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18-局域网技术
18-1局域网概述
18-1-1局域网基本概念
定义：
局域网（Local Area Network，LAN），是由一组在物理位置上彼此相隔不远的计算机及其设备按照一定的连接方式组织起来的以实现用户间相互通信和共享资源的网络系统。
特点：
（1）较小的地域范围：通常在几米到几十千米之内，常用于办公室、机关、工厂、学校等内部联网，但一般认为距离是0.1~25km。
（2）高传输率和低误码率：一般为10~1000Mb/s，万兆局域网也已出现。其误码率一般在。
（3）局域网的传输延迟小，一般在几毫秒~几十毫秒。
（4）局域网一般为一个单位所建，在单位或部门内部控制管理和使用。
（5）使用多种传输介质：包括双绞线、同轴电缆、光纤等。
（6）易于安装、组建和维护，具有较强的灵活性。
局域网的分类
按照网络的通信方式，局域网可以分为3种：对等网络、客户机/服务器网络、无盘工作站网络。
（1）对等网络。对等网络非结构化地访问网络资源。对等网络中的每一台设备可以同时是客户机和服务器。网络中的所有设备可直接访问数据、软件和其他网络资源，主机之间没有主从之分。
对等网主要针对一些小型企业，因为它不需要服务器，所以对等网成本较低。它可以使职员之间的资料免去用软盘复制的麻烦。
（2）客户机服务器网络。通常将基于服务器的网络称为客户机/服务器网络。网络中的计算机划分为服务器和客户机。这种网络引进了主从层次结构，它是为了适应网络规模增大所需的各种支持功能设计的。客户机之间不能直接通信，而需要服务器的中转。
客户机/服务器网络应用于大中型企业，利用它可以实现数据共享，对财务、人事等工作进行网络化管理，并可以进行网络会议。它还提供强大的Internet信息服务，如FTP、Web等。
（3）无盘工作站网络。无盘工作站顾名思义就是没有硬盘的计算机，是基于服务器网络的一种结构。无盘工作站利用网卡上的启动芯片与服务器连接，使用服务器的硬盘空间进行资源共享。
无盘工作站网可以实现客户机/服务器网络的所有功能，在它的工作站上，没有磁盘驱动器，但因为每台工作站都需要从“远程服务器”启动，所以对服务器、工作站以及网络组建的需求较高。由于其出色的稳定性、安全性，因此一些对安全系数要求较高的企业常常采用这种结构。
局域网的组成：
局域网技术有三大要素，分别是拓扑结构、传输介质和介质访问控制方法。
局域网一般由服务器、工作站、网络接口设备、传输介质4个部分组成。
局域网拓扑结构：
总线型
总线型拓扑结构的特点是：
（1）所有结点都通过网卡直接连接到一条作为公共传输介质的总线上。
（2）总线通常采用双绞线或同轴电缆作为传输介质。
（3）所有结点都可以通过总线发送或接收数据，但一段时间内只允许一个结点通过总线发送数据。当一个结点通过总线传输介质以“广播”方式发送数据时，其他的结点只能以“收听”方式接收数据。
（4）由于总线作为公共传输介质为多个结点共享，就有可能出现同一时刻有两个或两个以上结点通过总线发送数据的情况，因此会出现“冲突”（Collision）导致传输失败。
（5）在“共享介质”方式的总线型局域网实现技术中，必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（Medium Access Control，MAC）问题。
星型
星型结构具有以下特点：
（1）容易实现。所使用的传输介质一般都采用双绞线，这种传输介质相对来说成本较低。
（2）结点扩展、移动方便。结点扩展时只需要从集线器或交换机等集中设备中进行接线即可；而要移动一个结点，则只需要把相应的结点设备移到新结点或者适当延长线缆长度即可。
（3）维护容易。一个结点出现故障不会影响其他结点的连接，可随意拆走故障结点。
（4）采用广播传送方式。只要任何一个结点发送信息，网络中的其他结点都可以收到，存在着一定的安全隐患。
（5）数据传输速度快。目前已经有1000M/s：到10Gb/s以太网的应用方案，其数据传输率很快。
环型结构
环型拓扑结构主要有以下特点：
（1）仅适用于IEEE802.5的令牌环（Token Ring）网，“令牌”在环型链路中依次传递，所用的传输介质一般是同轴电缆。
（2）网络实现简单，建设费用低。连接各客户端可采用同轴电缆和一些便宜的连接器材（如T型连接器），没有价格昂贵的结点集中设备，如集线器和交换机。
（3）传输速度较快。在令牌环网中允许的传输速率达16Mb/s，比普通的10Mb/s以太网要快许多。当然，随着以太网技术的广泛应用和以太网技术的发展，以太网的速度也得到了极大提高，目前普遍都能提供100Mb/s的网速，远比16Mb/s要高。
（4）维护困难。从图不难看出，整个网络各结点间是直接串联的，只要任何一个结点出现故障都会造成整个网络的中断、瘫痪，维护非常不便；另一方面，由于同轴电缆采用插针式的接触方式，所以非常容易造成接触不良、网络中断，而且要查找故障源也非常困难。
（5）扩展性差
网状
树型
IEEE 802标准
1980年2月IEEE成立了专门负责制定局域网标准的IEEE802委员会。该委员会了一系列局域网和城域网标准，最广泛使用的标准是以太网家族、令牌环、无线局域网拟网等。IEEE802委员会于1984年公布了五项标准IEEE802.1~IEEE802.5，随着局技术的迅速发展，新的局域网标准不断被推出，新的吉位以太网技术目前也已标准化。
IEEE 802委员会为局域网制定的一系列标准，统称为IEEE802标准。IEEE802标准主要包括：
（1）IEEE 802.1A局域网体系结构，IEEE802.1B寻址，网络管理和网际互连。
（2）IEEE 802.2逻辑链路控制（LLC）。
（3）IEEE 802.3CSMA/CD总线访问控制方法及物理层技术规范。
（4）IEEE 802.4令牌总线访问控制方法及物理层技术规范。
（5）IEEE802.5令牌环网访问控制方法及物理层规范。
（6）IEEE802.6城域网访问控制方法及物理层技术规范。
（7）IEEE802.7宽带技术。
（8）IEEE 802.8光纤技术（FDDI在802.3，802.4，802.5中的使用）。
（9）IEEE 802.9综合业务数字网（ISDN）技术。
（10）IEEE802.10局域网安全技术。
（11）IEEE 802.11无线局域网。
（12）IEEE 802.12新型高速局域网（100Mb/s）。
以太网
最初的以太网（Ethermet）是1972年初由美国施乐公司Xerox在加州的研究中心建立的实验系统，目的是想把办公室工作站与昂贵的计算机资源连接起来以便能从工作站上共享计算机资源和其他昂贵的办公设备，后来得到Xerox、Digital Equipment和Intel等3家公司的支持，最终开发成为局域网组网规范。1980年9月，3家公司公布了10Mb/s以太网标准，称为DIX10。
1982年11月发布了修改后的版本DIX2.0。1985年IEEE802工程委员会采纳了802.3标准，形成了 EE802.3CSMA/CD标准。此后，IEEE 802.3CSMA/CD以太网标准被ISO接受为国际标准。1982年9月，3COM公司推出的第1个网络接口卡（NIC）投放市场，Etherlink成为第一个以太网网卡。20世纪90年代，以太网技术在快速发展中进一步得到改进，达到100Mb/s甚至1000Mb/s，性能大幅度提高，被广泛用于科研、教育、企业园区。一般来说，凡是遵循CSMA/CD介质访问控制方法的局域网都可以称为以太网。
19IP协议
19-1IP地址
在以TCP/IP为通信协议的网络上，每一台与网络连接的计算机、设备都可称为“主机”（Host）在Intemet网络上，这些主机也被称为“结点”。而每一台主机都有一个固定的地址名称，该名称用以表示网络中主机的IP地址（或域名地址）。该IP地址不但可以用来标识各个主机，而且也隐含着网络间的路径信息。在TCP/IP网络上的每一台计算机，都必须有一个唯一的IP地址。
IP地址格式
IP地址共32位，即4个字节，为了简化记忆，都将组成IP地址的二进制数记为4个10进制数（0~255），每相邻两个字节的对应十进制数间以英文句号分隔。
IP地址分类
注意：
在A、B、C三类地址中，分别都有一个保留地址。
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A类：10.0.0.0 ～ 10.255.255.255
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B类：172.16.0.0 ～ 172.31.255.255
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C类：192.168.0.0 ～ 192.168.255.255
也就是说，这三组地址是私有网络地址，在互联网上是用不了的。
小问题：
本机IP、127.0.0.1和localhost：经常可以在开发中看到这三个不同的IP地址。他们之间的区别是什么呢？
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本机IP：确切地说是本机物理网卡的IP地址，它发送和接收数据会受到防火墙和网卡的限制
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127.0.0.1：这是一个环回地址，也是一个特殊的网络接口，从它发出的任何数据包都不会出现在网络中，它发送和接收数据也会受到防火墙和网卡的限制
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localhost：它是一个域名，过去它指向127.0.0.1这个IP地址，现在它同时还指向IPv6地址：[::1] ，它发送和接收数据不会受防火墙和网卡的限制
IP地址寻址规则
（1）网络寻址规则
①网络地址必须唯一。
②网络标识不能以数字127开头，A类地址中，数字127保留给内部回送函数（127.1.1.1用于回路测试）。
③网络标识的第一个字节不能为255（255为广播地址）。
④网络标识的第一个字节不能为0（0表示本机地址，不能传送）。
（2）主机寻址规则
①主机标识在同一网络内必须是唯一的。
②主机标识的各个位不能都为“1”，如果所有位为“1”，该IP地址为广播地址。
③主机标识的各个位不能都为“0”，如果所有位为“0”，该IP地址为网络地址。
子网和子网掩码
子网。在计算机网络规划中，通过子网技术将单个大网划分为多个子网，并由路由器等网络互连设备连接。它的优点在于融合不同的网络技术，通过重定向路由来达到减轻网络拥挤（由于路由器的定向功能，子网内部的计算机通信就不会对子网外部的网络增加负载）、提高网络性能的目的。
子网划分是将二级结构的IP地址变成三级结构，即网络号+子网号+主机号。每一个A类网络可以容纳超过千万的主机，一个B类网络可以容纳超过6万的主机，一个C类网络可以容纳254台主机。一个有1000台主机的网络需要1000个P地址，需要申请一个B类网络的地址。如此地址空间利用率还不到2%，而其他网络的主机无法使用这些被浪费的地址。为了减少这种浪费，可以将一个大的物理网络划分为若干个子网。
为了实现更小的广播域并更好地利用主机地址中的每一位，可以把基于类的IP网络进一步分成更小的网络，每个子网由路由器界定并分配一个新的子网网络地址，子网地址是借用基于类的网络地址的主机部分创建的。划分子网后，通过使用掩码，把子网隐藏起来，使得从外部看网络没有变化，这就是子网掩码。
主机间通信有两种情况：
①同一网络下
②不同网络下
区分两种情况获取远程主机IP地址的网络地址判断：
①如果源主机所在的网络地址等于目的主机所在网络地通信。
②如果源主机所在的网络地址不等于目的主机所在网络地址，则为不相同网络主机之间的通信。
问题是如何获得一个主机IP地址的网络地址信息，这就需要借助于掩码（NetMask）子网掩码（SubnetMask）用来确定IP地址中的网络地址部分。其格式与IP地址相同，也是一组32位的二进制数。
子网掩码中为“1”的部分所对应是IP地址中的网络地址部分，为“0”的部分所对应是IP地址中的主机地址部分。
子网划分（这个建议去找视频，好懂）
19-2IP 协议
IP协议是Intemet中的通信规则，连入Internet中的每台计算机与路由器都必须遵守这些通信规则。发送数据的主机需要按IP协议装载数据，路由器需要按IP协议转发数据包，接收数据的主机需要按IP协议拆卸数据。IP数据包携带着地址信息从发送数据的主机出发，在沿途各个路由器的转发下，到达目的主机。
1.IP协议的特点
IP协议主机负责为计算机之间传输数据报寻址，并管理这些数据报的分片过程。它对投递的数据报格式有规范、精确地定义。与此同时，IP协议还负责数据报的路由，决定数据报的发送地址，以及在路由器出现问题时更换路由。总的来说，IP协议具有以下几个特点：
不可靠的数据投递服务。IP协议本身没有能力证实发送的数据报是否能被正确接收。
数据报可能在遇到延迟、路由错误、数据报分片和重组过程中受到损坏，但IP不检测这些出温。在发生错误时，也没有机制保证一定可以通知发送方和接收方。
面向无连接的传输服务，IP协议不管数据报沿途经过哪些节点，甚至也不管数据报起始于哪台计算机，终止于哪台计算机。数据报从源节点到目的节点可能经过不同的传输路径，而且这些数据报在传输的过程中有可能丢失。
ARP与RARP
地址解析协议（ARP）和反向地址解析协议（RARP）都是特定网络的标准协议。ARP协议负责把IP地址转换为物理地址，在RFC826中对它进行了描述。而RARP协议则是把物理地址转换为IP地址，在RFC903中对它进行了描述。本节我们将对ARP协议和RARP协议的相关内容进行详细介绍。
1.地址解析
在一个单独的物理网络上，通过物理硬件地址识别网络上的各个主机。IP地址以符号地址的形式对目的主机进行编址。当这样的一个协议想要把一个数据报发送到目的IP地址时，设备驱动程序将不能理解这个目的IP地址。因此，必须提供这样一个模块，它能将IP地址转换为目的主机的物理地址。我们通常将一台计算机的IP地址转换为物理地址过程称为地址解析。
地址解析也叫地址之间的映射，它包括两个方面的内容：一种是从IP地址到物理地址的映射；另一种是从物理地址到IP地址的映射。
2.地址解析协议
实现从IP地址到物理地址的映射是非常重要的，任何一次从IP层以上（包括IP层）发起的数据传输都使用IP地址，一旦使用IP地址，必然涉及这种映射，否则物理网络不能识别地址信息，无法进行数据传输。
IP地址到物理地址的映射有表格方式和非表格方式两种方式。
表格方式是事先在各主机中建立一张IP地址、物理地址映射表。这种方法很简单，但是映射表需要人工建立及人工维护，由于人的速度太慢，因此该方式不适应大规模和长距离网络或映射关系变化频繁的网络。
非表格方式采用全自动技术，地址映射完全由机器自动完成。根据物理地址类型的不同，非表格方式又分为两种，即直接映射和动态联编。
（1）直接映射。物理地址可以分为固定物理地址和可自由配置的物理地址两类，对于可自由配置的物理地址，经过特意配置后，可以将它编入IP地址码中，这样，物理地址的解析就变得非常简单，即将它从IP地址的主机号部分取出来便是，这种方式就是直接映射。直接映射直截了当，但适用范围有限，当IP地址中主机号部分容纳不下物理地址时，这种方式就会失去作用。
另外，像以太网这样的物理网络，其物理地址是固定的，一旦网络接口更换，物理地址随之改变，采用直接映射也会有问题。
（2）动态联编。像以太网这样的物理网络具备广播能力。针对这种具备广播能力、物理地址固定的网络，TCP/IP设计了一种巧妙地动态联编方式进行地址解析，并制定了相应标准，这就是ARP。动态联编ARP的原理是，在广播型网络上，一台计算机A欲解析另一台计算机B的IP地址BP，计算机A首先广播一个ARP请求报文，请求IP地址为BP的计算机回答其物理地址。网上所有主机都将收到该ARP请求，但只有B识别出自己的P地址，并作出应答，向A发回一个ARP响应，回答自己的IP地址。这种解析方式就是动态联编。
为提高效率，ARP使用了高速缓存技术，在每台使用ARP的主机中，都保留了一个专用的内存区（高速缓存），存放最近获得的IP地址一物理地址联编。一收到ARP应答，主机就将信宿机的IP地址和物理地址对存入缓存。欲发送报文时，首先去缓存中查找相应联编，若找不到，再利用ARP进行地址解析。这样就不必每发一个报文都要事先进行动态联编。实验表明，由于多数网络通信都需要支持发送多个报文，所以高速缓存大大提高了ARP的效率。
3.反向地址解析协议（RARP）
反向地址解析协议可以实现物理地址到IP地址的转换。无盘工作站在启动时，只知道自己的物理地址，而不知道自己的IP地址。它首先使用RARP协议得到自己的IP地址后，才能和服务器通信。
在一台无盘工作站启动时，工作站首先以广播方式发出RARP请求。同一网络上的RARP服务器就会根据RARP请求中的物理地址为该工作站分配一个IP地址，生成一个RARP响应包发送回去。RARP数据包和ARP数据包格式几乎完全一样。唯一的差别在于RARP请求包中是由发送者填好源端物理地址，而源端IP地址为空（需要查询）。在同一个子网上的RARP服务器接收到请求后，填入相应的IP地址，然后发送回源工作站。
RARP与ARP相比，有如下几个方面的改变：
ARP只假定所有主机知道它们各自的硬件地址和协议地址之间的映射。RARP要求网络上的一个或者多个主机来维护硬件地址和协议地址间映射的数据，以便它们能够回答客户主机的请求。
由于受限于这个数据库能够采用的最大容量，服务器的部分功能通常在适配器的微代码处实现，在微代码中有选择的实现小型缓存。然后，微代码部分仅仅负责RARP帧的接收和传输，RARP映射本身由服务器软件处理，作为主机中的一个普通进程运行。
这个数据库的性质还需要用某些软件来人工建立和更新数据库。
在网络上有多个RARP服务器的情况下，RARP请求只使用它的广播RARP请求所接收到的第一个RARP应答，而丢弃所有其他应答。
Internet控制报文协议（ICMP）
在网络体系结构的各层次中，都需要控制，而不同的层次有不同的分工和控制内容。P层的控制功能是最复杂的，主要负责差错控制、拥塞控制等；任何控制都是建立在信息的基础之上的，在基于IP数据报的网络体系中，网关必须自己处理数据报的传输工作，而IP协议自身没有内在机制来获取差错信息并处理。为了处理这些错误，TCP/IP设计了一个特殊用途的报文机制，称为Internet控制报文协议（ICMP）。当某个网关发现传输错误时，立即向信源主机发送ICMP报文，报告出错信息，让信源主机采取相应处理措施，它是一种差错和控制报文协议，不仅用于传输差错报文，还用于传输控制报文。
通常的IP通信是在一个发送方和一个接收方之间进行的，称为单播。局域网中可以实现对所有网络节点的广播。但对于有些应用，需要同时向大量接收者发送信息，比如说应答的更新复制、分布式数据库、为所有经纪人传送股票交易信息，以及多会场的视频会议等。这些应用的共同特点就是一个发送方对应多个接收方，接收方可能不是网络中的所有主机，也可能没有位于同一个子网。这种通信方式介于单播和广播之间，被称为组播或多播。
IP采用D类地址来支持多播，每个D类地址代表一组主机。共有28位可用来标识主机组，因此可以同时有多达2亿5千万个多播组。当一个进程向一个D类地址发送报文时，就是同时向该组中的每个主机发送同样的数据，但网络只是尽最大的努力将报文传给每个主机，并不能保证全部到达，有些组内主机可能收不到这个报文。
因特网支持两类组地址：永久组地址和临时组地址。
（1）永久组不必创建而且总是存在的，每个永久组有一个永久组地址。例如：
224..0.0.1代表局域网中所有的系统；224.0.0.2代表局域网中所有的路由器；224.0.0.5代表局域网中所有的OSPF路由器。
（2）临时组在使用前必须先创建，一个进程可以要求其所在的主机加入或退出某个特定的组。当主机上的最后一个进程脱离某个组后，该组就不再在这台主机中出现。每个主机都要记录它的进程当前属于哪个组。
多播需要特殊的多播路由器支持，多播路由器可以兼有普通路由器的功能。因为组内主机的关系是动态的，所以本地的多播路由器要周期性地对本地网络中的主机进行轮询（发送一个目的地址为224.0.0.1的多播报文），要求网内主机报告其进程当前所属的组，各主机会将其感兴趣的D类地址返回，多播路由器以此决定哪些主机留在哪个组内。若经过几次轮询在一个组内已经没有主机是其中的成员，多播路由器就认为该网络中已经没有主机属于该组，以后就不再向其他的多播路由器通告组内成员的状况。
多播路由器和主机间的询问和响应过程使用因特网组管理协议（IGMP）进行通信。IGMP类似于ICMP，但只有两种报文：询问和响应，都有一个简单的固定格式，其中数据字段中的第一个字段是一些控制信息，第二个字段是一个D类地址。IGMP使用IP报文传递其报文，具体做法是IGMP报文加上IP报文头部构成IP数据报进行传输，但IGMP也向IP提供服务。通常不把IGMP看做一个单独的协议，而是看做整个互联网络协议IP的一个组成部分。
为了适应交互式音频和视频信息的多播，因特网上从1992年开始试验虚拟的多播主干网（MBONE）。MBONE可以将报文传播给不在一起但属于一个组的许多个主机。在MBONE中具有多播功能的路由器称为多播路由器，多播路由器既可以是一个单独的路由器，也可以是运行多播软件的普通的路由器。
20-路由协议
20-1概述
1.路由协议
它是路由器之间运行路由协议，通过动态学习产生全网相应的路由信息，从而实现数据包的转发。例：RIP、OSPF。
2.可路由协议
可路由协议是指能够在网络层地址中提供足够的信息，使得一个分组能够基于该寻址方案从一台主机转发到另外一台主机，根据可路由协议里的标识信息，进行数据的转发。例：IP、IPX。
在TCP/IP协议栈中，Routed Protocol（IP）工作在网络层，而Routing Protocol工作在传输层或者应用层，它们之间的关系为：Routing Protocol负责学习最佳路径，而Routed Protocol根据最佳路径将来自上层的信息封装在IP包里传输。
不同的路由协议采用不同的路由算法来完成选路工作。当选择使用哪个路由协议时，一般需要考虑以下因素：
①网络的规模和复杂性；
②是否要支持VLSM（可变长掩码子网）；
③网络流量大小；
④安全考虑；
⑤可靠性考虑；
⑥互联延迟特性；
⑦组织的路由策略。
路由协议基本原理：
①要求网络中运行相同的路由协议；
②所有运行了路由协议的路由器会将本机相关路由信息发送给网络中其他的路由器；
③所有路由器会根据所学的信息产生相应网段的路由信息；
④所有路由器会每隔一段时间向邻居通告本机的状态（路由更新）。
20-2路由协议分类
1.根据作用范围
组网利用到的2种路由协议：内部网关协议（Interior Gateway Protocols，IGPs）和外部网关协议（Exterior Gateway Protocols，EGPs）。
注明：许多路由协议定义时候，将路由器（routers）称为网关（gateways），所以网关经常作为路由协议命名的一部分。然而，路由器通常在第三层互联设备中定义，而协议转换网关通常在第7层设备重定义。大家必须注意，不管路由协议名称是否包括网关的字样，在开放系统互联（Open System Interconnection）参考模型中，路由协议总是工作在第三层。
自治系统（Autonomous System，AS）：一个自治系统就是处于一个管理机构控制之下的路由器和网络群组或集合，那么就意味着在这里面的所有routers共享相同的路由表信息。
内部网关协议应用在同属一个网络管理机构管理的路由网络中既是运行在同一个自治系统中，进行路由信息交换。所有的IGPs必须定义其关心的网络，一个路由进程在这些网络中侦听其他路由器发送的路由更新报文，同时往这些网络接口传播本身的路由信息更新报文。常用的内部网关协议有OSPF、RIP、IGRP、EIGRP、IS-IS。
2.根据使用算法
根据使用的算法，路由协议可分为：
（1）距离向量路由协议（distance vector）
（2）链路状态路由协议（link state）
（3）混合路由协议（hybrid）
距离-矢量路由协议：用于根据距离（distance）来判断最佳路径，当1个数据包每经过1个outer时，被称之为经过1跳，经过跳数最少的则作为最佳路径。这类协议的例子有RIP和IGRP，它们将整个路由表传向与它们直接相连的相邻路由器。
链路状态路由协议：有OSPF、IS-IS等。执行该算法的路由器不是简单的从相邻的路由器学习路由，而是把路由器分成区域，收集区域内所有路由器的链路状态信息，根据链路状态信息生成网络拓扑结构，每一个路由器再根据拓扑结构图计算出路由。这类协议典型有OSPF，也叫最短路径优先（shortest-path-first）协议。每个路由器创建3张单独的表，1张用来跟踪与它直接相连的相邻路由器，1张用来决定网络的整个拓扑结构，另外1张作为路由表。所以这种协议对网络的了解程度要比距离向量高。
混合路由协议综合前两者，如EIGRP。
3.根据目的地址类型
根据目的地址的类型，路由协议可分成：
单播路由协议（Unicast Routing Protocol）：包括RIP、OSPF、BGP和IS-IS等。
组播路由协议（Multicast Routing Protocol）：包括PIM-SM、PIM-DM等。
一个路由器可以既使用距离向量路由协议，又使用链接状态路由协议吗？
答案当然是肯定的。一台路由器可以配置运行多种路由协议进程，实现与运行不同路由协议的网络连接。比如一个子网配置RIP，另一个子网配置ospf，并且两个路由进程之间需要交换路由信息。
但是不同的路由协议没有实现互操作，每个路由协议都按照其自己独特的方式，进行路由信息的采集和对网络拓扑变化的响应。比如RIP路由信息采用跳数量度，而apf路由信息是采用复杂的复合量度。所以在不同路由协议进程交换路由信息，必须通过配置选项进行适当的控制。
20-3RIP协议
RIP（Routing Information Protocol）路由信息协议是一种相对古老，在小型以及同介质网络中得到了广泛应用的一种路由协议。RIP采用距离向量算法，是一种距离向量协议。RIP在RFC1058文档中定义。RIP使用跳数来决定最佳路径，假如到达1个网络有2条跳数相同的链路，那么将均衡负载在这2条链路上，平均分配。
RIP协议它是通过广播UDP报文来交换信息的协议，使用RIP的每个主机在UDP的520端口上发送和接收数据报。RIP每隔30s向外发送一次更新报文，如果路由器经过180s没有收到来自对端的路由更新报文，则将所有来自此路由器的路由信息标志为不可达；若在240s内仍未收到更新报文就将这些路由从路由表中删除。RIP提供跳跃计数（Hop Count）
作为尺度来衡量到达目的地的距离，跳跃计数是一个包到达目标所有必须经过的路由器的数目。如果相同目标有2个不等速或不同带宽的路由器，但跳数相同，RIP认为两个路由是等距离的。RIP最多支持15跳，在RIP中，路由器到与它直接相连网络的跳数为0；通过一个路由器可达的网络的跳数为1，其余依次类推；不可达网络的跳数为16。
1.RIP的操作过程
RIP从每个启动RIP协议的接口，广播出带有请求的数据包。
（1）进入监听状态（请求/应答）
（2）收到消息后，检查并更新RT
（3）如果是新条目，写入RT
（4）如果条目存在，比较HOP
（5）如果收到的HOP大于存在的HOP，那么进入HLODDOWN period（抑制时间段）
180秒=30×6的时间过后，如果仍然收到同样信息，就使用HOP大的！（LOOP就可能产生了）
2.RIP限制
虽然RIP有很长的历史，但它还是有自身的限制。它非常适合于为早期的网络互联计算路由；然而，技术进步已极大地改变了互联网络建造和使用的方式。因此，RIP会被以后互联网络所淘汰。RIP的一些最大限制是：
（1）不能支持长于15跳的路径。RIP设计用于相对小的自治系统。它强制规定了一个严格的跳数限制为15跳。当报文由路由设备转发时，它们的跳数计数器会加上其要被转发的链路的耗费。如果跳数计值到15之后，报文仍没到达它寻址的目的地，那个目的地就被认为是不可达的，并且报文被丢弃。如此一来，如果你要建造的网络具有很多特性但又不是非常小，那么，RIP可能不是正确的选择。
（2）依赖于固定的度量来计算路由。花费度量是由管理员配置，所以它们本质上是静态的。RIP不能实时地更新它们以适应网络中遇到的变化，直到手动更新。所以RIP不适合于高度动态的网络，在这种环境中，路由必须实时计算以反映网络条件的变化。
（3）对路由更新反应强烈。RuIP节点会每隔30s无向地广播其路由表。在具有许多节点的天理网络中，这会消耗操相当数量的带宽。而且很多都是重复的信息，与此同时给网络的安全也带来一定的问题。
（4）相对慢的收敛。180s后才通告无效，240s后才删除条目，6~8次交换路由信息后才能完成全网拓扑收敛。RIP路由器收敛速度慢会创造许多机会，使得无效路由仍被错误地作为有效路由进行广播。显然，这样会降低网络性能容易形成回环。
（5）不支持不连续的子网。由于RIP是有类别路由协议，在通告路由的时候不包含子网掩码。故而对于不连续的子网RIP不能很好的支持。
（6）RIP是以广播的形式发送UPDATE。有些网络是NBMA（Non-Broadcast MultiAccess，非广播多路访问）的，即网络上不允许广播传送数据。对于这种网络，RIP就不能依赖广播传递路由表了。解决方法有很多，最简单的是指定邻居（neighbor），即将路由表发送给某一台特定的路由器。
RIP易于配置、灵活和容易使用的特点使其成为非常成功的路由协议。从RIP开发以来，它在计算、组网和互联技术等方面已有了长足进步。这些进步的积累效应使RIP成为流行协议。实际上，在今天有许多使用中的路由协议比RIP先进。虽然这些协议取得成功，但RIP仍是非常有用的路由协议，前提是理解了其不足的实际含义并能正确地使用它。
20-4IGRP和OSPF
IGRP（Interior Gateway Routing Protocol，内部网关路由协议）仍是一个典型的距离向量路由协议，它是Cisco系列路由器的专用协议，意思是说只有Cisco的路由器上才可以运行该协议。它通过周期性（90s）组播（RIP是广播）整个路由表来与邻居路由器交换路由信息。每个路由器都使用相邻路由器组播来的信息来决定到达目的网络的最佳路由。
IGRP的默认数为100，IGRP并不是以跳数作为它的度量值，但是当一个路由的跳数高于最大跳数时就会认为路由是不可达的。IGRP可以在1个大型组网中使用到而且使用AS号，并且是使用宽带和延迟作为度量值。
| RIP | IGRP |
| 更新30s | 更新90s |
| 无效180s抑制180s | 无效270s抑制280s |
| 刷新240s | 刷新630s |
| 25-35s浮动 | 72-90s浮动 |
OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）是一个链路状态路由协议，OSPF能对网络的变化作快速的响应，它是在网络变化时以触发的方式进行更新的，但OSPF也定期（30分钟）更新整个链路状态。与RIP路由协议对比，OSPF除了算法上的不同，还引入了路由更新认证、VLSMs（可变长子网掩码）、路由聚合等新概念。即使RIPv2做了很大的改善，可以支持路由更新认证、可变长子网掩码等特性，但是RIP协议还是存在两个致命弱点：①收敛速度慢；②网络规模受限制，最大跳数不超过16跳。OSPF的出现克服了RIP的弱点，可以胜任中大型、较复杂的网络环境。OSPF是链路状态路由协议，具有下面的优点：适应大规模网络；支持区域划分；更快的收敛速度；组播报文发送；支持VLSM和CIDR；路由分级管理无路由自环；支持负载均衡。
OSPF路由协议利用链路状态算法建立和计算到每个目标网络的最短路径，该算法本身较复杂，以下简单地、概括性地描述了链路状态算法工作的总体过程：
（1）初始化阶段，路由器将产生链路状态通告，该链路状态通告包含了该路由器全部链路状态；
（2）所有路由器通过组播的方式交换链路状态信息，每台路由器接收到链路状态更新报文时，将拷贝一份到本地数据库，然后再传播给其他路由器；
（3）当每台路由器都有一份完整的链路状态数据库时，路由器应用Dijkstra算法针对所有目标网络计算最短路径树，结果内容包括：目标网络、下一跳地址、花费，是IP路由表的关键部分。
如果没有链路花费、网络增删变化，OSPF将会十分安静。如果网络发生了任何变化，OSPF通过链路状态进行通告，但只通告变化的链路状态，变化涉及的路由器将重新运行Dijkstra算法，生成新的最短路径树。
OSPF的分类
OSPF路由器根据在AS中的不同位置，可以分为以下四类：
（1）区域内路由器（Internal Router）。该类路由器的所有接口都属于同一个OSPF区域。
（2）区域边界路由器ABR（Area lborder foter）。该类路由器可以同时属于两个以上的区域，但其中一个必须是骨干区域（骨干区域的介绍请参见下一小节）。品界用保聚连接平区域和非骨干区域，它与骨干区域之间既可以是物理连接，也可以是逻辑上的连我。
（3）骨干路由器（Backbone Router）。该类路由器至少有一个接口属于骨干区域。因此，所有的ABR和位于Area0的内部路由器都是骨干路由器。
（4）自治系统边界路由器ASBR。与其他AS交换路由信息的路由器称为ASBR。ASBR并不一定位于AS的边界，它有可能是区域内路由器，也有可能是ABR。只要一台OSPF路由器引入了外部路由的信息，它就成为ASBR。
完结撒花，后面会更新一些 诸如服务器配置的文章。也会更新一些符合考纲的题目，24号就考试了呀，加油兄弟们。