讲师：兰青青手机： 13388198433 Email ： qingqinglan@gmail

局域网组建与维护 (高级路由与交换技术) 讲师：兰青青手机：13388198433 Email：qingqinglan@gmail.com

路由协议

路由器原理介绍 静态路由配置 RIP协议基本原理及配置 OSPF协议基本原理及配置 IRMP协议基本配置课程内容

什么是路由 • 路由是指导IP报文发送的路径信息。目标网络N R1 （N,R1,M）其它网络

路由的来源 • 链路层协议发现的直连路由 • 开销小，配置简单，无需人工维护。只能发现本接口所属网段的路由。 • 手工配置静态路由 • 无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网络。 • 动态路由协议发现的动态路由 • 开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。

路由器基本工作原理－路由表 • 路由表（routing table，也称路径表）：路由表用于保存各种传输路径的相关数据（路由信息）供数据转发（路由选择）时使用。 • 路由表中保存着子网的标志信息、网上路由器的个数和下一个路由器的名字等内容。 • 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.3.1 • 要去“192.168.1.0”这个网段，你找192.168.3.1

静态路由和动态路由 • 静态路由：是在路由器中设置的固定的路由表，除非网络管理员干预，否则不会发生变化。不能对网络的改变作出反映，一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。 • 静态路由的优点是简单、高效、可靠。 • 在所有的路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。 • 动态路由：网络中的路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新路由表的过程。 • 动态路由的优点是能实时地适应网络结构的变化。如果发生了网络变化，就会引起网络中所有路由器重新计算路由，更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。 • 动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然，各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。

动态路由协议 • 为了判定最佳路径,判断目的网络与下一站（nexthop）的关系，路由器启动一定的路由选择算法，将收集到的不同信息填入路由表中，使路由表正确反映网络的拓扑变化，并由路由器根据量度来决定最佳路径。这就是路由选择协议（routing protocol），也叫做动态路由协议。 • 常用的动态路由协议有：RIPV1、RIPV2、OSPF、EIGRP（IRMP）、BGP、BGP-4等；

动态路由协议2 • 动态路由协议是做什么的 • 计算本地路由器到网络中其它网段的路由． • 如何做到这一点 • 每台路由器将自己已知的路由相关信息发给相邻的路由器，由于大家都这样做，最终每台路由器都会收到网络中所有的路由信息．然后运行某种算法，计算出最终的路由来．（实际上需要计算的是该条路由的下一跳和花费）

动态路由协议3 动态路由协议是怎么运作的 • “天王盖地虎”－“宝塔镇河妖” • 每种路由协议都有自己的语言（相应的路由协议报文），如果两台路由器都实现了某种路由协议并已经启动该协议，则具备了相互通信的基础． • “初次见面，请多关照” • 一台新加入的路由器应该主动把自己介绍给网段内的其它路由器．通过发送广播报文或发送给指定的路由器邻居来做到这一点． • “好久不见，近况如何” • 为了能够尽快察觉到某个节点突然失败（路由器本身故障或连接线路中断）这种异常情况，规定两台路由器之间的协议报文应该周期性地发送．

动态路由协议4 自治系统AS：由同一机构管理，使用同一组选路策略的路由器的集合。

动态路由协议分类 按Routing Protocol的作用范围来分 (是否用于一个AS的内部) 外部路由协议（ＥＧＰ）自治系统ＡＳ２００自治系统ＡＳ１００ＢＧＰ，BGP-4 • ＯＳＰＦ内部路由协议（ＩＧＰ） • ＩＳ－ＩＳ • ＲＩＰ • EIGRP

动态路由协议分类－按寻径算法划分 • 距离矢量算法－以路径经过的路由器个数来衡量路径的长度 • RIPV1 • RIPV2 • BGP • EIGRP • 类EIGRP（IRMP） • 链路状态算法－以路径上各段链路总的花费（带宽、延时等）来衡量路径长度 • OSPF • IS-IS

动态路由协议之间的互操作 • 每种路由协议只能发布和学习自己协议已知的路由 • 自己已知的路由是指：在某个接口上运行了该种路由协议，或者在路由表中的本路由协议发现的路由。 • 如果需要知道其它的路由，需要进行引入（ import-route）操作 • 最经常使用的是引入静态路由static和直接路由。有时也需要引入其它路由协议的路由。 • 引入路由的含义是指：在本路由器的路由表中查询，如果发现要引入的路由（如static），则作为自己已知的路由发布出去。

动态路由协议的衡量标准 • 正确性能够正确找到最优的路由，且无自环。 • 快收敛当网络的拓朴结构发生变化之后，能够迅速在自治系统中作相应的路由改变。 • 低开销协议自身的开销（内存、CPU、网络带宽）最小。 • 安全性协议自身不易受攻击，有安全机制。 • 普适性适应各种拓朴结构和规模的网络。

动态路由协议的性能比较 BGP 综合性能 OSPF IS-IS RIP2 RIP1 有路由环路问题无路由环路问题

管理距离是指一种路由协议的路由可信度。每一种路由协议按可靠性从高到低，依次分配一个信任等级，这个信任等级就叫管理距离。对于两种不同的路由协议到一个目的地的路由信息，路由器首先根据管理距离决定相信哪一个协议。管理距离是指一种路由协议的路由可信度。每一种路由协议按可靠性从高到低，依次分配一个信任等级，这个信任等级就叫管理距离。对于两种不同的路由协议到一个目的地的路由信息，路由器首先根据管理距离决定相信哪一个协议。 DIRECT 0 STATIC 1 EBGP 20 IEIGRP 90 IGRP 100 OSPF 110 IS-IS 115 RIP 120 EGP 140 外部EIGRP 170 iBGP 200 未知 255 路由的耗费值标示出了到达这条路由所指的目的地址的代价，通常以下因素会影响到路由的花费值。线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最大传输单元不同的动态路由协议会选择以上的一种或几种因素来计算花费值。该耗费值只在同一种路由协议内有比较意义。不同的路由协议之间的路由耗费值没有可比性，也不存在换算关系。管理距离（Distance）和耗费值（Metrics）

路由的优先级（preference)判定 • 相同目的，相同网段 • 路由A • 路由B • 比较管理距离值 • 相同 • 管理距离小优先起效 • 比较路由耗费值 • 耗费值小优先起效 • 相同 • 同时生效，负载均衡

#sh ip route Codes: C - connected, S - static, R - RIP, O - OSPF, OE-OSPF External, M - Management D - Redirect, E - IRMP, EX - IRMP external, o - SNSP, B - BGP Gateway of last resort is not set S 0.0.0.0/0 [1/1000] via 61.52.71.254, 01:13:55 E 61.52.71.0/24 is directly connected, 01:13:55, ethernet0/0 C 192.168.33.0/24 is directly connected, 27:12:25, fastethernet0 O 129.255.0.0/24 is directly connected, 01:16:32, serial0/0 路由信息查看

路由器基本工作原理－路由转发 • IP packet 最长掩码匹配规则。 • 查找主机路由 • 查找网段路由 • 查找缺省网关 • 丢弃

路由器原理介绍 静态路由配置 RIP协议基本原理及配置 OSPF协议基本原理及配置 IRMP协议配置课程内容

静态路由的配置命令 ip route Destination netmask nexthop 目的地址掩码下一跳例如： ip route 29.1.0.0 16 10.0.0.2 ip route 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 ip route 129.1.0.0 16 Serial 2 注意：只有下一跳所属的的接口是点对点（PPP、HDLC）的接口时，才可以填写interface_name，否则必须填写nexthop-address。

静态路由的配置范例 129.1.0.0/16 mp B mp A 10.0.0.1 S0 E0 S0 10.0.0.2 在路由器 mp A上配置： ip route 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2或： ip route 129.1.0.0 16 10.0.0.2或： ip route 129.1.0.0 16 Serial 0

缺省网关的配置范例 mp A mp B S0 10.0.0.2 10.0.0.1 S0 Public Network Network N 在路由器 mp A上配置： ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2 注意：Internet 上大约99.99%的路由器上都存在一条缺省路由! 缺省路由并不一定都是手工配置的静态路由，有时也可由动态路由协议产生。

RIP协议介绍 路由信息协议（Routing Information Protocol，RIP）是基于距离矢量算法（Distance-Vector）的内部网关动态路由协议（IGP）。 RIP适用于小型网络，有RIPv1和RIPv2两个版本，两个版本的主要区别是RIPv1不支持无类别路由，而RIPv2支持。一般情况下使用RIPv2版本。 Routing Table A Routing Table Routing Table B D C Routing Table 路由信息其它信息

RIP协议基本工作原理

RIP路由表的初始化 NET1 NET2 R1 R2 Response Request

RIP路由表的更新 Response Response B A 路由更新 A B 注意：从B到N3的跳数超过15，认为不可达

RIP配置范例 ■ RouterA设置： ■ RouterB设置：

RIP其他常用配置 ■ RIP路由汇总设置： ■ 缺省路由通告设置： ■ 管理距离调整设置： ■ RIP被动接口设置： ■ 单播邻居设置：

RIP协议的检测与调试 ■ RIP检测命令： ■ RIP调试命令：

OSPF协议介绍 OSPF协议（Open Shortest Path First Protocol开放式最短路径优先协议）协议号89，是一种基于链路状态算法的动态路由协议。 OSPF允许将一个大型网络划分成若干小的网络的组合，这样的小型网络称为区域（area），一个区域中的拓扑信息对自治系统的其它区域是不可见的。这种信息屏蔽能够减少相当多的路由流量，从而使OSPF能够在大型IP网络中得以广泛应用。

使用组播数据包发送协议报文，减小对没有运行OSPF的路由器的影响使用组播数据包发送协议报文，减小对没有运行OSPF的路由器的影响路由更新只在需要时发送，减小了路由更新所占用的网络带宽支持无类的路由操作使用链路状态数据库来减少路由环路的产生使用路由汇总减少路由表的大小通过使用区域分级的网络设计，减少协议对CPU和内存的影响，并防止路由环路支持认证，从而允许用户实现更安全的网络使用等费用负载平衡使多路径更加有效 OSPF协议特点

Area――区域：一个区域是指一个路由器的集合，它们有一样的拓扑数据库， OSPF把一个AS分成多个区域，区域间的拓扑结构互不可见。 areaID――区域ID：自治系统内区域的32-bit标识。 RouterID――路由器标识：路由器标识是一个32位数字，它被赋给OSPF使得每个路由器能够独一无二地识别AS中的路由器。 Neighbor――邻居：两台路由器有接口连向共同的网络，邻居关系通过OSPF Hello报文来维持。 Adjacency――邻接：OSPF在相邻路由器间建立邻接，使之能交换路由信息，并不是每对邻居路由器都能够邻接。 LSA――链路状态通告（Link state advertisement）：描述本地路由器或网络状态的数据单元。对于一台路由器来说，包含了路由器的接口状态和邻接状态，每一个链路状态通告都会发送到整个区域，路由器用所有收集到的链路状态通告组成链路状态数据库。 OSPF相关术语

LSDB 1 1 A B LSA 的 RTA RTA RTB 2 5 5 LSA 的 RTB 2 C RTC 3 LSA 的RTC 3 LSA 的RTD D RTD （二）每台路由器的链路状态数据库 (一）网络的拓朴结构（三）由链路状态数据库得到的带权有向图 1 1 1 1 A B A B A B A B 2 2 2 2 C C C C 3 3 3 3 D D D D （四）每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树 OSPF计算路由过程

RTE RTF Frame Relay RTA RTD X.25 Ethernet PPP RTC RTB OSPF的四种网络类型 OSPF有以下四种网络类型： • 非广播多路访问网络（NBMA） • 广播网络 • 点到点网络 • 点到多点网络

骨干区域（主干区域） 非骨干区域（标准区域）存根（stub）区域完全存根区域次存根区域（不完全存根区域NSSA） OSPF区域划分

OSPF网络中路由器的角色

OSPF的虚连接 在OSPF多区域网络中，主干区域必须保持全连通状态，每个其他区域必须直接与主干区域Area0有连接，为了解决实际环境不能全连通的问题，OSPF定义了虚连接（或虚链路）的概念

OSPF基本配置范例（1） ■ Router1设置：

OSPF基本配置范例（2） ■ Router2设置： ■ Router3设置：

OSPF配置范例－外部路由重分发汇总 ■ 外部路由重分发并汇总设置范例：区域1还是为一般的OSPF区域，在router3配置了连续的静态路由，下一条为s1/0，router3重分发静态路由并进行汇总，配置如下：这样配置后，在router1和router2就可以学习到一条经过汇总的外部路由77.77.77.0/24。

OSPF配置范例－路由过滤 ■ 区域间路由过滤设置范例：如果区域边界路由器rouer2上属于区域1的某些路由不能通告给其他区域，使用区域间的路由过滤命令area filter-list。这样配置后，区域1不把路由44.44.44.44/32通告出去，在区域0只能学习到44.44.44.45/32，44.44.44.46/32的区域间路由。这个是out方向时的过滤。对于in方向的过滤，即不过滤掉其他区域通告过来的路由，例如，在区域0再配置一个in方向过滤，还是在区域边界路由器上配置。

OSPF配置范例－外部路由过滤 ■ 外部路由过滤范例： router3上有静态路由88.88.88.88，重分发时如果要过滤该条静态路由，配置如下。这样配置后，可以看到，只重分发了99.99.99.99的静态路由，没有生成88.88.88.88的外部路由。

OSPF虚链接配置范例 ■ 虚链接范例：为了区域0和区域2的路由能够交互，需要在边界路由器 router3和router2之间建立一条虚链接，以便使得区域2和区域0连接起来。假定router2的routerID是70.1.1.2，router3的routerID是60.1.1.1

OSPF协议的检测与调试（1） ■ OSPF检测命令：

OSPF协议的检测与调试（2） ■ OSPF调试命令：

讲师：兰青青手机： 13388198433 Email ： qingqinglan@gmail