《路由算法补充知识》课件

路由算法补充知识课程大纲路由算法基础回顾动态路由算法典型路由协议路由算法发展趋势路由算法概述距离矢量路由算法OSPF算法软件定义网络SDN路由表结构链路状态路由算法BGP算法网络虚拟化路由协议分类路由收敛机制路由算法安全问题人工智能AI路由算法基础回顾网络拓扑路由表数据包描述网络中各个节点之间的连接关系存储网络节点到目的网络的最佳路径信息网络数据传输的基本单位，包含源地址、目的地址、数据内容等静态路由手动配置固定路径管理员手动配置路由表，指定数据包路径固定不变，适用于网络拓扑结构的转发路径稳定且网络规模较小的场景效率低无法自动适应网络变化，当网络发生变化时需要手动更新路由表动态路由自动更新适应性强动态路由协议自动收集和更新路自动适应网络拓扑结构的变化由信息网络规模大适用于大型复杂的网络环境动态路由算法概述自适应性高效性12自动适应网络拓扑结构和流量通过优化路由选择，提高网络变化，动态更新路由表数据传输效率，降低延迟和丢包率灵活性和可扩展性3能够处理复杂的网络环境，并支持网络规模的扩展距离矢量路由算法基于距离信息交换路径选择每个路由器维护一个到其他网络的距路由器之间周期性地交换距离信息，选择距离最小的路径，即跳数最少的离表，距离通常表示为跳数更新彼此的距离表路径，作为数据包的转发路径距离矢量路由算法原理距离矢量1每个路由器维护一张距离矢量表，记录到其他路由器的距离和下一跳路由器路由更新2路由器周期性地向相邻路由器发送距离矢量表，并接收邻居的距离矢量表路由选择3路由器根据距离矢量表中距离最短的路线选择最佳路径距离矢量路由算法优缺点优点优点12简单易于实现，维护成本低适用于网络拓扑结构变化较小的环境缺点缺点34收敛速度慢，容易出现路由环对网络规模和复杂度敏感，不路适合大型网络链路状态路由算法链路状态路由算法是一种基于全局信息的链路状态路由算法需要每个路由器维护一链路状态路由算法使用Dijkstra算法或其路由算法，它收集网络中所有节点的链路张完整的网络拓扑图，包含所有节点之间他最短路径算法计算最优路径，并更新路状态信息，并使用这些信息计算出最优路的距离信息由表径链路状态路由算法原理构建网络拓扑图1计算最短路径2更新路由表3链路状态路由算法优缺点优点缺点快速收敛计算量大信息准确资源消耗高路由收敛机制稳定性效率安全性路由收敛确保网络稳定，避免数据丢失收敛过程应快速高效，减少网络波动收敛机制应防止恶意攻击，保持网络安全路由收敛过程初始状态路由器初始时，拥有不完整的网络拓扑信息路由更新路由器通过与邻居交换路由信息，更新其路由表路由传播路由器将更新后的路由信息传播给其他路由器稳定状态所有路由器都拥有完整的网络拓扑信息，路由收敛完成路由收敛时间影响因素网络规模网络拓扑路由协议123网络规模越大，路由器数量越多，网络拓扑结构复杂，路由信息传播不同路由协议的收敛机制不同，收路由信息传播路径越长，收敛时间路径可能更复杂，收敛时间也会相敛时间也会有差异例如，RIP的越长应延长收敛速度比OSPF慢避免路由收敛环路路由环路问题解决方法路由环路是指数据包在网络中无限循环，造成网络拥塞和资源浪通过使用计时器机制、路由协议的改进等方法，可以有效地防止费这会导致网络性能下降，甚至崩溃路由环路的形成算法OSPF链路状态区域划分OSPF算法使用链路状态信息进行路支持区域划分，提高网络规模和效率由计算安全机制提供身份验证和加密功能，增强网络安全性区域划分OSPF区域的概念区域的类型OSPF将网络划分为多个区域，包括骨干区域（Area0）、普通每个区域是一个独立的路由域区域（Area1-4294967294）、Stub区域和Totally Stub区域区域的划分目的简化路由计算，提高路由收敛速度，并控制网络规模路由计算OSPF成本计算1OSPF使用成本来评估路径的优劣，成本通常与链路带宽成反比路由器优先级2每个路由器都有一个优先级，优先级高的路由器优先选择作为下一跳路由器路由表更新3当路由信息发生变化时，OSPF会根据新的信息更新路由表报文格式OSPFHello报文数据库描述报文链路状态请求报文链路状态更新报文用于建立和维护邻居关系，并用于通告本路由器的链路状态用于请求其他路由器发送链路用于通告链路状态数据库中的通告本路由器的基本信息数据库信息，包括路由器ID、状态数据库信息更新信息，例如链路状态的改区域ID、认证信息等变或新链路的加入算法BGP边界网关协议路径选择12BGP是用于互联网自治系统之BGP基于路径属性来决定最佳间路由信息的标准协议路由，例如AS路径长度、路由策略等路由更新3BGP通过交换路由信息来维护路由表，并根据需要进行路由更新路由选择过程BGP路径选择1选择最优路径邻居发现2建立与其他BGP对等体的连接路由更新3交换路由信息消息类型BGPOPEN UPDATE建立BGP连接交换路由信息NOTIFICATION KEEPALIVE发送错误通知保持连接状态应用场景BGP互联网服务提供商企业数据中心云计算用于连接不同自治系统，实现跨运营商的用于实现跨数据中心网络的路由，提高网用于连接云服务提供商的网络，实现跨云路由络连接效率平台的路由接口配置BGP路由器配置网络配置配置BGP邻居关系，包括邻居的IP地配置BGP网络，包括网络号、掩码和址、AS号和认证密钥等路由策略等安全配置配置BGP安全策略，包括访问控制列表、认证和加密等路由算法安全问题攻击目标攻击后果攻击者可能试图破坏网络的正常运行、窃取敏感信息或获取对网网络连接中断、数据泄露、系统崩溃或拒绝服务攻击络资源的控制权路由算法攻击类型黑洞攻击蠕虫攻击攻击者伪造路由信息，将目标网络的攻击者利用路由协议漏洞，传播恶意流量引向一个黑洞，导致流量丢失代码，破坏网络设备中间人攻击攻击者拦截路由信息，修改路由表，将流量重定向到攻击者控制的设备路由算法安全加固措施防火墙入侵检测系统IDS访问控制列表ACL阻止恶意流量进入网络，保护路由器免受监控网络流量，识别可疑活动，并发出警限制对路由器配置的访问，防止未经授权攻击报的更改路由算法发展趋势软件定义网络SDN人工智能AI云计算SDN将网络控制和数据平面分离，允许AI可以帮助优化路由算法，提高网络性云计算环境需要更高效的路由算法来处更灵活的路由配置和管理能和安全性理大规模数据流课程总结路由算法概述算法比较深入了解路由算法基础、静态路掌握距离矢量路由算法和链路状由和动态路由的工作原理态路由算法的优缺点路由收敛安全问题理解路由收敛机制，以及如何避学习路由算法的安全问题，包括免路由收敛环路攻击类型和加固措施。