Note5- 网络层：控制平面

知识点

静态路由与动态路由的区别？

动态路由选择可随网络的通信量或拓扑变化而自适应地调整，而静态路由选择则需要手工去调整相关的路由信息。

链路状态路由算法的原理？

所有结点都掌握整个网络的拓扑和链路费用（通过链路状态广播），使用 Dijkstra 算法求出每个结点的单源最短路径。

链路状态路由算法可能存在什么问题？

存在震荡 (oscillations) 可能：

距离向量路由算法的原理？

这是一个分布式算法，每个结点只需要维护其到邻居的链路费用，以及邻居到目的的费用（距离向量）。然后用 Bellman-Ford 方程更新。

具体算法：

距离向量算法可能存在什么问题，如何解决？

无穷计数问题：

解决办法：

什么是层次路由？

整个因特网划分为许多较小的自治系统(AS)，同一 AS 内的路由器运行相同的路由协议，跨越 AS 的路由器称为网关路由器。一个 AS 内部所使用的路由选择协议称为内部网关协议(IGP)，如 RIP，OSPF，IGRP；AS 间所使用的路由选择协议称为外部网关协议(EGP)，如 BGP。

RIP 协议及其原理？

是域内路由选择协议，运行在应用层（基于 UDP），使用距离向量算法。

• 距离度量：跳步数，每条链路 1 个跳步
• 每隔 30 秒，邻居之间交换一次距离向量，称为通告
• 每次通告：最多 25 个目的子网
• 解决无穷计数问题：最大跳数为 15，当距离=16 时认为无法到达

OSPF 协议及其相比 RIP 协议的优点？

是域内路由选择协议，使用基于 IP 数据报传输，使用链路状态路由算法。

优点：

• 安全：所有 OSPF 报文可以被认证（预防恶意入侵）
• 允许使用多条相同费用的路径
• 对于每条链路，可以针对不同的 TOS 设置多个不同的费用度量
• OSPF 支持对大规模 AS 进一步分层

什么是 BGP 协议？

是域间路由选择协议，运行在应用层（基于 TCP），BGP 为每个 AS 提供了一种手段：

• eBGP：从邻居 AS 获取子网可达性信息
• iBGP：向所有 AS 内部路由器传播子网可达性信息
• 基于可达性信息与策略，确定到达其他网络的路径（不一定最优）
  从而求出到达一个子网需要经过哪些 AS

课后习题

R4. 比较和对照链路状态和距离向量这两种路由选择算法。

链路状态算法：使用关于网络的完整全局知识计算源和目标之间的最低成本路径。

距离向量算法：最短路径的计算以迭代的分布式方式执行。节点只知道它应转发数据包的邻居，以便沿最低成本路径到达给定目的地，以及从自身到目的地的该路径的成本。

MOOC 习题

某网络拓扑如图所示，其中路由器内网接口、DHCP 服务器、WWW 服务器与主机 1 均采用静态 IP 地址配置，相关地址信息见图中标注；主机 2～主机 N 通过 DHCP 服务器动态获取 IP 地址等配置信息。请回答下列问题。

1. DHCP 服务器可为主机 2～主机 N 动态分配 IP 地址的最大范围是什么？主机 2 使用 DHCP 协议获取 IP 地址的过程中，发送的封装 DHCP Discover 报文的 IP 分组的源 IP 地址和目的 IP 地址分别是什么？
2. 主机 2 在通过 DHCP 服务器获取 IP 地址的同时还可以获取哪些 IP 地址配置所必须的信息？
3. 若主机 1 的子网掩码和默认网关分别配置为 255.255.255.0 和 111.123.15.2，则该主机是否能访问 WWW 服务器？是否能访问 Internet？请说明理由。

1. DHCP 服务器可为主机 2～主机 N 动态分配 IP 地址的最大范围为 111.123.15.5 ~ 111.123.15.254。源 IP 地址 0.0.0.0 目的 IP 地址 255.255.255.255
2. 主机 1 的默认网关配置错了，所以不能访问 Internet，能访问在同一子网的 WWW 服务器。

如图所示网络拓扑，所有路由器均采用距离向量路由算法计算到达两个子网的路由（注：到达子网的路由度量采用跳步数）。
请回答下列问题：

1. 若所有路由器均已收敛，请给出 R1 的路由表，要求包括到达图中所有子网的路由，且路由表中的路由项尽可能少。
2. 在所有路由器均已收敛的状态下，R3 突然检测到子网 192.168.1.128/26 不可到达，若接下来 R2 和 R3 同时向 R1 交换距离向量，则 R1 更新后的路由表是什么？更新后的 R1 距离向量是什么？

R1 的初始收敛后的路由表：

R3 突然检测到子网 192.168.1.128/26 不可到达会向 R1 交换距离向量，此时 R1 计算距离后，会选择对于目的网络为 192.168.1.128/26 的从 S0 转发，所以路由表更新为

R1 的距离向量：