自学考试网络工程总结笔记全解

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1、自考网络工程串讲笔记（04749）第一章概述1.2计算机网络介绍1.2.1计算机网络定义1、计算机网络是：（1）计算机技术与通信技术相结合的产物（2）由自主计算机互连起来的集合体（3）将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在 网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系 统（目的）。（4）由多台计算机通过传输介质和软件物理（或逻辑）连接在一起组成的。2、计算机网络包括硬件和软件：硬件包括：a、计算机（主机）：个人计算机、大型计算机、客户机（client）或工作站（workstation）、 服务器（sever）,

2、统称为端系统b、通信设备为主机转发数据，包括交换机和路由器；c、接口设备是网络和计算机之间的接口，包括网卡和调制解调器。d、传输介质：双绞线、同轴电缆、光钎、无线电和卫星链路。软件包括：通信协议和应用软件通信协议（计算机之间的信息传输规则）：TCP/IP等应用软件（网络上的各种应用）：WWW、E-mail、FTP等1.2.2计算机网络拓扑结构1、广域网拓扑结构：广域网是将多个子网或多个局域网互接起来的网络。集线器、中继器、交换机将多个设备连接起来形成局域网拓扑结构。 桥接器、路由器、传输设备及网关将子网或局域网连接起来形成网络拓扑结构。广域网特点：点到点、存储转发、工作在底层（1）网状拓扑结构

3、优点：系统可靠性高，比较容易扩展。可以改善通信路径上的信息流量分配。可以在多条路径中选择最佳路 径，以减小传输延迟。网络可组建成各种形状，采用多种通信信道，多种传输速率，适合广域网复杂的网络环境 缺点：线路和结点成本高 结构复杂，难于管理和维护，每一结点都与多点进行连接，必须采用路由算法和流量控制方法（2）环形拓扑结构采用光纤做主干线。可靠性好，不存在单点失效问题，可以灵活地建立各种链路备份策略2、局部网络拓扑结构局域网特点：广播式，工作在物理层、数据链路层、网际层（1）星形拓扑结构，非常适合局域网中使用。优点：增加站点容易。成本低。容易确定网络故障点。通道分离，网络不会因为一个站点故障受 影

4、响。网络结点增删方便、快捷缺点：可靠性差（2）环形拓扑结构，在令牌环网和FDDI网络中应用较多。它的延时是固定的，特别适合实时控制的局域网系统。优点：控制简单。不存在数据冲突。信道利用率高缺点：任意结点故障都会造成网络瘫痪。故障诊断也较困难。容量有限难以增加新的站点。对结点要求高（3）总线形拓扑结构总线两端连接的器件称为端接器，作用与总线进行阻抗匹配，吸收传送端部的能量，避免信号反射回总 线造成不必要的干扰。优点：可靠性高，一个站点故障不会影响网络。需要电缆短，成本低。扩充性好缺点：安全性低。监控比较困难。通信效率低下。增加结点困难(4) 树形拓扑结构，相邻结点和同层结点之间一般不进行数据交换

5、。优点：结构连接简单。维护方便。适用于汇集信息的应用要求缺点：资源共享能力较低。可靠性不咼1.2.3计算机网络体系结构1、计算机网络体系结构是指网络的层次结构和协议。协议(Protocol)是计算机网络协议的简称，是指网络中计算 机与计算机之间、网络设备与网络设备之间、计算机与网络设备之间进行信息交换的规则。计算机网络体系结构每一层都使用了信息隐藏、抽象数据类型及面向对象的设计方法,目的是向上一层提供服务， 上层可以使用其提供的服务，但对于其内部的状态和算法是不可见的。2、计算机网络技术体系结构分层的好处是：各层之间是独立的，每层只关注实现本层的功能即可；灵活性好, 每一层次可以灵活地采用不同

6、的方法来实现本层的功能，增加和删减功能也较为容易；结构上可以分隔开，层次 之间的相互影响小，降低了实现和维护的难度，同时能够促进标准化的工作。分层注意：若层数太少，就会使每一层的协议太复杂；若层数太多，又会在描述和综合各层功能的系统工程任 务时遇到较多的困难。3、两大网络体系结构：OSI七层理论模型TCP/IP概念层(美国国防部为ARPANET广域网制定的)应用层应用层表示层会话层传输层传输层网络层网际层数据链路层网络接口层物理层4、TCP/IP网络模型TCP：有连接，可靠性高；IP：无连接，不可靠，速度快。(1) 网络接口层定义了 IP数据报载拥有不同数据链路层和物理层网络中的传输方法，使得

7、TCP/IP网络模型具有很强的兼容 性与适应性。应用于：以太网、令牌网、X.25网、帧中继网、ATM网、HDLC (高级数据控制)和 PPP (广域 网，点到点链接)(2) 网际层是TCP/IP网络模型最核心的层次，负责网络间的路由选择、流量控制和拥塞控制:核心协议是IP,是一种无 连接的网络层协议，只能提供“尽力而为”的服务，传送的数据单位是报文分组或数据包。(3) 传输层在网络中源主机与目的主机之间建立端到端的连接；传输层包括传输控制协议(TCP)和用户数据报协议 (UDP)，TCP是一种可靠的面向连接的协议，UDP是一种不可靠的无连接协议。(4) 应用层网络终端协议(Telnet)、文件

8、传输协议(FTP)、简单邮件传输协议(SMTP)、简单网络管理协议(SNMP)、 超文本传输协议(HTTP)等。1.3计算机网络技术1.3.1计算机网络技术简介1、计算机网络组网技术：传输技术、承载技术、IP路由技术。传输技术负责物理链路上的数据传递，承载技术负责网络内部的信息交流，路由技术负责网络间的信息互通。(1) 传输技术有线传输技术：ADSL、El、DDN、SDH等无线传输技术：蜂窝移动通信、微波通信、卫星通信和小范围的WLAN、红外、蓝牙、UWB等。UWB蓝牙802.11gHomeRF速度1Gbps1Mbpsv54Mbps1-2Mbps距离10m10m10100M|270*N注：ST

9、M-1 信息净荷速率：=261*9*8*8000=150.336MbpsSTM-1 速率：=270*9*8000*8=155.520MbpsSTM-1信息净荷速率共2349字节段开销字节：8*9=72STM-1 一块帧共用（9+261）*9=2430 字节SDH的帧包括（1）段开销段开销是传输STM帧时为保证信息正常灵活传送所必需的附加字节。9*8=72字节段开销由再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）组成。（2）信息净荷 是可用于电信业务的部分用于通道性能监视，管理和控制的通道开销（POH）, STM-1的净荷共有261*9=2349字节（3）单元管理指针单元管理指针（AUPTR）用

10、来指示净荷的第一字节在STM-N帧内的准确位置。1、SDH的开销字段：分为RSOH、MSOH和POH 3种。2、SDH的虚容器：分为低阶VC和高阶VC3、SDH的复用原理在SDH网络边界处要通过映射把支路信号适配装入相应的VC。映射可以使信号与相应的VC容器同步，映射 后的VC成为能独立进行传送、复用和交叉连接的实体。对于高次群信号，经过异步映射可装入相应的VC中。异 步映射不要求信号与网络同步，只需通过各级TU指针和AU指针的处理就能将PDH信号装入SDH中。对于基群 信号可采用异步映射和同步映射两种方式，同步映射要求信号先经过一个一帧长度的滑动缓冲器，使信号和网络同 步。同步映射的好处是信

11、号在VC净负荷中的位置是固定的，不需要TU指针，减少了处理过程，提高了传输效率, 代价是加入了时延和滑动损伤。SDH采用同步复用方式和灵活的复用映射结构，使低阶信号和高阶信号的复用/解复用一次到位，简化了设备 的处理过程，省去了大量的有关电路单元、跳线电缆和电接口数量，增强了运营和维护能力。2.5蜂窝移动通信技术第一代模拟移动通信技术，第二代数字移动通信技术，第三代移动通信技术，第四代是TD-LTE（中国自主研发） 第一代：以模拟“大哥大”为代表第二代：GSM 和 IS-95 CDMA第三代：3G是CDMA 2000 （中国电信）、WCDMA （中国联通）和TD-SCDMA （中国移动）GSM

12、 （全球移动通信系统）起源于欧洲的移动通信技术标准，属于第二代通信技术，GSM可以提供语音服务 和SMS短信服务。GPRS （通用分组无线用户）是在GSM基础上发展起来的分组交换的数据承载和传输业务。GSM系统包括3个相关的子系统：网络交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和操作与支持子系统（OSS）， 移动台（MS）被称为BSS的一部分。NSS包括归属位置寄存器（HLR）、移动交换中心（MSC）、拜访位置寄存器 （VLR）、鉴权中心（AUC）和设备识别寄存器（EIR）。GPRS在GSM电话网的基础上增加了以下功能实体：GGSN、SGSN、PTMSC。GSM无线信道分为物理信道和逻辑信道，

13、逻辑信道是映射在物理信道上的。从功能上，逻辑信道分为业务信 道和控制信道。GSM数据业务分为电路型数据业务和分组型数据业务，前者又分为透明模式（T模式）和非透明 模式（NT模式）。第3章承载技术31承载技术简介最早的承载网络主要是电话网，通过调制解调器传输数据。在广域网中大量采用光纤上使用PPP承载IP。承 载网络不管它采用何种网络体系，在拓扑结构上可以分成3大类，即点到点，广播网络，多点非广播多路访问网络。1、点到点网络点到点网络是最简单的网络拓扑，它实际上就是一根通信电缆连接两台网络设备构成的网络。2、广播网络广播网络也是一种简单的网络，虽然比点到点网络复杂一点，即任何一个设备发送报文在网

14、络中的其他设备都 能收到。广播网络中的报文发送方式有两种：广播和单播。广播是网络本身的特点，即一个设备发送报文大家都能 收到：单播是靠地址机制和接收设备实现的。3、非广播多路访问网络（NBMA网络）非广播多路访问网络简称非广播网络，实际上，除广播网络和点到点网络之外的其他网络都可以被看成是 NBMA网络。常见的NBMA网络有帧中继、ATM、X.25网络和电话网。3.2 Cisco公司的HDLC封装Cisco的HDLC封装实际上只是利用HDLC的帧格式封装IP报文，是最简单的同步点到点网络（SLIP是最简单 的点到点网络，但它是异步的，且已经被PPP）。由于没有使用链路状态帧，因此无法知道链路的

15、通断状态。链路 管理接口（LMI）的工作原理是定时向对方发送LMI报文，报文中含有序号，如果接收方在规定的时间内收到LMI 报文并且序号是连续增长的，就说明链路是好的。3.3以太网的传输机制仍然是目前网络数据传输的重要基础331以太网的工作原理以太网是xeros公司开发的基带局域网技术，刚开始使用同轴电缆作为网络媒体，数据传输速率达到10Mbps。 IEEE802.3规范是基于最初的以太网技术于1980年制定的。二进制后退算法是决定发生碰撞后，工作站应当在何时 重新发送数据帧。MAC是以太网的核心，决定了以太网的主要网络性能，MAC子层分为帧的封装/解封和媒体访 问控制两个功能。工作原理：以太

16、网采用CSMA/CD媒体访问控制机制，任何工作站都可以在任何时间向网络发送数据报文。在发送数 据之前，工作站首先需要侦听网络是否空闲，如果网络上没有任何数据传送，工作站就会把所要发送的信息投放 到到网络当中；否则，工作站只能等待网络下一次出现空闲时再进行数据的发送。以太网的帧结构大小：以太网的帧结构？最小64字节，最大1518字节。3.3.2交换式以太网交换式以太网采用逆用学习，扩散和转发的策略，实现不同的网络连接。收发生成树的算法发送的BPDU报文，通过交换BPDU报文，生成树算法找到网络中的环路，并计算出需要 阻塞的端口以打破环路，这个过程被称为生成树的收敛。生成树算法的收敛时间大约为15

17、s。3.3.3虚拟局域网虚拟局域网是一种将局域网设备从逻辑上划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的数据交换技术。划分 VLAN所依据的标准是多种多样的，主要有按端口、MAC地址、协议、用户、IP地址划分策略。VLAN交换机的 链路分为接入链路、中继链路、混合链路3种，后2种链路必须支持IEEE802.1Q （支持两种帧，标记的和未标记）。 接入链路就是将普通以太网设备接入VLAN交换机；中继链路通常的用途就是连接两个VLAN交换机，只承载标 记数据；混合链路可以同时承载标记数据和非标记数据。3.4 PPPPPP是为点对点之间的数据传输提供一种封装方法，可以支持IP、IPX和AppleTalk多

18、种网络层协议，替代原来 非标准的链路层协议(SLIP)。它既支持异步的物理线路传输，也支持同步的HDLC和SONET的物理线路传输，支 持链路的配置，质量检测和网络层协议的复用。341 PPP的封装帧格式PPP工作在数据链路层，它的数据封装帧格式提供帧定界、检错和协议标识，使得不同网络层协议可以同 时在同一链路上传输PPP可以工作在不同的物理层，同步线路，异步线路和以太网等，这样就形成了PPP的多种 封装帧格式。1、同步线路上的PPP封装PPP工作在同步线路时，使用HDLC的UI帧。HDLC的UI帧的INFO部分扩展“协议字段”包括Flag、 Address、Control、Protocol、

19、Information、FCS 几个部分。Flag:标志字段，表示帧的开始或者结束，由二进制序列01111110构成，即0x7E,Address :地址字段，由二进制序列11111111构成，是标准的广播地址，Control：控制字段，由二进制序列00000011构成，要求用户数据传输采用UI无编号帧，地址字段和控制字段 所填内容为固定值，通过PPP的LCP协商，可以节省2字节的传输。由于没有字段来传送数据帧的序号，PPP默 认情况下不提供基于序号和应答机制的可靠传输。Protocol：协议字段，用来识别PPP帧的Information字段所封装 的协议。Protocol 协议取值有 0xc0

20、21、0xc023、0xc223、0xc8021、0xc0021 五种。0xc021：信息域中承载的是LCP的数据报文，0xc023:信息域中承载的是PAP的认证报文，0xc223：信息域中承载的是CHAP的认证报文， 0xc8021 :信息域中承载的是NCP的数据报文， 0xc0021：信息域中承载的是IP数据报文。Information：包含Protocol字段中指定的协议数据报。FCS：帧校验序列字段，用于PPP数据帧传输的正确性进行CRC检测。因PPP是面向字符型的，所以UI帧的长度是整数字节。在同步线路上，PPP直接使用HDLC的UI帧，也使用 HDLC的透明传输方式“0比特插入和删

21、除算法”。2、异步线路上的PPP封装PPP在异步线路上传输时使用的帧与同步传输是一样的，差别在于成帧和透明传输使用的方法。因为起止式 异步传输是面向字符的，PPP在异步线路上不能采用HDLC所使用面向比特的首位标志成帧算法，即使用0x7E作 为帧的首位标志，也不能使用“0比特插入和删除算法”实现透明传输。HDLC使用的是面向比特的首位标志成帧 算法，即使用0x7E作为帧的首位标志；而PPP在异步线路上使用的成帧方式是面向字符的首尾标志字符算法。3、以太网上的PPP封装随着xDSL技术、宽带接入技术的广泛应用，PPP又被广泛用于以太网上，这就是PPPoE。PPPoE在两个阶 段以太网帧的类型域的

22、值是不同的，在发展阶段，以太网的类型域填充为0x8863，在会话阶段，以太网的类型域 填充为0x8864。PPPoE数据报文最开始的4位为版本域，紧接在版本域后的4位是类型域。3.4.2 PPP的子层为了适应多种物理和网络层，PPP划分了相应的LCP子层和NCP子层以完成不同功能。PPP首先通过发 送LCP报文来配置和测试链路，建立起LCP连接。链路层激活后，需要的话可以进行认证，最后要通过发送相应 的NCP报文建立相应的网络子层连接。1、LCP： LCP位于物理层之上，负责设备之间链路的创建、维护和终止。LCP的报文分为3种：链路配置报文、链路中止报文、链路维护报文。2、NCPNCP主要完成

23、点对点通信设备之间网络子层所需参数的配置，功能是网络层地址协商。3.4.3认证协议PPP另外一种常用到的功能是接入认证，即通过某种机制保证许可用户才能进入网络，常用的有PAP认证 和CHAP认证两种。1、PAP认证PAP是一种两次握手的认证协议，它采用明文方式在网络上传输用户名和口令。2、CHAP认证CHAP是一种三次握手认证协议，它在网络上传输用户名，但不传输口令。CHAP采用随机数合MD5的方式进行认证，过程由接入服务器发起，连接期间可多次认证3.4.4 PPP链路的建立为了在线路上传送PPP数据报文，首先需要建立PPP的点到点链路。典型的PPP链路建立过程，可以分 为3个阶段：链路建立阶

24、段、认证阶段和网络层协商阶段。1、链路建立阶段2、认证阶段3、网络层协商阶段3.5 PPPoE前面讲解的PPP链路可以是PSTN的电路，也可以是帧中继、X.25、ATM等虚电路。与PPP链路的建立方式不同。PPPoE链路的建立要经过PPPoE的发展阶段和PPPoE的会话阶段。发展阶段是 PC主机在广播式的网络上搜寻宽带接入服务器BRAS，并在多个可能的宽带接入服务器中确定其一，建立点到点 关系的过程。会话阶段则是PPP的LCP、认证、NCP的会话过程。与PPP不同的是，PPPoE的数据报文被封装成 以太网的帧进行传送。目前小区宽带LAN接入、ADSL接入等技术都使用PPPoE技术。1、发现阶段

25、用户主机首先主动发送广播包PADI寻找接入服务器，接入服务器收到PADI报文后回应PADO，主机在回 应PADO的接入服务器中选择一个合适的，并发送PADR单播的请求报文告知接入服务器，接入服务器收 到PADR包后开始为用户发配一个唯一的会话标识符Session ID，启动PPP状态机以准备开始PPP会话，并 发送一个携带该会话标识符Session ID的会话确认包PADS。2、会话阶段 包括LCP、认证、NCP这3个协议的协商过程。PPPoE还包括一个PADT报文，用来终止一个PPPoE会话。3.6WLAN361 WLAN简介无线局域网可以提供更好的解决方案，WLAN利用电磁波在空中收发数据

26、，数据传输速率现在已经能够 达到354Mbps,且无需线缆介质，是非常有效的用户接入方式o WLAN的协议构成，IEEE的802.11工作组制定了 无线局域网的媒体访问控制层和物理层规范。IEEE802.11工作频段是ISM2.4GHZ频段，支持的数据传输速率是 1Mbps和2Mbpso无线射频传输方法采用跳频扩频和直接序列扩频，采用载波侦听多路访问/冲突避免方式进行信 道共享控制。IEEE802.11a扩充了 IEEE802.11标准的物理层，规定该层使用ISM5GHz的频段，该标准采用正交频 分复用调制技术，传输速率为6-54Mbit/s。IEEE802.11b使用ISM2.4GHz的频段

27、362 WLAN组网结构在IEEE802.11标准中，规定了两种无线局域网设备：接入点（AP）和站点（STA）。AP通常作为网桥设 备，带有一个LAN接口和一个连接WLAN的射频收发信机，而STA实际上是一个无线网络接口设备NIC,用于 连接主机和AP。在IEEE802.11标准定义了两种组网结构：独立基本服务组和扩展服务组。独立基本服务组IBSS是一种对等网络形式，所有站点在网络中通信的地位是平等的。IEEE802.11定义了站点加入IBSS 的过程，称BSSID同步。扩展服务组ESS由多个基本服务组构成，每个BSS都有一个无线访问点AP提供通信服务，不同BSS通过AP之间 的分布系统互连，

28、站点可以在多个BSS之间移动o ESS网络站点间的通信关系、工作过程、帧格式与IBSS相比增 加了关联和重新关联过程以支撑站点在不同AP下的移动，站点间不能直接通信，通过AP中继转发实现。1、BSSID的同步和关联过程ESS网络依靠网络名和BSSID来标识，SSID是ESS网络的名称，不同网络的名称不相同，BSSID用 于标识ESS网络中的AP,当站点在移动时，可以通过BSSID来感知AP的变化信息。2、越区切换越区切换只能发生在具有相同SSID的AP之间。第4章IP路由4.1路由技术路由协议是通过执行某种路由算法来完成路由选择的一个协议，分为静态路由和动态路由。静态路由是在路由器中事先设置固

29、定的路由表，优先级最高，优点是简单、高效、可靠，适用于规模较小、 拓扑结构固定的网络。动态路由会自动更新自身的路由表，适用于规模大、拓扑结构复杂和易变的网络，缺点为占用网络宽带和 CPU资源。根据是否在同一个自治域内部使用可将动态路由协议分为内部网关协议(IGP )和外部网关协议(EGP)自治域是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协议称为内部网关协议， 常见的有RIPQSPF协议等；外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择，常见的有BGP。由于网络中连接大量网络设备和主机，完全用人工的方法不合理因而设计了一套机制来完成报文转发机制:有编址、 寻址、转发、路由表

30、4部分组成。4.1.1 IP协议中的地址结构IP地址由两部分组成，一部分为网络地址，另一部分为主机地址。根据网络地址和主机地址的不同分配，可将IP地址分为A,B,C,D,E五类网络号的位数直接决定了可分配的网络数，主机号的位数决定了可分配的最大主机数。 通过IP地址的二进制值与子网掩码的二进制值进行“与”运算，可以确定某个设备的网络地址和主机号，即子网 掩码中1对应的网络地址，0对应的是主机地址4.1.2 IP网络中报文的转发机制TCP/IP网络中的数据转发分为二种：一种是直接交付，另一种是间接交付。TCP/IP子网间的数据转发是由路由器完成的，路由器从功能上分为路由选择部分和分组转发部分。路

31、由选择部分的任务是根据路由选择协议构造路由表，并定期更新和维护路由表分组转发部分由三部分组成：交换机构、输入端口、输出端口。1.路由表在路由表中采用所谓下一跳的方法来表示路由，路由的代价用管理距离和费用来表示：管理距离是根据路由的 来源来确定路由的优先级;花费是在相同的管理距离下进一步区分路由的优先级举例：C 13.1.0.0/160/1 is directly connected fastethernet3/0.1 * activeC表示是直连路由13.1.0.0/16表示目的网络地址0/1 表示管理距离是0 (直连路由)，花费(Cost)是1is directly connected fa

32、stethernet3/0.1 表示是直连路由经 fastethernet3/0.1 转发active表示路由状态是可用的举例：O IA 133.254.253.16/30 110/21785 via 113.1.254.2. fastethernet3/0 * activeO IA表示OSPF的域内的路由133.254.153.16/30表示目的网络地址via 113.1.254.2. fastethernet3/0表示此路由的下一跳的 IP 地址是 113.1.254.2其余：D表示为EIGRP用 show ip route 显示 luyoubiaoxinxi路由表结构:R 66.0,0,

33、0/8 120/1 via 200.1.1.2, 00:00:110, Serial 0/0类型转发出口管理距离/度朮值类型：世C直连路由.S静态路由.孑一默认路由，RRIP协过4OSPF协议。2. 路由选择路由器在选路时先按目的网段地址选择路由，如果有多个路由满足条件则按路由的精度再进行筛选，如果结 果还是不唯一的，则用Cost选择最好的路由，最后可能出现多个路由，这时路由器不再选择。4.2 RIPRIP（路由信息协议）是使用最广泛的距离矢量路由协议4.2.1 RIP工作原理RIP是基于V-D算法的内部动态路由协议，因此V-D算法又称为距离矢量算法。基本工作原理：每一个路由器维护一张路由表，

34、该路由表以子网中每一个目标为索引，记录到达该目标的时间估计 或距离估计，以及对应的首选输出线路，所有使用RIP的路由器周期性的向外广播路由刷新报文，在接受到来自各 个邻居路由器的路由表后，根据这些路由表来重新计算自己到达各个网络的最佳路由RIP主要包括以下方面：一、计算距离矢量距离矢量路由协议利用度量来跟踪它和所有已知目的地间的距离，唯一的距离矢量单位是跳数。二、更新路由表RIP依赖三个计时器来维护路由表：更新计时器（只有一个）、路由暂休计时器、路由清除计时器三、激活路由更新，每30S激活一次，通过更新计时器。四、识别无效路由，每180S识别一次，通过路由暂休计时器。路由信息过期，路由器被通过

35、某条路由不可达。五、清除无效路由，每240S清除一次，通过路由清除计时器。4.2.2最佳路由的计算1路由表的建立路由表的初始方式有三种（1） 路由器系统启动时，从外存读入一个完整的路由表，常驻系统内存以供使用；系统关闭时再将当前系统内 存中的路由表写回外存，供下次再使用（2）系统启动时，只构造一个空表，通过执行显示命令来填充（3）系统启动时，从与本路由器直接相连的各网络地址中，推导出一组初始路由，当然通过初始路由只能访问 相连网上的主机。初始化的V-D路由表中各路由的距离均为0.2.路由表的更新与维护路由项主要包括目的地址、下一跳地址和路由开销。距离向量算法总是基于一个这样的事实：路由数据库中

36、的路由已是目前通过报文交换得到的最佳路由。同时，报文 交换仅限于相邻的实体间。RIP网络中，通常说的路由经过的路由器个数，既是跳数。4.2.3 RIP的缺陷RIP在使用中存在以下缺点（1） RIP的可靠性和安全性无法得到保证（2） RIP没有选择最优路径（3） RIP浪费带宽（4） RIP会产生环形路由（5） RIP不适合大型网络RIP规定跳数超过16为不可达 面对以上的缺陷，做出了以下4种常用优化措施抑制计时（可以减少路由的浮动）水平分割（缓解路由循环）路由毒化（解决路由循环）触发更新（缓解路由循环）RIP工作在UDP上端口是520,可以以不同的UDP端口发送请求报文，接收端通常是520,同

37、时，这也是RIP产 生广播报文的源端口。426 RIP v1的缺陷（1）过于简单，以跳数为依据计算度量值，经常得出非最优路由（2） 度量值以16为限，不适合大的网络（3）安全性差，接受来自任何设备的路由更新（4）不支持无类IP地址和VLSM（5）收敛缓慢，时间经常大于5分（6）消耗带宽很大4.2.7 RIP v2 的改进（1）每个路由条目都携带自己的子网掩码 （2）路由选择更新具有认证功能（3）每个路由条目都携带下一跳地址和外部路由标志（4）组播路由更新224.0.0.9（5）支持可变长子网掩码，是一个无类别的路由选择协议。4.2.8路由器设置Rl（config）# router rip 启动

38、 rip 协议Rl（config-router）# network 192.168.10.0 通告直连网段 R1（config-router）# network 192.168.30.0 通告直连网段 默认情况下，cisco路由器可以接受RIP v1和v2报文，只能发送v1报文。4.3 OSPFOSPF（开放最短路径优先）是一种基于链路状态算法的分层次路由协议，层次中最大的实体是AS（自治系统）。因 而把AS划分为多个区域。OSPF由二个互相关联的主要部分组成：Hello协议和“可靠泛洪”机制Hello协议检测邻居并维护邻接关系，可靠泛洪算法可以确保同一域中的所有OSPF路由器始终具有一致的链

39、路状 态数据库，而该数据库构成了对域的网络拓扑和链路状态的映射。4.3.1 OSPF基本概念1. 链路状态OSPF使用的链路状态路由与RIP所使用的距离向量路由的本质区别在于，链路状态路由中，每一个路由器所 获得的信息不仅仅局限于邻居路由器的路由表信息，而是对整个网络的结构都有完整的记录。路由器收集其所在网 络区域上各路由器的链路状态信息，生成链路状态数据库。2. 区域OSPF协议引入“分层路由”的概念，将网络分割成一个主干连接的一组相互独立的部分,这些相互独立的部分 被称为区域，主干的部分称为主干区域，Area0为主干区域，3. 网络类型根据路由器所连接的物理网络不同，将OSPF划分为4种类

40、型：广播多路访问型、非广播多路访问型、点到点 型、点到多点型4路由器类型 内部路由器：所有端口在同一区域的路由器，维护一个链路状态数据库 主干路由器：具有连接主干区域端口的路由表区域边界路由器：具有连接多区域端口的路由器，一般作为一个区域的出口自治系统边界路由器：至少拥有一个连接外部自治域网络端口的路由器，负责将非OSPF网络信息传入OSPF网络。4.3.2 OSPF的特点与RIP相比OSPF具有以下特点（1）可适应大规模网络（2）路由变化收敛速度快 （3）无路由自环（4）支持变长子网掩码（5）支持等值路由（6）支持区域划分和路由分级管理（7）支持验证（8）支持组播地址发送协议报文224.0.

41、0.5 4.3.3协议操作（1）建立路由器的邻接关系（2）选举DR/BDR（3）发现路由器（4）选择适当的路由器（5）维护路由信息邻接关系是指OSPF路由器以交换路由信息为目的，在所选择的相邻路由器之间建立的一种关系。路由器接收到含 有自身ID信息的hello报文之后，在点到点网络中，路由器将直接和对端路由器建立邻接关系，并且该路由器直接 进入第三步操作：发现其他路由器；如果为multiaccess网络，该路由器进入选举步骤。选举利用hello报文内的ID 和优先权字段值来确定。目前常用的SPF算法是dijkstra算法。路由信息自动更新时间为30min。OSPF使用TCP作为传输层协议oOS

42、PF协议采用增量传输的方法，来使邻接路由器保持一致的链路状态数据库。 435 OSPF与RIP的区别目前用的较多的路由协议有RIP和OSPF,他们同属于内部网关协议，但RIP基于距离矢量算法而OSPF基于 链路状态的最短路径优先算法，此外RIP是利用UDP作为其传输层协议，而OSPF是直接在IP上进行传输，OSPF 的协议号为89 o在RIP中，所有的路由都由跳数来度量，到达目的地的路由最大不超过16 跳,且只有一条，相比之下OSPF 是基于链路状态的路由协议，克服了 RIP的许多缺陷OSPF不再采用跳数的概念，而是根据接口的吞吐率、拥塞状况、往返时间、可靠性等实际链路的负载能力定 出路由的代

43、价，同时选择最短、最优路由并允许保持到达同一目标地址的多条路由，从而实现负载均衡OSPF支持不同服务类型的不同代价，从而实现不同的QOS的路由服务OSPF路由器不再广播和交换路由表，而是同步各路由器对网络状态的认识，即同步路由器上保存的链路状态数据 库，然后通过Dijkstra最短路径算法计算出到网络中各目的地址的最优路由。4.4 BGP一个AS有时也称为一个路由选择域，一个AS将分配一个全局唯一的16位号码，有时把这个号码叫做自治系 统号（ASN）Link State OSPF-RIP” IGP Distance Vector勺 RIP II、IGRPL混合型 EIGRPr EIG.EIG

44、Jirj.coil BGP，厂BGP （边界网关协议）使用TCP端口号179建立连接BGP的路由算法较为复杂，其路由开销不仅要考虑延迟、网络拥塞等技术因素，还要考虑政治、安全、经济 等方面的因素BGP基本上是属于距离矢量协议，但又与RIP那样的距离矢量协议不同，BGP路由器不仅维护到每个目标的 开销量，还记录下到达该目标的路径，这样可以避免路径中出现循环，轻易的解决了距离矢量协议的循环路径问题。 由于存储路径的信息BGP有时也称为路径矢量协议。4.4.2 BGP 术语EBGP :外部边界网关协议是用于在不同的自治系统之间交换路由信息的路由协议IBGP:内部边界网关协议是用于在同一个自治系统内的

45、BGP对等体之间交换路由信息的路由协议自治系统域间路由：自治系统域间是发生在不同自治系统之间的路由自治系统域内路由：自治系统域内是发生在同一个自治系统内部的路由4.4.3 每个BGP发言人对等体都有Adj-RIB-In，用来保存进入的BGP路由，然后通过输入策略引擎处理被发送 到Loc-RIB。路由器使用Loc-RIB决定自己的BGP路由，然后将BGP路由发送至输出策略引擎处理被发送至 Adj-RIB-Out,然后路由被通告给BGP发言人的对等体。4.4.4选择过程阶段一：计算从邻居AS学习到的路由的优先程度。此阶段也负责向本地AS中BGP发言人通告具有最高优先 程度的路由阶段二：决定到一个指定目的地的最佳路由，然后将此路由保存到BGP发言人的Loc-RIB中，BGP发言人使 用此阶段产生的路由来决定BGP路由阶段三：BGP发言人根据输出策略引擎中设置的策略决定邻居AS通告哪些路由的过程。此阶段还能执行路由 汇聚。4.5路由重发布路由重发布允许不同路由协议之间交换路由信息，出于各种原因在一个网络中很可能同时运行多种路由协议。 不同的路由协议有不同的算法和度量。如