計算機網(wǎng)絡課程設計報告-校園網(wǎng)網(wǎng)絡構建方案設計和實現(xiàn)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　按照網(wǎng)絡分層原則,將校園網(wǎng)絡分為三層結構:核心層,匯聚層和接入層。核通過大樓之間的主干單模(MM)光纖,采用10G以太網(wǎng)技術相連接。整個校園網(wǎng)絡成星型狀結構,便于管理與維護。提出了拓撲結構和ip規(guī)劃,設計方案切實可行。校園網(wǎng)是“數(shù)字化校園”的傳輸平臺,一個可靠穩(wěn)定、高效安全的網(wǎng)絡是建設“數(shù)字化校園”的堅實基礎。隨著高校信息化的深

2、度發(fā)展,學校的教學辦公和管理等滲活動將越來越依賴校園網(wǎng)。因此構建一個高效、實用。穩(wěn)定可靠、安全的網(wǎng)絡平臺,是高校網(wǎng)絡建設考慮的重點</p><p>　　關鍵詞：網(wǎng)絡 高效 穩(wěn)定 平臺 </p><p>　　Abstract </p><p>　　In accordance with the principles of network hierarchy, th

3、e campus network is divided into three layers: core layer, convergence layer and access layer. Between nuclear and through the building backbone single-mode (MM) fiber, 10 Gigabit Ethernet technology to connect. The enti

4、re campus network into a star-like structure for easy management and maintenance. Topology and ip planning,design practicable. The campus network is the "digital campus" delivery platform, a reliable and stable

5、, efficient </p><p>　　Keyword：network efficient reliable platform</p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p>　　一 所涉及的相關理論3</p><p><

6、;b>　　①定義4</b></p><p>　　二 整體構架概述4</p><p><b>　　2.1 IP5</b></p><p>　　2.2. TCP5</p><p><b>　　2.3.UDP6</b></p><p>　　2.4.I

7、CMP6</p><p>　　2.5. TCP和UDP的端口結構6</p><p><b>　　三 參考模型7</b></p><p>　　3.1．靜態(tài)路由表8</p><p>　　3.2．動態(tài)路由表8</p><p>　　3.3路由表的類型8</p><p>

8、　　四 路由協(xié)議的分析及比較作用10</p><p>　　4.1路由協(xié)議概述10</p><p>　　4.2路由協(xié)類型10</p><p>　　五 常用動態(tài)路由協(xié)議的分析12</p><p>　　5.1 RIP12</p><p>　　5.2 IGRP12</p><p>　　5.3

9、 EIGRP13</p><p>　　5.4 OSPF13</p><p>　　5.5 BGP14</p><p>　　六 設計方案（設備、拓撲結構圖）15</p><p><b>　　總結16</b></p><p><b>　　參考資料17</b></

10、p><p>　　一 所涉及的相關理論</p><p><b>　　●TCP/IP協(xié)議</b></p><p>　　TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的簡寫，中文譯名為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又叫網(wǎng)絡通訊協(xié)議，這個協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議、Internet國

11、際互聯(lián)網(wǎng)絡的基礎，簡單地說，就是由網(wǎng)絡層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成的。 </p><p><b>　　①定義</b></p><p>　　TCP/IP 是供已連接因特網(wǎng)的計算機進行通信的通信協(xié)議。 </p><p>　　TCP/IP 指傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議 (Transmission Control Protocol / Intern

12、et Protocol)。 </p><p>　　TCP/IP 定義了電子設備（比如計算機）如何連入因特網(wǎng)，以及數(shù)據(jù)如何在它們之間傳輸?shù)臉藴省?</p><p>　　TCP/IP（傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議）是互聯(lián)網(wǎng)中的基本通信語言或協(xié)議。在私網(wǎng)中，它也被用作通信協(xié)議。當你直接網(wǎng)絡連接時，你的計算機應提供一個TCP/IP程序的副本，此時接收你所發(fā)送的信息的計算機也應有一個TCP/IP程序的副本

13、。 </p><p>　　TCP/IP是一個兩層的程序。高層為傳輸控制協(xié)議，它負責聚集信息或把文件拆分成更小的包。這些包通過網(wǎng)絡傳送到接收端的TCP層，接收端的TCP層把包還原為原始文件。低層是網(wǎng)際協(xié)議，它處理每個包的地址部分，使這些包正確的到達目的地。網(wǎng)絡上的網(wǎng)關計算機根據(jù)信息的地址來進行路由選擇。即使來自同一文件的分包路由也有可能不同，但最后會在目的地匯合。 TCP/IP使用客戶端/服務器模式進行通信。TCP

14、/IP通信是點對點的，意思是通信是網(wǎng)絡中的一臺主機與另一臺主機之間的。TCP/IP與上層應用程序之間可以說是“沒有國籍的”，因為每個客戶請求都被看做是與上一個請求無關的。正是它們之間的“無國籍的”釋放了網(wǎng)絡路徑，才是每個人都可以連續(xù)不斷的使用網(wǎng)絡。 許多用戶熟悉使用TCP/IP協(xié)議的高層應用協(xié)議。包括萬維網(wǎng)的超文本傳輸協(xié)議（HTTP），文件傳輸協(xié)議（FTP），遠程網(wǎng)絡訪問協(xié)議(Telnet)和簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP）。這些協(xié)議通常和

15、TCP/IP協(xié)議打包在一起。 使用模擬電話調制解調器連接網(wǎng)絡的個人電腦通常是使用串行線路接口協(xié)議（SLIP）和點對點協(xié)議（P2P）。這些協(xié)議壓縮IP包后通過撥號電話線發(fā)送</p><p>　　二 整體構架概述</p><p>　　TCP/IP協(xié)議并不完全符合OSI的七層參考模型。傳統(tǒng)的開放式系統(tǒng)互連參考模型，是一種通信協(xié)議的7層抽象的參考模型,其中每一層執(zhí)行某一特定任務。該模型的目的是

16、使各種硬件在相同的層次上相互通信。這7層是:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。而TCP/IP通訊協(xié)議采用了4層的層級結構，每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡來完成自己的需求。這4層分別為： </p><p>　　應用層：應用程序間溝通的層，如簡單電子郵件傳輸（SMTP）、文件傳輸協(xié)議（FTP）、網(wǎng)絡遠程訪問協(xié)議（Telnet）等。 </p><p>　　傳輸層：在

17、此層中，它提供了節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳送，應用程序之間的通信服務，主要功能是數(shù)據(jù)格式化、數(shù)據(jù)確認和丟失重傳等。如傳輸控制協(xié)議（TCP）、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）等，TCP和UDP給數(shù)據(jù)包加入傳輸數(shù)據(jù)并把它傳輸?shù)较乱粚又?，這一層負責傳送數(shù)據(jù)，并且確定數(shù)據(jù)已被送達并接收。 </p><p>　　互連網(wǎng)絡層：負責提供基本的數(shù)據(jù)封包傳送功能，讓每一塊數(shù)據(jù)包都能夠到達目的主機（但不檢查是否被正確接收），如網(wǎng)際協(xié)議（IP）。 <

18、;/p><p>　　網(wǎng)絡接口層（主機-網(wǎng)絡層）：接收IP數(shù)據(jù)報并進行傳輸，從網(wǎng)絡上接收物理幀，抽取IP數(shù)據(jù)報轉交給下一層，對實際的網(wǎng)絡媒體的管理，定義如何使用實際網(wǎng)絡（如Ethernet、Serial Line等）來傳送數(shù)據(jù)。 </p><p><b>　　主要協(xié)議</b></p><p>　　以下簡單介紹TCP/IP中的協(xié)議都具備什么樣的功能，都

19、是如何工作的： </p><p><b>　　2.1 IP </b></p><p>　　網(wǎng)際協(xié)議IP是TCP/IP的心臟，也是網(wǎng)絡層中最重要的協(xié)議。 </p><p>　　IP層接收由更低層（網(wǎng)絡接口層例如以太網(wǎng)設備驅動程序）發(fā)來的數(shù)據(jù)包，并把該數(shù)據(jù)包發(fā)送到更高層---TCP或UDP層；相反，IP層也把從TCP或UDP層接收來的數(shù)據(jù)包傳送到更

20、低層。IP數(shù)據(jù)包是不可靠的，因為IP并沒有做任何事情來確認數(shù)據(jù)包是按順序發(fā)送的或者沒有被破壞。IP數(shù)據(jù)包中含有發(fā)送它的主機的地址（源地址）和接收它的主機的地址（目的地址）。 </p><p>　　高層的TCP和UDP服務在接收數(shù)據(jù)包時，通常假設包中的源地址是有效的。也可以這樣說，IP地址形成了許多服務的認證基礎，這些服務相信數(shù)據(jù)包是從一個有效的主機發(fā)送來的。IP確認包含一個選項，叫作IP source routi

21、ng，可以用來指定一條源地址和目的地址之間的直接路徑。對于一些TCP和UDP的服務來說，使用了該選項的IP包好像是從路徑上的最后一個系統(tǒng)傳遞過來的，而不是來自于它的真實地點。這個選項是為了測試而存在的，說明了它可以被用來欺騙系統(tǒng)來進行平常是被禁止的連接。那么，許多依靠IP源地址做確認的服務將產(chǎn)生問題并且會被非法入侵。 </p><p><b>　　2.2. TCP </b></p>

22、;<p>　　如果IP數(shù)據(jù)包中有已經(jīng)封好的TCP數(shù)據(jù)包，那么IP將把它們向‘上’傳送到TCP層。TCP將包排序并進行錯誤檢查，同時實現(xiàn)虛電路間的連接。TCP數(shù)據(jù)包中包括序號和確認，所以未按照順序收到的包可以被排序，而損壞的包可以被重傳。 </p><p>　　TCP將它的信息送到更高層的應用程序，例如Telnet的服務程序和客戶程序。應用程序輪流將信息送回TCP層，TCP層便將它們向下傳送到IP層，

23、設備驅動程序和物理介質，最后到接收方。 </p><p>　　面向連接的服務（例如Telnet、FTP、rlogin、X Windows和SMTP）需要高度的可靠性，所以它們使用了TCP。DNS在某些情況下使用TCP（發(fā)送和接收域名數(shù)據(jù)庫），但使用UDP傳送有關單個主機的信息。 </p><p><b>　　2.3.UDP </b></p><p&

24、gt;　　UDP與TCP位于同一層，但它不管數(shù)據(jù)包的順序、錯誤或重發(fā)。因此，UDP不被應用于那些使用虛電路的面向連接的服務，UDP主要用于那些面向查詢---應答的服務，例如NFS。相對于FTP或Telnet，這些服務需要交換的信息量較小。使用UDP的服務包括NTP（網(wǎng)絡時間協(xié)議）和DNS（DNS也使用TCP）。 </p><p>　　欺騙UDP包比欺騙TCP包更容易，因為UDP沒有建立初始化連接（也可以稱為握手）

25、（因為在兩個系統(tǒng)間沒有虛電路），也就是說，與UDP相關的服務面臨著更大的危險。 </p><p><b>　　2.4.ICMP </b></p><p>　　ICMP與IP位于同一層，它被用來傳送IP的的控制信息。它主要是用來提供有關通向目的地址的路徑信息。ICMP的‘Redirect’信息通知主機通向其他系統(tǒng)的更準確的路徑，而‘Unreachable’信息則指出路

26、徑有問題。另外，如果路徑不可用了，ICMP可以使TCP連接‘體面地’終止。PING是最常用的基于ICMP的服務。 </p><p>　　2.5. TCP和UDP的端口結構 </p><p>　　TCP和UDP服務通常有一個客戶/服務器的關系，例如，一個Telnet服務進程開始在系統(tǒng)上處于空閑狀態(tài)，等待著連接。用戶使用Telnet客戶程序與服務進程建立一個連接?？蛻舫绦蛳蚍者M程寫入信息，服

27、務進程讀出信息并發(fā)出響應，客戶程序讀出響應并向用戶報告。因而，這個連接是雙工的，可以用來進行讀寫。 </p><p>　　兩個系統(tǒng)間的多重Telnet連接是如何相互確認并協(xié)調一致呢？TCP或UDP連接唯一地使用每個信息中的如下四項進行確認： </p><p>　　源IP地址 發(fā)送包的IP地址。 </p><p>　　目的IP地址 接收包的IP地址。 </p&g

28、t;<p>　　源端口 源系統(tǒng)上的連接的端口。 </p><p>　　目的端口 目的系統(tǒng)上的連接的端口。 </p><p>　　端口是一個軟件結構，被客戶程序或服務進程用來發(fā)送和接收信息。一個端口對應一個16比特的數(shù)。服務進程通常使用一個固定的端口，例如，SMTP使用25、Xwindows使用6000。這些端口號是‘廣為人知’的，因為在建立與特定的主機或服務的連接時，需要這些

29、地址和目的地址進行通訊</p><p><b>　　、</b></p><p><b>　　三 參考模型</b></p><p>　　TCP/IP協(xié)議并不完全符合OSI的七層參考模型。傳統(tǒng)的開放式系統(tǒng)互連參考模型，是一種通信協(xié)議的7層抽象的參考模型,其中每一層執(zhí)行某一特定任務。該模型的目的是使各種硬件在相同的層次上相互通信

30、。這7層是:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)路層、傳輸層、話路層、表示層和應用層。而TCP/IP通訊協(xié)議采用了4層的層級結構，每一層都呼叫它的下一層所提供的網(wǎng)絡來完成自己的需求。這4層分別為： </p><p>　　應用層：應用程序間溝通的層，如簡單電子郵件傳輸（SMTP）、文件傳輸協(xié)議（FTP）、網(wǎng)絡遠程訪問協(xié)議（Telnet）等。 </p><p>　　傳輸層：在此層中，它提供了節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳送

31、服務，如傳輸控制協(xié)議（TCP）、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）等，TCP和UDP給數(shù)據(jù)包加入傳輸數(shù)據(jù)并把它傳輸?shù)较乱粚又?，這一層負責傳送數(shù)據(jù)，并且確定數(shù)據(jù)已被送達并接收。 </p><p>　　互連網(wǎng)絡層：負責提供基本的數(shù)據(jù)封包傳送功能，讓每一塊數(shù)據(jù)包都能夠到達目的主機（但不檢查是否被正確接收），如網(wǎng)際協(xié)議（IP）。 </p><p>　　網(wǎng)絡接口層：對實際的網(wǎng)絡媒體的管理，定義如何使用實際網(wǎng)絡

32、（如Ethernet、Serial Line等）來傳送數(shù)據(jù)。 </p><p>　　●路由表的配置（回址路由和默認路由）；</p><p><b>　　①路由表簡介</b></p><p>　　在計算機網(wǎng)絡中，路由表或稱路由擇域信息庫（RIB）是一個存儲在路由器或者聯(lián)網(wǎng)計算機中的電子表格（文件）或類數(shù)據(jù)庫。路由表存儲著指向特定網(wǎng)絡地址的路徑（在

33、有些情況下，還記錄有路徑的路由度量值）。路由表中含有網(wǎng)絡周邊的拓撲信息。路由表建立的主要目標是為了實現(xiàn)路由協(xié)議和靜態(tài)路由選擇。 </p><p>　　在現(xiàn)代路由器構造中，路由表不直接參與數(shù)據(jù)包的傳輸，而是用于生成一個小型指向表，這個指向表僅僅包含由路由算法選擇的數(shù)據(jù)包傳輸優(yōu)先路徑，這個表格通常為了優(yōu)化硬件存儲和查找而被壓縮或提前編譯。本文將忽略這個執(zhí)行的詳細情況而選擇整個路徑選擇／傳輸信息子系統(tǒng)作為路由表來說明。

34、 </p><p><b>　?、诼酚杀淼闹饕ぷ?lt;/b></p><p>　　路由器的主要工作就是為經(jīng)過路由器的每個數(shù)據(jù)包尋找一條最佳傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的站點。由此可見，選擇最佳路徑的策略即路由算法是路由器的關鍵所在。為了完成這項工作，在路由器中保存著各種傳輸路徑的相關數(shù)據(jù)——路由表（Routing Table），供路由選擇時使用,表中包含的信息決定

35、了數(shù)據(jù)轉發(fā)的策略。打個比方，路由表就像我們平時使用的地圖一樣，標識著各種路線，路由表中保存著子網(wǎng)的標志信息、網(wǎng)上路由器的個數(shù)和下一個路由器的名字等內容。路由表可以是由系統(tǒng)管理員固定設置好的，也可以由系統(tǒng)動態(tài)修改，可以由路由器自動調整，也可以由主機控制。</p><p><b>　　3.1．靜態(tài)路由表</b></p><p>　　由系統(tǒng)管理員事先設置好固定的路由表稱之為

36、靜態(tài)（static）路由表，一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡的配置情況預先設定的，它不會隨未來網(wǎng)絡結構的改變而改變。 </p><p>　　3.2．動態(tài)路由表 </p><p>　　動態(tài)（Dynamic）路由表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行情況而自動調整的路由表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議（Routing Protocol）提供的功能，自動學習和記憶網(wǎng)絡運行情況，在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?

37、</p><p>　　路由器通常依靠所建立及維護的路由表來決定如何轉發(fā)。路由表能力是指路由表內所容納路由表項數(shù)量的極限。由于Internet上執(zhí)行BGP協(xié)議的路由器通常擁有數(shù)十萬條路由表項，所以該項目也是路由器能力的重要體現(xiàn)。 </p><p><b>　　路由表項如下： </b></p><p>　　首先，路由表的每個項的目的字段含有目的網(wǎng)絡

38、前綴。其次，每個項還有一個附加字段，還有用于指定網(wǎng)絡前綴位數(shù)的子網(wǎng)掩碼（address mask）.第三，當下一跳字段代表路由器時，下一跳字段的值使用路由的IP地址。 </p><p>　　理解網(wǎng)際網(wǎng)絡中可用的網(wǎng)絡地址（或網(wǎng)絡 ID）有助于路由決定。這些知識是從稱為路由表的數(shù)據(jù)庫中獲得的。路由表是一系列稱為路由的項，其中包含有關網(wǎng)際網(wǎng)絡的網(wǎng)絡 ID 位置信息。路由表不是對路由器專用的。主機（非路由器）也可能有用來

39、決定優(yōu)化路由的路由表</p><p><b>　　3.3路由表的類型</b></p><p>　　路由表中的每一項都被看作是一個路由，并且屬于下列任意類型： </p><p>　　網(wǎng)絡路由提供到網(wǎng)際網(wǎng)絡中特定網(wǎng)絡 ID 的路由。 </p><p><b>　　? 主路由 </b></p>

40、<p>　　主路由提供到網(wǎng)際網(wǎng)絡地址（網(wǎng)絡 ID 和節(jié)點 ID）的路由。主路由通常用于將自定義路由創(chuàng)建到特定主機以控制或優(yōu)化網(wǎng)絡通信。 </p><p><b>　　? 默認路由 </b></p><p>　　如果在路由表中沒有找到其他路由，則使用默認路由。例如，如果路由器或主機不能找到目標的網(wǎng)絡路由或主路由，則使用默認路由。默認路由簡化了主機的配置。使

41、用單個默認的路由來轉發(fā)帶有在路由表中未找到的目標網(wǎng)絡或網(wǎng)際網(wǎng)絡地址的所有數(shù)據(jù)包，而不是為網(wǎng)際網(wǎng)絡中所有的網(wǎng)絡 ID 配置帶有路由的主機。 </p><p><b>　　路由表結構 </b></p><p>　　下面的圖解顯示了路由表的結構。 </p><p><b>　　ART 圖像 </b></p><

42、;p>　　路由表中的每項都由以下信息字段組成： </p><p><b>　　? 網(wǎng)絡 ID </b></p><p>　　主路由的網(wǎng)絡 ID 或網(wǎng)際網(wǎng)絡地址。在 IP 路由器上，有從目標 IP 地址決定 IP 網(wǎng)絡 ID 的其他子網(wǎng)掩碼字段。 </p><p><b>　　? 轉發(fā)地址 </b></p>

43、<p>　　數(shù)據(jù)包轉發(fā)的地址。轉發(fā)地址是硬件地址或網(wǎng)際網(wǎng)絡地址。對于主機或路由器直接連接的網(wǎng)絡，轉發(fā)地址字段可能是連接到網(wǎng)絡的接口地址。 </p><p><b>　　? 接口 </b></p><p>　　當將數(shù)據(jù)包轉發(fā)到網(wǎng)絡 ID 時所使用的網(wǎng)絡接口。這是一個端口號或其他類型的邏輯標識符。 </p><p><b>

44、　　? 躍點數(shù) </b></p><p>　　路由首選項的度量。通常，最小的躍點數(shù)是首選路由。如果多個路由存在于給定的目標網(wǎng)絡，則使用最低躍點數(shù)的路由。某些路由選擇算法只將到任意網(wǎng)絡 ID 的單個路由存儲在路由表中，即使存在多個路由。在此情況下，路由器使用躍點數(shù)來決定存儲在路由表中的路由。 </p><p><b>　　注意 </b></p>

45、<p>　　? 前面的列表是路由器所使用的路由表中字段的典型列表。不同的可路由協(xié)議路由表中的實際字段可能會改變。 </p><p>　　由系統(tǒng)管理員事先設置好固定的路由表稱之為靜態(tài)（static）路由表，一般是在系統(tǒng)安裝時就根據(jù)網(wǎng)絡的配置情況預先設定的，它不會隨未來網(wǎng)絡結構的改變而改變。 </p><p>　　動態(tài)（Dynamic）路由表是路由器根據(jù)網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行情況而自動調整

46、的路由表。路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議（Routing Protocol）提供的功能，自動學習和記憶網(wǎng)絡運行情況，在需要時自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂健?</p><p>　　路由表能力是指路由表內所容納路由表項數(shù)量的極限。由于Internet上執(zhí)行BGP協(xié)議的路由器通常擁有數(shù)十萬條路由表項，所以該項目也是路由器能力的重要體現(xiàn)。</p><p>　　四 路由協(xié)議的分析及比較作用</p>

47、<p>　　4.1路由協(xié)議概述 </p><p>　　路由分為靜態(tài)路由和動態(tài)路由，其相應的路由表稱為靜態(tài)路由表和動態(tài)路由表。靜態(tài)路由表由網(wǎng)絡管理員在系統(tǒng)安裝時根據(jù)網(wǎng)絡的配置情況預先設定，網(wǎng)絡結構 發(fā)生變化后由網(wǎng)絡管理員手工修改路由表。動態(tài)路由隨網(wǎng)絡運行情況的變化而變化，路由器根據(jù)路由協(xié)議提供的功能自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂?，由此得到動態(tài)路由表。 </p><p>　　根據(jù)路由

48、算法，動態(tài)路由協(xié)議可分為距離向量路由協(xié)議（Distance Vector Routing Protocol）和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議 （Link State Routing Protocol）。距離向量路由協(xié)議基于Bellman-Ford算法，主要有RIP、IGRP（IGRP為 Cisco公司的私有協(xié)議）；鏈路狀態(tài)路由協(xié)議基于圖論中非常著名的Dijkstra算法，即最短優(yōu)先路徑（Shortest Path First， SPF）算法，如OSP

49、F。在距離向量路由協(xié)議中，路由器將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器；而在鏈路狀態(tài)路由協(xié)議中，路由器將鏈路狀態(tài)信息傳 遞給在同一區(qū)域內的所有路由器。 根據(jù)路由器在自治系統(tǒng)（AS）中的位置，可將路由協(xié)議分為內部網(wǎng)關協(xié)議 （Interior Gateway Protocol，IGP）和外部網(wǎng)關協(xié)議（External Gateway Protocol，EGP，也叫域 間路由協(xié)議）。域間路由協(xié)議有兩種：外部網(wǎng)關協(xié)議（EGP）和邊界網(wǎng)關協(xié)議

50、（BGP）。EGP是為一個簡單的樹型拓撲結構而設計的，在處理選路循環(huán)和設置 選路策略時，具有明顯的缺點，目前已被</p><p>　　EIGRP是Cisco公司的私有協(xié)議，是一種混合協(xié)議，它既有距離向量路由協(xié)議的特點，同時又繼承了鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的優(yōu)點。各種路由協(xié)議各有特點，適合不同類型的網(wǎng)絡。下面分別加以闡述。 </p><p>　　4.2路由協(xié)類型 </p><p

51、><b>　　i靜態(tài)路由 </b></p><p>　　靜態(tài)路由表在開始選擇路由之前就被網(wǎng)絡管理員建立，并且只能由網(wǎng)絡管理員更改，所以只適于網(wǎng)絡傳輸狀態(tài)比較簡單的環(huán)境。靜態(tài)路由具有以下特點： </p><p>　　· 靜態(tài)路由無需進行路由交換，因此節(jié)省網(wǎng)絡的帶寬、CPU的利用率和路由器的內存。 </p><p>　　·

52、 靜態(tài)路由具有更高的安全性。在使用靜態(tài)路由的網(wǎng)絡中，所有要連到網(wǎng)絡上的路由器都需在鄰接路由器上設置其相應的路由。因此，在某種程度上提高了網(wǎng)絡的安全性。 </p><p>　　· 有的情況下必須使用靜態(tài)路由，如DDR、使用NAT技術的網(wǎng)絡環(huán)境。 </p><p>　　靜態(tài)路由具有以下缺點： </p><p>　　· 管理者必須真正理解網(wǎng)絡的拓撲并正

53、確配置路由。 </p><p>　　· 網(wǎng)絡的擴展性能差。如果要在網(wǎng)絡上增加一個網(wǎng)絡，管理者必須在所有路由器上加一條路由。 </p><p>　　· 配置煩瑣，特別是當需要跨越幾臺路由器通信時，其路由配置更為復雜。 </p><p><b>　　ii動態(tài)路由 </b></p><p>　　動態(tài)路由協(xié)議

54、分為距離向量路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，兩種協(xié)議各有特點，分述如下。 </p><p>　　1. 距離向量（DV）協(xié)議 </p><p>　　距離向量指協(xié)議使用跳數(shù)或向量來確定從一個設備到另一個設備的距離。不考慮每跳鏈路的速率。 </p><p>　　距離向量路由協(xié)議不使用正常的鄰居關系，用兩種方法獲知拓撲的改變和路由的超時： </p><p&g

55、t;　　· 當路由器不能直接從連接的路由器收到路由更新時； </p><p>　　· 當路由器從鄰居收到一個更新，通知它網(wǎng)絡的某個地方拓撲發(fā)生了變化。 </p><p>　　在小型網(wǎng)絡中（少于100個路由器，或需要更少的路由更新和計算環(huán)境），距離向量路由協(xié)議運行得相當好。當小型網(wǎng)絡擴展到大型網(wǎng)絡時，該算法計算新路 由的收斂速度極慢，而且在它計算的過程中，網(wǎng)絡處于一種過渡

56、狀態(tài)，極可能發(fā)生循環(huán)并造成暫時的擁塞。再者，當網(wǎng)絡底層鏈路技術多種多樣，帶寬各不相同時， 距離向量算法對此視而不見。 </p><p>　　距離向量路由協(xié)議的這種特性不僅造成了網(wǎng)絡收斂的延時，而且消耗了帶寬。隨著路由表的增大，需要消耗更多的CPU資源，并消耗了內存。 </p><p>　　2. 鏈路狀態(tài)（LS）路由協(xié)議 </p><p>　　鏈路狀態(tài)路由協(xié)議沒有跳數(shù)

57、的限制，使用“圖形理論”算法或最短路徑優(yōu)先算法。 </p><p>　　鏈路狀態(tài)路由協(xié)議有更短的收斂時間、支持VLSM（可變長子網(wǎng)掩碼）和CIDR。 </p><p>　　鏈路狀態(tài)路由協(xié)議在直接相連的路由之間維護正常的鄰居關系。這允許路由更快收斂。鏈路狀態(tài)路由協(xié)議在會話期間通過交換Hello包（也叫鏈路狀態(tài)信息）創(chuàng)建對等關系，這種關系加速了路由的收斂。 </p><p&

58、gt;　　不像距離向量路由協(xié)議那樣，更新時發(fā)送整個路由表。鏈路狀態(tài)路由協(xié)議只廣播更新的或改變的網(wǎng)絡拓撲，這使得更新信息更小，節(jié)省了帶寬和CPU利用率。另外，如果網(wǎng)絡不發(fā)生變化，更新包只在特定的時間內發(fā)出（通常為30min到2h）。 </p><p>　　五 常用動態(tài)路由協(xié)議的分析 </p><p><b>　　5.1 RIP </b></p><p

59、>　　RIP（路由信息協(xié)議）是路由器生產(chǎn)商之間使用的第一個開放標準，是最廣泛的路由協(xié)議，在所有IP路由平臺上都可以得到。當使用RIP時，一臺 Cisco路由器可以與其他廠商的路由器連接。RIP有兩個版本：RIPv1和RIPv2，它們均基于經(jīng)典的距離向量路由算法，最大跳數(shù)為15跳。 </p><p>　　RIPv1是族類路由（Classful Routing）協(xié)議，因路由上不包括掩碼信息，所以網(wǎng)絡上的所有設備

60、必須使用相同的子網(wǎng)掩碼，不支持VLSM。RIPv2可發(fā)送子網(wǎng)掩碼信息，是非族類路由（Classless Routing）協(xié)議，支持VLSM。 </p><p>　　RIP使用UDP數(shù)據(jù)包更新路由信息。路由器每隔30s更新一次路由信息，如果在180s內沒有收到相鄰路由器的回應，則認為去往該路由器的路由不可用，該路由器不可到達。如果在240s后仍未收到該路由器的應答，則把有關該路由器的路由信息從路由表中刪除。 <

61、;/p><p>　　RIP具有以下特點： </p><p>　　· 不同廠商的路由器可以通過RIP互聯(lián)； </p><p>　　· 配置簡單； · 適用于小型網(wǎng)絡（小于15跳）； </p><p>　　· RIPv1不支持VLSM； </p><p>　　· 需消耗廣域網(wǎng)帶

62、寬； </p><p>　　· 需消耗CPU、內存資源。 </p><p>　　RIP的算法簡單，但在路徑較多時收斂速度慢，廣播路由信息時占用的帶寬資源較多，它適用于網(wǎng)絡拓撲結構相對簡單且數(shù)據(jù)鏈路故障率極低的小型網(wǎng)絡中，在大型網(wǎng)絡中，一般不使用RIP。 </p><p><b>　　5.2 IGRP </b></p>&

63、lt;p>　　內部網(wǎng)關路由協(xié)議（Interior Gateway Routing Protocol，IGRP）是Cisco公司20世紀80年代開發(fā)的，是一 種動態(tài)的、長跨度（最大可支持255跳）的路由協(xié)議，使用度量（向量）來確定到達一個網(wǎng)絡的最佳路由，由延時、帶寬、可靠性和負載等來計算最優(yōu)路由，它在 同個自治系統(tǒng)內具有高跨度，適合復雜的網(wǎng)絡。Cisco IOS允許路由器管理員對IGRP的網(wǎng)絡帶寬、延時、可靠性和負載進行權重設置，以

64、影響度量的計 算。 </p><p>　　像RIP一樣，IGRP使用UDP發(fā)送路由表項。每個路由器每隔90s更新一次路由信息，如果270s內沒有收到某路由器的回應，則認為該路由器不可到達；如果630s內仍未收到應答，則IGRP進程將從路由表中刪除該路由。 </p><p>　　與RIP相比，IGRP的收斂時間更長，但傳輸路由信息所需的帶寬減少，此外，IGRP的分組格式中無空白字節(jié)，從而提高

65、了IGRP的報文效率。但IGRP為Cisco公司專有，僅限于Cisco產(chǎn)品。 </p><p>　　5.3 EIGRP </p><p>　　隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大和用戶需求的增長，原來的IGRP已顯得力不從心，于是，Cisco公司又開發(fā)了增強的IGRP，即EIGRP。EIGRP使用與IGRP相同的路由算法，但它集成了鏈路狀態(tài)路由協(xié)議和距離向量路由協(xié)議的長處，同時加入散播更新算法（DUAL）。

66、 </p><p>　　EIGRP具有如下特點： </p><p>　　· 快速收斂?？焖偈諗渴且驗槭褂昧松⒉ジ滤惴?，通過在路由表中備份路由而實現(xiàn)，也就是到達目的網(wǎng)絡的最小開銷和次最小開銷（也叫適宜后繼， feasible successor）路由都被保存在路由表中，當最小開銷的路由不可用時，快速切換到次最小開銷路由上，從而達到快速收斂的目的。 </p><

67、p>　　· 減少了帶寬的消耗。EIGRP不像RIP和IGRP那樣，每隔一段時間就交換一次路由信息，它僅當某個目的網(wǎng)絡的路由狀態(tài)改變或路由的度量發(fā)生變 化時，才向鄰接的EIGRP路由器發(fā)送路由更新，因此，其更新路由所需的帶寬比RIP和EIGRP小得多——這種方式叫觸發(fā)式（triggered）。 </p><p>　　· 增大網(wǎng)絡規(guī)模。對于RIP，其網(wǎng)絡最大只能是15跳（hop），而EIGR

68、P最大可支持255跳（hop）。 </p><p>　　· 減少路由器CPU的利用。路由更新僅被發(fā)送到需要知道狀態(tài)改變的鄰接路由器，由于使用了增量更新，EIGRP比IGRP使用更少的CPU。 </p><p>　　· 支持可變長子網(wǎng)掩碼。 </p><p>　　· IGRP和EIGRP可自動移植。IGRP路由可自動重新分發(fā)到EIGRP中

69、，EIGRP也可將路由自動重新分發(fā)到IGRP中。如果愿意，也可以關掉路由的重分發(fā)。 </p><p>　　· EIGRP支持三種可路由的協(xié)議（IP、IPX、AppleTalk）。 </p><p>　　· 支持非等值路徑的負載均衡。 </p><p>　　· 因EIGIP是Cisco公司開發(fā)的專用協(xié)議，因此，當Cisco設備和其他廠商的

70、設備互聯(lián)時，不能使用EIGRP </p><p><b>　　5.4 OSPF </b></p><p>　　開放式最短路徑優(yōu)先（Open Shortest Path First，OSPF）協(xié)議是一種為IP網(wǎng)絡開發(fā)的內部網(wǎng)關路由選擇協(xié)議，由IETF開 發(fā)并推薦使用。OSPF協(xié)議由三個子協(xié)議組成：Hello協(xié)議、交換協(xié)議和擴散協(xié)議。其中Hello協(xié)議負責檢查鏈路是否可用

71、，并完成指定路由器及備份指 定路由器；交換協(xié)議完成“主”、“從”路由器的指定并交換各自的路由數(shù)據(jù)庫信息；擴散協(xié)議完成各路由器中路由數(shù)據(jù)庫的同步維護。 </p><p>　　OSPF協(xié)議具有以下優(yōu)點： </p><p>　　· OSPF能夠在自己的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫內表示整個網(wǎng)絡，這極大地減少了收斂時間，并且支持大型異構網(wǎng)絡的互聯(lián)，提供了一個異構網(wǎng)絡間通過同一種協(xié)議交換網(wǎng)絡信息的途徑，

72、并且不容易出現(xiàn)錯誤的路由信息。 · OSPF支持通往相同目的的多重路徑。 </p><p>　　· OSPF使用路由標簽區(qū)分不同的外部路由。 </p><p>　　· OSPF支持路由驗證，只有互相通過路由驗證的路由器之間才能交換路由信息；并且可以對不同的區(qū)域定義不同的驗證方式，從而提高了網(wǎng)絡的安全性。 </p><p>　　·

73、; OSPF支持費用相同的多條鏈路上的負載均衡。 </p><p>　　· OSPF是一個非族類路由協(xié)議，路由信息不受跳數(shù)的限制，減少了因分級路由帶來的子網(wǎng)分離問題。 </p><p>　　· OSPF支持VLSM和非族類路由查表，有利于網(wǎng)絡地址的有效管理。 </p><p>　　· OSPF使用AREA對網(wǎng)絡進行分層，減少了協(xié)議對CP

74、U處理時間和內存的需求</p><p><b>　　。 </b></p><p><b>　　5.5 BGP </b></p><p>　　BGP用于連接Internet。BGPv4是一種外部的路由協(xié)議?？烧J為是一種高級的距離向量路由協(xié)議。 </p><p>　　在BGP網(wǎng)絡中，可以將一個網(wǎng)絡分成多

75、個自治系統(tǒng)。自治系統(tǒng)間使用eBGP廣播路由，自治系統(tǒng)內使用iBGP在自己的網(wǎng)絡內廣播路由。 </p><p>　　Internet由多個互相連接的商業(yè)網(wǎng)絡組成。每個企業(yè)網(wǎng)絡或ISP必須定義一個自治系統(tǒng)號（ASN）。這些自治系統(tǒng)號由IANA （Internet Assigned Numbers Authority）分配。共有65535個可用的自治系統(tǒng)號，其中65512~65535為私 用保留。當共享路由信息時，這個

76、號碼也允許以層的方式進行維護。 </p><p>　　BGP使用可靠的會話管理，TCP中的179端口用于觸發(fā)Update和Keepalive信息到它的鄰居，以傳播和更新BGP路由表。 </p><p>　　在BGP網(wǎng)絡中，自治系統(tǒng)有：</p><p>　　1. Stub AS </p><p>　　只有一個入口和一個出口的網(wǎng)絡。 </p

77、><p>　　2. 轉接AS（Transit AS） </p><p>　　當數(shù)據(jù)從一個AS到另一個AS時，必須經(jīng)過Transit AS。 </p><p>　　如果企業(yè)網(wǎng)絡有多個AS，則在企業(yè)網(wǎng)絡中可設置Transit AS。 </p><p>　　IGP和BGP最大的不同之處在于運行協(xié)議的設備之間通過的附加信息的總數(shù)不同。IGP使用的路由更新

78、包比BGP使用的路由更新包更小（因此BGP承載更多的路由屬性）。BGP可在給定的路由上附上很多屬性。 </p><p>　　當運行BGP的兩個路由器開始通信以交換動態(tài)路由信息時，使用TCP端口179，他們依賴于面向連接的通信（會話）。 </p><p>　　BGP必須依靠面向連接的TCP會話以提供連接狀態(tài)。因為BGP不能使用Keepalive信息（但在普通頭上存放有Keepalive信息，

79、以允許 路由器校驗會話是否Active）。標準的Keepalive是在電路上從一個路由器送往另一個路由器的信息，而不使用TCP會話。路由器使用電路上的這 些信號來校驗電路沒有錯誤或沒有發(fā)現(xiàn)電路。 某些情況下，需要使用BGP： </p><p>　　· 當你需要從一個AS發(fā)送流量到另一個AS時； </p><p>　　· 當流出網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)流必須手工維護時； </p&

80、gt;<p>　　· 當你連接兩個或多個ISP、NAP（網(wǎng)絡訪問點）和交換點時。 </p><p>　　以下三種情況不能使用BGP： </p><p>　　· 如果你的路由器不支持BGP所需的大型路由表時； </p><p>　　· 當Internet只有一個連接時，使用默認路由； </p><p>

81、;　　· 當你的網(wǎng)絡沒有足夠的帶寬來傳送所需的數(shù)據(jù)時（包括BGP路由表）</p><p><b>　　。</b></p><p>　　六 設計方案（設備、拓撲結構圖）</p><p><b>　?。?）設備：</b></p><p>　　DCRS-5526S三層交換機（2臺）</p

82、><p>　　DCR-2626路由器（2臺）</p><p><b>　　直連雙絞線（4根）</b></p><p><b>　　交叉雙絞線（3根）</b></p><p>　　Console電纜（1根）[注：該線本實驗沒用到]</p><p><b>　　PC機（4臺

83、）</b></p><p><b>　?。?）拓撲結構圖：</b></p><p>　?。ɡ肕icrosoft Office Visio 環(huán)境繪制拓撲結構圖如下：）</p><p><b>　　總結</b></p><p>　　這次課程設計我覺得收獲挺大的。之前的學習僅限于書本，網(wǎng)絡的

84、很多東西都只知道其然而不知道其所以然。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力同時也加深了我對OSI七層模型、TCP/IP模型的各層功能和設計思想的理解，掌握了組建計算機網(wǎng)絡的基本技術提高了我的應用能力和動手實踐能力。</p><p><b>　　

85、參考資料</b></p><p>　　[1] 王達：《管理員必讀——網(wǎng)絡組建》.北京：電子工業(yè)出版社，2006.1[2] 劉曉輝：《以太網(wǎng)組網(wǎng)技術大全》.北京:清華大學出版社,2001，4.[3] 陶文昭、詹英：《網(wǎng)絡教育》，中華工商聯(lián)合出版社，1999年7月[4] 吳功宜、吳英：《計算機網(wǎng)絡應用技術教程》，清華大學出版社，2002年6月[5]