的復合度量、再填入路由表中,作為尋徑的標准。通常所使用的度量有:路徑長度、可靠性、時延、帶寬、負載、通信成本等。

5.新一代路由器

由於多媒體等應用在網路中的發展,以及ATM、快速乙太網等新技術的不斷採用,網路的帶寬與速率飛速提高,傳統的路由器已不能滿足人們對路由器的性能要求。因為傳統路由器的分組轉發的設計與實現均基於軟體,在轉發過程中對分組的處理要經過許多環節,轉發過程復雜,使得分組轉發的速率較慢。另外,由於路由器是網路互連的關鍵設備,是網路與其它網路進行通信的一個「關口」,對其安全性有很高的要求,因此路由器中各種附加的安全措施增加了CPU的負擔,這樣就使得路由器成為整個互聯網上的「瓶頸」。

傳統的路由器在轉發每一個分組時,都要進行一系列的復雜操作,包括路由查找、訪問控製表匹配、地址解析、優先順序管理以及其它的附加操作。這一系列的操作大大影響了路由器的性能與效率,降低了分組轉發速率和轉發的吞吐量,增加了CPU的負擔。而經過路由器的前後分組間的相關性很大,具有相同目的地址和源地址的分組往往連續到達,這為分組的快速轉發提供了實現的可能與依據。新一代路由器,如IP Switch、Tag Switch等,就是採用這一設計思想用硬體來實現快速轉發,大大提高了路由器的性能與效率。

新一代路由器使用轉發緩存來簡化分組的轉發操作。在快速轉發過程中,只需對一組具有相同目的地址和源地址的分組的前幾個分組進行傳統的路由轉發處理,並把成功轉發的分組的目的地址、源地址和下一網關地址(下一路由器地址)放人轉發緩存中。當其後的分組要進行轉發時,茵先查看轉發緩存,如果該分組的目的地址和源地址與轉發緩存中的匹配,則直接根據轉發緩存中的下一網關地址進行轉發,而無須經過傳統的復雜操作,大大減輕了路由器的負擔,達到了提高路由器吞吐量的目標。

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