5路由协议原理及配置

辽宁工程技术大学软件学院5路由协议原理及配置ISSUE4.02内容框架5.1路由协议概述5.2静态路由概述5.3动态路由协议概述5.4距离矢量路由协议概述5.5链路状态路由协议概述5.6路由环路问题5.7RIP协议5.8OSPF路由协议31.路由路由是指导IP报文发送的路径信息。（N,R1,M）R1目标网络N其它网络R24路由的划分根据路由的目的地不同，可以划分为：子网路由主机路由根据目的地与该路由器是否直接相连，可以划分为：直接路由间接路由根据来源的不同，可以划分为：静态路由动态路由52.路由表[Quidway]displayiprouting-tableRoutingTables:Destination/MaskprotoprefMetricNexthopInterface0.0.0.0/0Static600120.0.0.2Serial08.0.0.0/8RIP1003120.0.0.2Serial09.0.0.0/8OSPF105020.0.0.2Ethernet09.1.0.0/8RIP1004120.0.0.2Serial011.0.0.0/8Static600120.0.0.2Serial020.0.0.0/8Direct0020.0.0.1Ethernet020.0.0.1/32Direct00127.0.0.1LoopBack0......63.路由的来源（Protocol）链路层协议发现的路由(Direct)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。手工配置的静态路由(Static)无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓扑结构的网络。动态路由协议发现的路由(OSPF、RIP等)开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓扑结构的网络。74.路由优先级（Preference）从优先级最高的协议获取的路由最先被优先选择加入路由表中。RIPOSPF10.0.0.0R010.0.0.0R110.0.0.0R1路由表8路由优先级说明到相同的目的地，不同的路由协议（包括静态路由）可能会发现不同的路由。各路由（包括静态路由）都被赋予一个优先级。当存在多个路由信息源时，具有较高优先级（数值越小，优先级越高）的路由协议发现的路由将成为最优路由，并被加入到路由表中。不同厂家的路由器对于各种路由协议优先级的规定各不相同。9Quidway路由器的优先级除直接路由之外（DIRECT）外，各动态路由协议的优先级都可根据用户需求，手工进行配置。每条静态路由的优先级都可以不相同。路由协议或路由种类相应路由的优先级DIRECT0OSPF10STATIC60RIP100IBGP130OSPFASE150EBGP170UNKNOWN255105.路由权（Metric、Cost）路由权或路由的代价、花费，表示到达这条路由所指的目的地址的代价，跳数、延迟、带宽等会影响路由的花费。静态路由的花费值为0。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。该花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花费值没有可比性，也不存在换算关系。11内容框架5.1路由协议概述5.2静态路由概述5.3动态路由协议概述5.4距离矢量路由协议概述5.5链路状态路由协议概述5.6路由环路问题5.7RIP协议5.8OSPF路由协议121.静态路由静态路由的属性可达路由：正常路由，是静态路由的一般用法。即路由器可以将去往该目的地的IP报文送往下一跳。目的地不可达的路由：当到某一目的地的静态路由具有“reject”属性时，任何去往该目的地的IP报文都将被丢弃，并且通过ICMP消息通知源主机——目的地不可达。目的地为黑洞的路由：当到某一目的地的静态路由具有“blackhole”属性时，任何去往该目的地的IP报文都将被丢弃，但不通知源主机。132.静态路由配置注意：只有下一跳所属的接口是点对点（PPP、HDLC）的接口时，才可以填写interface_name，否则必须填写nexthop-address。[Quidway]iproute-staticip-address{mask|masklen}{interface-typeinterface-name|nexthop-address}[preferencevalue][reject|blackhole]静态路由的配置命令和命令格式—系统视图下iproute-static129.1.0.01610.0.0.2iproute-static129.1.0.0255.255.0.010.0.0.2iproute-static129.1.0.016Serial214静态路由配置参数说明（1）interface-typeinterface-name、nexthop-address所有的路由项都可以指定下一跳地址。对于支持网络地址到链路层地址解析的接口（如以太网口支持ARP协议），当ip_address和mask（或masklen）指定了一个主机地址，而且该目的地址就在该接口的直接连接网络中时，可以指定发送接口（接口类型及接口名）。对于点到点接口，指定发送接口即隐含指定了下一跳地址，这时认为与该接口相连的对端接口地址就是路由的下一跳地址。如串口封装PPP协议，通过PPP协商获取对端的IP地址，这时可以不指定下一跳地址，只需指定发送接口即可。15静态路由配置参数说明（2）对于NBMA接口（如封装X.25或帧中继的接口、拨号口等），支持点到多点，这时除配置IP路由外，还需在链路层建立二次路由，即IP地址到链路层地址的映射（如dialerroute、x.25mapip或frmapip等），这种情况下配置静态路由就不能指定发送接口，而应配置下一跳IP地址。preferencevaluereject、blackhole16静态路由配置示例129.1.0.0/16E0QuidwayBS010.0.0.2QuidwayA10.0.0.1S0在路由器QuidwayA上配置一条到目的网段129.1.0.0/16的静态路由，配置命令为：iproute-static129.1.0.0255.255.0.010.0.0.2或：iproute-static129.1.0.01610.0.0.2或：iproute-static129.1.0.016Serial0目的网段下一跳地址为路由器B的S0接口的IP地址10.0.0.2173.缺省路由的配置缺省路由一般是一种特殊的静态路由，它是在没有找到匹配的路由表入口项时使用的路由。在路由表中，缺省路由以到网络0.0.0.0（掩码为0.0.0.0）的路由形式出现。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，有时也可以由动态路由协议产生。如OSPF路由协配置了Stub区域的路由器会动态产生一条缺省路由。18缺省路由配置示例QuidwayA10.0.0.1S010.0.0.2S0QuidwayBNetworkNPublicNetwork在路由器QuidwayA上配置缺省路由：iproute-static0.0.0.00.0.0.010.0.0.219内容回忆(1)4.5帧中继协议原理及配置封装帧中继协议；配置帧中继接口的终端类型；手工配置帧中继地址映射；动态配置帧中继地址映射；配置帧中继本地虚电路；配置帧中继交换；5.1路由协议概述路由的分类；路由表的结构；路由的来源；路由的优先级；路由权；5.2静态路由概述静态路由的属性；静态路由的配置；缺省路由及其配置20练习S0S0S0S1ABC172.18.0.0/16172.17.0.0/16在路由器A上配置一条到达网络172.18.0.0/16的静态路由。21内容框架5.1路由协议概述5.2静态路由概述5.3动态路由协议概述5.4距离矢量路由协议概述5.5链路状态路由协议概述5.6路由环路问题5.7RIP协议5.8OSPF路由协议22动态路由协议在协议栈中的位置ＢＧＰＲＩＰＯＳＰＦＴＣＰＵＤＰＩＰＲａｗＩＰ数据链路层物理层235.3.1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。24自治系统（ＡＳ）（续）每一个自治系统由一组在统一的机构管理下的路由器组成，整个系统对外呈现统一的路由机制，并被看成独立的网络组成单元。每个自治系统都有一个唯一的自治系统编号，用一个16bit的整数表示，称为自治系统号。编号范围是1~65535，其中，1~64511是注册的因特网编号，64512~65535是专用网络编号。自治系统号是由IANA（因特网授权管理机构）统一分配和管理的。255.3.2动态路由协议的分类（1）按照工作区域，动态路由协议可以分为内部网关协议IGP（InteriorGatewayProtocol）和外部网关协议EGP（ExteriorGatewayProtocol）。RIP、OSPF和IS-IS都属于内部网关协议；外部网关协议的典型实例是BGP（边界网关协议）。（2）按照路由的寻径算法和交换路由信息的方式划分，动态路由协议可以分为距离矢量路由协议和链路状态路由协议。前者包括RIP和BGP等，后者包括OSPF和IS-IS等。26ＩＧＰ＆ＥＧＰ内部路由协议（IGP）RIPOSPFIS-IS……自治系统AS100自治系统AS200外部路由协议（EGP）BGP275.3.3动态路由协议的基本原理（1）动态路由协议是做什么的计算路由的。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，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（下一跳和花费）。28路由协议的基本原理（2）“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”为了能够观察到某台路由器突然失败（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。295.3.4衡量路由协议的性能指标正确性快收敛低开销安全性普适性30内容框架5.1路由协议概述5.2静态路由概述5.3动态路由协议概述5.4距离矢量路由协议概述5.5链路状态路由协议概述5.6路由环路问题5.7RIP协议5.8OSPF路由协议315.4.1距离矢量算法的基本原理距离矢量路由协议基于Bellman-Ford算法，使用D-V算法的路由器通常以一定的时间间隔向相邻的路由器发送它们完整的路由表，接收到路由表的邻居路由器将收到的路由表和自己的路由表进行比较，新的路由或者到已知网络的路由开销（Metric）更小的路由信息都被加入到自己的路由表中。然后，相邻路由器再继续向外广播更新后的路由表。距离矢量路由器关心的是到目的网段的距离和矢量。距离矢量路由协议的优缺点优点：配置简单，占用较少的内存和CPU处理时间。缺点：扩展性较差。325.4.2距离矢量路由协议的实现1.距离矢量路由协议发现路由RoutingTable目标网络下一跳N1R3N2R4N3R5RoutingTable目标网络下一跳N4R6RoutingTable目标网络下一跳N1R3N2R4N3R5N4R2路由交换RoutingTable目标网络下一跳N1R1N2R1N3R1N4R6R1R2R1R2332.距离矢量路由协议适应拓扑变化拓扑变化引起路由表的更新更新路由表向路由器A传送更新的路由表更新路由表AB34路由表的更新1.0.0.0E002.0.0.0S003.0.0.0S10路由器A路由表