网络技术｜网络地址转换与IPv6｜路由设计基础｜4

对应讲义——p6 p7

NAT例题

例1

解1

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例2

解2

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例3

解3

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例4

解4

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一、IPv6地址

用二进制格式表示128位的一个IPv6地址，按每16位为一个位段，划分为8个位段。

若某个IPv6地址中出现多个连续的二进制0，可以通过压缩某个位段中的前导0来简化IPv6地址的表示。例如，"002F"可以简写为"2F"。

注意的问题：

使用零压缩法时，只能压缩前导0。不能把位段内有效0压缩掉。例如，不能将AC04:A0:0:0:0:0:0:5简写为AC4:A::5。

双冒号"::"在一个地址中只能出现一次。

二、RIP协议（内部网关协议）

路由刷新报文组成

路由刷新报文的主要内容是由若干个（V,D）组成的表；

V代表矢量（vector）,标识该路由器可以到达的目的网络或者目的主机。

D代表距离（distance）,标识该路由器到达的目的网络或目的主机的距离，即该路由上的跳数(hopcount）。

路由器在接收到相邻路由器的（V,D）报文后，按照最短路径原则对自己的路由表进行刷新。

三、RIP路由器工作方式

RIP路由器更新规则

1 有没有新增的项

有：则添加新纪录

无：什么也不做

2 比较R1距离和R2+1距离，取最小值

若距离仍为R1，则下一条路由不需要修改

若距离为R2+1，则下一跳路由器修改为R2

四、OSPF（开放最短路径优先协议）

OSPF协议特点

OSPF协议：OSPF是开放系统最短路径优先协议。

OSPF使用分布式链路状态协议。

OSPF要求路由器发送的信息是本路由器与哪些路由器相邻，以及链路的度量值（OSPF使用的度量值包括费用、距离、延时、带宽）。

OSPF使用洪泛法发送信息。

OSPF协议要求让路由器建立一个链路状态数据库，该数据库实际上是全网的拓扑结构图。

OSPF将一个自治系统划分为多个区域（area），每个区域有一个32位的区域标识符，每个区域内的路由器通常不超过200个。

使用OSPF的路由器只需要建立本区域内的链路状态数据库，负责各区域之间通信的路由器叫做区域边界路由器，只需要将来自本区域的信息发送给下一个区域的区域边界路由器，同样不需要获取其他区域的链路状态数据库。

为了适应规模很大的网络，提高路由更新收敛速度，OSPF引入区域（area）概念来将一个自治系统划分为若干个更小范围。

每个区域有一个32位的区域标识符（用点分十进制表示）；

区域不能太大，在一个区域内的路由器最好不超过200个；

OSPF使用分布式链路状态协议，采用洪泛法向本自治系统所有路由器发送消息；

OSPF的链路状态"度量"，主要是指距离、费用、带宽、时延等；

区域内部路由器只知道本区域的完整网络拓扑，而不知道其他区域的网络拓扑情况。

五、BGP（外部网关协议）

BGP是边界网关协议，在不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议。

BGP-4采用路由向量路由协议，每个自治系统选择一个“BGP发言人”，发言人之间建立TCP连接，然后在此链接上建立BGP会话。结点数以自治系统数为单位。

BGP刚运行时，边界路由器交换的是整个BGP路由表，之后只在发生变化时更新有变化的部分。

BGP协议有四种分组：open（与相邻的另一个BGP发言人建立关系）、update（发送要更新的某一条路由信息或要删除的多条路由信息）、keepalive（周期性的证实相邻的边界路由器存在）、notification（发送监测到的错误）。

BGP路由选择协议的四种报文

打开（open）报文

用来与相邻的另一个BGP发言人建立关系（建立TCP连接）；

更新（update）报文

用来发送某一路由的信息，以及列出要撤销的多条路由；

保活（keepalive）报文

用来确认打开报文和周期性（30秒）地证实邻站关系；

通知（notification）报文

用来发送检测到的差错。

六、RIP协议例题

1 概念题

RIP是一种非常简单的路由协议，它要求路由器周期性的向外发送路由表刷新报文，该报文由若干个（V，D）组成，其中V代表目的网络，D代表距离也就是还需要经过的多少个路由器（跳数）才能抵达目的网络，跳数<16。路由器接收到（V,D）报文后，按照最短路径优先原则更新路由表。

2 图题（将b表距离+1，再与a表比较得出最优距离）：

RIP是基于距离向量的协议，衡量路由信息"好"与"不好"的依据是距离，也就是从自身到达目的地所需要经过的跳数（路由器个数，自身不算在内），跳数越少，路由越好。

每台路由器（代号B）都周期性的向相邻路由器（代号A）广播自身的B的整张路由表，而相邻路由器A收到B的路由表后，将B的路由表中跳数全部+1（代号B+1），然后再跟A自身路由表进行比较，好则更新（好的依据是B+1的距离比A中的短），无则添加。

3 例题

由于是判断R2发送给R1后，R1的路由表，那么R1的具体操作如下：

1. 先将表（b）中所有跳数+1，得到下表：

2. 将上表与表（a）对比，可知仅有目的网络为20.0.0.0的路由信息比（a）中原有的好（a中存储的距离是5，而新学习到的只有4），好则更新，将（a）中目的网络为20.0.0.0的路由信息替换为刚刚跳数+1后计算出来的信息，即目的网络20.0.0.0，距离4，由于这条信息是通过R2发过来的信息计算出来的，那么路由项填写为R2。

3. 此时，（a）表将变更为：

4 难题*

下面是一台三层交换机的部分路由表信息。

根据表中的路由信息，以下关于此设备的说法中，错误的是__。

A.启用了OSPF动态路由协议，并学到了E1和E2两种类型的OSPF外部路由

B.通过动态路由协议学习了缺省路由

C.路由表中的管理距离釆用的是默认值

D.网络接口VLAN5上配置了两个IP地址，202.38.126.32/27和202.38.126.16/28

路由表组成

路由表的内容主要由路由协议、目的网络、管理距离/度量值（权值）、下一跳（下一个路由器的IP地址）组成。详情见下表：

答案解析

A选项，的确从E1、E2端口学习到了路由信息，且的确是通过OSPF协议学到的，正确。

B选项，默认路由是0.0.0.0/0，确实是通过动态路由协议中的OSPF学到的，正确。

C选项，通过上表可知，正确。

D选项，VLAN5共有4个IP地址，其中状态C的是直连IP，标记L的才是本地地址，即三层交换机的端口上配置的地址。故D错。

故本题答案是D。

（2023年 3月2日 22:27首次发布）