华南理工大学《高级计算机网络》复习资料简洁版docxWord下载.docx
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第二第三章IPv6协议
IPv4的危机：
地址危机（最大的危机,但可通过NAT、CIDR、VLSM）、端到端业务模式无法实施、
QoS和性能问题、配置复杂、安全问题、路由表的膨胀、移动性支持不够
ipv6的改进之处
简化的报头格式，地址扩展到128位，增强的安全性和服务质暈，可以实现更高效得路由基础,捉供了对移动特性得支
Ipv6的特点（也是相对于ipv4改进之处）：
地址及寻址、全新的报文格式;
，高效的报头、全新的地址配•置方式，即插即用、更好的QoS支持、内置的安全性、全新的邻居发现协议、良好的扩展性、内置的移动性、端点分片
修正项:
地址：
32bits->
128bits从32位变为128位
TimetoLive->
HopLimit（跳数限制）生存时间变为跳数限制服务Protocol->
NextHeader
TypeofService->
TrafficClass（流量类别）
删掉的项
Fragmentationfieldsmovedoutofbaseheader（主头部）
IPoptionsmovedoutofbaseheader
HeaderChecksumeliminated
HeaderLengthfieldeliminated
LengthfieldexcludesIPv6header
增加的项:
FlowLabel流标记
版本（4）业务等级（8）流标记（20）
净荷长度（16）下一个头（8）跳数限制（8）
信源地址（128）
信宿地址（128）
IPv6地址分类：
单播地址（UnicastAddress）
组播地址（MulticastAddress）
全球路由选择前缀（48）
子网标识符＜16）接口标识符（64）
任播地址（AnycastAddress）
特殊地址:
地址类型
二进制前缀
IPv6标识
未指定
00...0（128bits）
：
/128
环回地址
00...1（128bits）
1/128
组播
11111111
FF00：
:
/8
链路本地地址
1111111010
FE80：
/10
网点本地地址
million
FEC0：
全局单播
（其他）
多路广播（组播）地址的高序列八位字节具冇十六进制值FF。
此八位字节的任何其他值都标识单播地址。
链路•本地（Link-Local）
用在单一•链路上
带有链路•本地源或FI的地址的数据包不转发到其它链路
如：
20C：
76FF：
FEOA：
9A7C
站点-本地（Site-Local）
用于单一站点
带有站点-本地源或目的地址的数据包不转发到具它站点
应用与RFC1918类似
FECO：
全球（Global）
全球唯一地址
带有全球地址的数据包可被转发
3FFE：
321F：
0：
CE：
：
1
—台主机的MAC地址是：
0012:
3400:
ABCD,试求具牛成的链路本地地址。
解：
首先将MAC地址写成二进制形式：
000000000001001000110100000000001010101111001101
0000000000010010001101001111111111111110000000001010101111001101
0000001000010010001101001111111111111110000000001010101111001101
顺数第七位取反
（將十六進位值FF-FE插入以太网MAC位址的中间，也就是第三位元組與第四位元組中間。
将原来以太网MAC地址的第一个byte的倒数第二位取反，假如原来是1取反得0,0取1.）0212:
34FF:
FE00:
ABCD
其他几种特殊的单播地址
IPv6兼容地址：
0:
w.x.y.z或:
w.x.y.z（双协议栈）
IPv4映射地址：
FFFF:
w.x.y.z（IPv6网络中的IPv4节点表示）
6to4地址，…
80bits
32bits
groupID
组播:
111111111|Flgs|scop|reseruednustbezero
□Flags：
0001.或0000
■用來衣示permanent（0000）或i悔H寸组扌満组（0001）
ADI
ino
tOLOi
&
逗埃一愆HP
仙
*分&
加
d
B.
寒勺圮•
抠復一玄池氾!
5
4
佬分配・
F<
Scope
■农示组播组的范圉
GroupID
■组播组ID（RFC22
-些众所周知的组播地址:
IPV6众所周知的组播地址IPv4众所周知的组播地址组播组
节占一水地茄闱
FF01:
:
224.0.0.1
所有-节点地址
2
224.0.0.2
所有一路由器地址
m：
Mr★ifhum
rAEiurn
FF02:
5
224.0.0.5
OSPF所有路由器
6
224.0.0.6
OSPFIGP
rr02:
9
224.0.0.9
RIP路由器
D
224.0.0.13
所有PIM路由器
站点-本地范围
FF05:
2224.0.0.2所有一路由器地址
任何有效范围
FFOX:
101224.0.1.1网络时间协议NTP
IPv6地址新类型一任播：
任播地址：
一组接口的标识符（通常属于不同的节点）。
发送到此地址的数据包被传递给该地址标识的所冇接口。
任播地址类型代替IPv4广播地址，任播地址从单播地址空间屮分配，仅能做目标地址，且仅分配给路由器，目标地址为任播地址的数据报将发送给最近的一个接口
-台IPv6主机，其一个接口上可以具有的IPv6地址
FE80:
所有节点组播地址
FFO1:
1（本地接门范围），FF02:
l（本地链路范围）
分配的可聚合全球单播地址
2000：
/3
uucr.・呻・UUCC・/
被i门求ij地址
尸尸02：
1：
尸尸00：
/104
主机所属组的组播地址
单播地址：
每个接口的链路本地地址
每个接口的单播地址（可以是一个站点木地地址和一个或多个可聚集全球地址）
回环（loopback）接口的回环地址（:
1）
此外，主机还必须监听如下这些组播地址：
节点本地范围内所有节点组播地址（FFO1:
1）；
链路本地范围内所有节点组播地址（FF02:
l）；
请求节点（solicited-node）组播地址（如果主机的某个接口加入请求节点组）;
组播组组播地址（如果主机的某个接口加入任何组播组）。
第山章
网络层的基本功能：
最主要的功能是将分组从源机经选定的路由送到目的机
路由器的基本组成部件？
接到一个分组，如何处理？
基本组成部件：
RAM/DRAM,NVRAM,FlashM,ROM,Interface,其他，如CPU
路由器基本功能：
路由选择，存储转发。
当其接到分组时，处理步骤如下：
1.打开数据报，读取头部
2.确定目标网络地址
3•查找路由表，重新打包后转发到相应的接口
静态路由和动态路由？
静态路由是指由网络管理员手工配査的路由信息。
当网络的拓扑结构或链路的状态发牛变化时，网络管理员需要手工去修改路由表川相关的静态路由信息。
静态路由一般适用于比较简单,拓扑结构长期不变的网络环境
动态路由是指路由器能够H动地建立H己的路由农，并且能够根据实际实际情况的变化适时地进行调整。
主要通过路由选样协议來实现。
距离矢量路由选择（DistanceVectorRouting）：
D-V算法是动态、分布式算法，在较小的系统小使用，RIP协议采用此算法
距离矢量路山选择工作原理：
1每个路由器用两个向量Dil（从节点i到节点1的时延向聚）和Sil（从节点i到节点1的一条最小时延路径上的下一个节点）來表示该点到网上所有节点的路径距离及其下一个节点
2相邻路由器之间交换路径信息
3各节点根据路径信息更新路由表
24
36
20
21
28
3024224031222209
M8-30119I-6-O14I一7莎-9
JIJHJK
delaydelaydelay
isisis
10126
丘A
A
1
H
17
30
18
篇
nr
15
K
Router
ToA
12
JA
Celayis
8
182772031
123
O
Nev/estimatedriplayfromJ
Line
routingtableforJ
Vectorsreceivedfrom
J*sfourneighbors
算法简单
缺点：
交换的路径信息量人、路径信息传播慢，使得路径信息町能不一致、收敛速度慢，存在无穷计算问题、不适合大型网络
<
S>
距离矢量路有选择协议町能的问题：
路由环路（routingloop）、计数到无穷问题、收敛慢的问题原因是相信错误信息导致
40.0.0.0
down
到达信宿40.0.0.0的路由变化
时间
B
C
刷新
初始
2
1、
借宿可达
40.0.0.0斷开
>
B->
Ct1*1=2
第1步
一3V
C->
B.2+1=3
第2步
4■
AtB->
C.3+1=4）
第3步
」＜
C4*1=5
・••
第13步
14
CTB.14-^1=15
第Z步
16*
-15_
A6
C>
15-^1=16
•••
距离向量路由选择协议问题的解决办法:
定义路径代价的最大值（Maximum）：
超过该值就认为不可达，扔弃
提高收敛速度：
1水平分割（SplitHorizon）：
上图中B直接跟C说不能到达信宿，那么C也就认为信宿不可达（即
正无穷）
2毒性逆转（PoisonReverse）：
当C发现信宿故障时，主动将到它的距离设为不可达
3抑制定时器（Hold・DownTimers）：
启动定时器，等待信宿一定时间，过时就只接受比原来更短的路径更新，否则为不可达
4触发刷新法（TriggeredUpdates）：
当C发现信宿故障，立即改为不可达，并更新整个网络
链路状态路由选择（LS）：
Dijkstra算法计算最短路径：
通过用边的权值作为距离的度量來计算最短路径，（注意：
最少边数的路径不一定是最短路径）
Dijkstra算法步骤:
1.初始化:
设节点i为源节点令N二{i},对所有不在N小的节点v,写出
D（v）
|（jrv）若v与i直接连接
oo若V与i不直接相连
2.寻找一个不在N中的节点w,KD（w）值为最小，把w加入到N中，然后对所冇不在N中的节
点用［D（v）,D（w）+I（w,v）］中的较小的值去更新原有的D（v）值，即
D（v）—min[D（v）,D（w）+I（w,v）]
3）重复步骤⑵,直到所有的网络节点都在N中为止
链路状态路由选择协议：
OSPF（开放最短路径优先）
OSPF是一种基于开放标准的链路状态路由|办议，是冃前IGP中应用最广、性能最优的一个协议
OSPF可以在大型网络中使用
无路由自环
OSPF支持VLSM
使用带宽作为度量值（108/BW）
收敛速度快
通过分区实现高效的网络管理
OSPF数据包类型描述
■
*OSPF数据包类型
描述：
1~
Type1-Hello
与邻居建立和维护毗邻关系。
［Type2—数据库描述包（DD）
描述一个OSPF路山器的链路状态数据库内：
容。
厂
Type3—琏路状态请求（LSR）
请求相邻路由器发送其链路状态数据库中:
的具体条目：
Type4—链路状态更新（LSU）
向邻居路由器发送链路状态通告：
Type5—琏路状态确认（LSA）
确认收到了邻居路由器的LSUJ
OSPF的运行步骤运行机制:
建立路由器毗邻关系
选举DR和BDR
发现路由
选择最佳路由
维护路山信息
距离矢量与链路状态对比:
1距离矢量
链路状态
-"
-1
1通过邻居获得网络拓扑
直接获得整个网络拓扑
1通过距离矢量计算
授短路径优先计算
1周期性更新，收敛满
事件触发更新，收敛快
'
传递路由表格
传递链路状态信息
OSPF路由器建立全毗邻关系的过程及状态如何迁移？
为什么需要选举DR?
过程：
Down、Init（初始）、Two-way（双向）、ExStart（准启动）、Exchange（交换）、Loading（加载）、Fulladjacency（全毗邻）
状态迁移图如下所示：
为什么要选举DR：
减少邻接数，减少LSA的洪泛，从而减少网络带宽的占用和cpu,内存的占用，加速收敛，述减少拓扑数据库的大小
选举制：
DR是路由器选出来的，而非人工指定的
终身制：
DR—旦当选，除非路由器故障，否则不会更换
世袭制：
DR选出的同吋，也选出BDR,DR故障后，山BDR接替DR成为新的DR
最佳路由算法：
SPF算法、负载均衡为什么说OSPF克服了了路由B环：
1每一条LSA都标记了生成者（用牛成该LSA的路山器的RouterlD标记），其他路山器只负责传输，这样不会在传输的过程小发生对该信息的改变和错谋理解。
2路由计算的算法是SPF,计算的结果是一棵树，路由是树上的叶子节点，从根节点到叶子节点是单向不可回复的路径。
3区域Z间通过规定骨干区域避免
OSPF在大型网络中可能遇到的问题：
1、LSDB非常庞大，占用大量存储空间
2、计算最小生成树耗时增加，CPU负担很重（一点变化都会引发从头重新计算）
3、网络拓扑结构经常发牛变化，网络经常处于“动荡”之中
第六讲边界网关协议BGP
白治系统（AS）：
由一个或一组管理员管理的基于一种路由策略的网络（路由器的集合）。
边界网关协议（BGP）：
实现基于TCP/IP网络自治系统之间路由的协议。
BGP的主要特点是什么？
1•运行在AS之间
2.是克服了路由口环的DV（克服方法为：
BGP路由器记录下全路径信息，而不仅仅是路径代价）
3.重要属性：
路径属性：
施加在每条路rfl上，表征了路由的特征
Origin属性:
IGP优J*Incomplete
AS路径（ASPath）属性（1/2）：
描述了完整的路径,途经的AS
NextHop属性:
下一个AS、在同一个AS,Nexthop值不会发生变化
本地优先（localpref）属性：
施加影响,引导流量
MED（MultiExitDistiguisher）属性:
除非配置了ualways-compare-med其他时候永远只比较来白同一AS的路径、不跨AS传播，只影响它的上游AS、MED值越小，该条路由越优团体（community）属性：
便于制定路由策略
BGP路由的注入方式：
动态路由注入：
自动
半动态路由注入：
比动态路由具有更髙的操控性
静态路由注入：
操控性最强
BGP路由的使用原则：
多条路径时，BGP路由器只选最优的给自己使川
BGP路由器只把自己使用的路由通告给相邻体
BGP路由器从EBGP获得的路由会向它的所有BGP相邻体通告（包括EBGP和IBGP）
BGP路由器从IBGP获得的路由不会向它的IBGP相邻体通告（避免内部产生环路）
BGP路由器从IBGP获得的路由是否通告给它的EBGP相邻体耍依IGP和BGP同步的情况而定连接-•建立，BGP路山器将把自己所有的BGP路山通告给新和邻体（极大的考验和挑战！
）
BGP如何根据属性來选路决策:
0.首先：
£
弃下一跳（nexthop）不口J达的路由；
丄优选最大衡亟（weight）的南由；
（Cisco所独有）
3.优选最高本地优光级（local-preference）的路缶;
4.优选本路由器始发的路由；
5.优选经ilAS（AS-Path）最少的路由；
6.优选起，点类或（origin）農低的路由；
7.优选MED值最低的路由；
8.优选从EBGP学来的路由；
9.优选AS内部最短的路径可以到达的路由；
10•优选BGPID最低的路由器发布的路由°
16.BGP路由注入方式，通告原则
动态路由注入，半动态路由注入，静态路山注入
多条路径时，BGP路山器只选最优的给自己使用
BGP路山器只把自己使用的路山通告给相邻体
BGP路由器从EBGP获得的路由会向它的所冇BGP相邻体通告（包括EBGP和IBGP）
BGP路由器从IBGP获得的路由是否通告给它的EBGP相邻体要依IGP和BGP同步的情况而定
连接一建立，BGP路由器将把白己所有的BGP路由通告给新相邻体（极人的考验和挑战！
大型网络运行BGP有哪些问题和解决方法？
（1）路由表庞大。
解决：
路山聚合
（2）IBGP和邻体过多，逻辑全连接不现实。
BGP联盟，NGP反射
（3）复杂网络中变化十分频繁。
BGP衰减
第七第八章组播技术基础
IP组播：
是指在IP网络中将数据包以尽力传送（best-effort）的形式发送到网络中的某个确定节点子集，这个子集称为一个组播组（multicastgroup）。
IP组播带來的好处（优势）：
1.一对多通讯下，降低网络流量，提高网络通讯效率。
由于每个分支只发送一份报文，所以网络规模（如用户数量）的增大不会额外增加网络的负担。
2.降低了骨干上的网络流量
3•降低了应用服务器的负担
IP组播的劣势：
1•传送不可靠！
（尽力投递/bestefforteffort）
2.组播报文的复制开销！
3.路由器的资源消耗增加！
4•其它缺陷（可控可管性差），包括用户管理和安全。
因特网纟R管理协议IGMP：
是IP协议簇中负责IP组播组成员管理的协议。
它用來在IP主机和与其直接相邻的组播路由器ZI'
可建立、维护组播组成员关系。
IGMP不包括组播路由器Z间的组成员关系信息的传播与维护。
所有参与组播的主机必须支持IGMP协议。
IGMPV1RFC1112:
提供成员关系查询/成员关系报告两个基本功能。
IGMPv2RFC2236:
增加了查询器路市器选择/特定组查询/离开组消息及授大响应时间字段等扩展功能。
IGMPv3RFC3376:
增加了对特定（源纟R）的加入离开的支持，以提供对多播应用更好的支持。
3个版本的IGMP的T作原理及特点
IGMPV1
IGMPV2
IGMPV3
訥夥选举
依靠上层路由协议
自BA举
自卫举
离开方式
默默离开
主动发出离开报文I
主动发出离开报文
指定但査询
无
有
指定派组加入
PIM-DM运行机制：
1、采用PUSH方式，将组播流录周期性扩散到网络屮所有设备，建立和维护SPT（shortpathtree）（假设所有主机都需要接收组播数据）
周期性扩散、
升级会员 