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第5章IP路由原理5.1路由协议概述5.1.1路由基本原理1．路由表图5-1-1路由选择图5-1-2路由表1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.路由来源代码符号表路由信息（条目）表图5-1-3路由表输出的解释管理距离/代价路由信息更新时间目标网络地址/掩码下一跳地址输出接口2．管理距离和代价图5-1-4管理距离HostAHostBIGRP:管理距离＝100RIP:管理距离＝120RouterA表5-1-1常见路由信息源及其对应的管理距离值路由信息源缺省管理距离值Connected（直连路由）0Static（静态路由）1EIGRP90IGRP100OSPF110RIP120EGP140未知2553．最长掩码匹配原则图5-1-5最长掩码匹配原则R10.1.1.1/32[120/1]via192.168.3.1，00:00:16，Serial1/1R10.1.1.0/24[120/1]via192.168.2.1，00:00:21，Serial1/0R10.1.0.0/16[120/1]via192.168.1.1，00:00:13，Serial0/1R10.0.0.0/8[120/1]via192.168.0.1，00:00:03，Serial0/0S0.0.0.0/0[120/1]via172.167.9.2，00:00:03，Serial2/04．路由过程中的数据包交换图5-1-6路由过程中的数据包交换HostAHostBRouterARouterBRouterC目标MAC地址源MAC地址源IP地址目标IP地址路由器A的MAC地址主机A的MAC地址主机A的IP地址主机B的IP地址目标MAC地址源MAC地址源IP地址目标IP地址路由器C的MAC地址主机B的MAC地址主机B的IP地址主机A的IP地址目标MAC地址源MAC地址源IP地址目标IP地址路由器B的MAC地址路由器A的MAC地址主机A的IP地址主机B的IP地址目标MAC地址源MAC地址源IP地址目标IP地址主机B的MAC地址路由器C的MAC地址主机A的IP地址主机B的IP地址目标MAC地址源MAC地址源IP地址目标IP地址路由器C的MAC地址路由器B的MAC地址主机A的IP地址主机B的IP地址主机A发往路由器A的数据包路由器B发往路由器C的数据包主机B发往路由器C的数据包路由器A发往路由器B的数据包路由器C发往主机B的数据包5.1.2路由协议的分类被路由协议（routedprotocols）路由选择协议（routingprotocols）1．直连路由、静态路由、动态路由直连路由（connectedroute）静态路由（staticroute）动态路由（dynamicroute）直连路由、静态路由、动态路由直连路由条目缺省路由条目静态路由条目动态态路由条目1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.2．IGP和EGP图5-1-8IGP和EGP运行内部网关协议（IGP）：RIPIGRPEIGRPOSPF自治系统号：100自治系统号：200运行外部网关协议（EGP）：BGP3．距离矢量、链路状态路由协议距离向量路由选择协议距离向量路由选择协议基于距离矢量的路由选择算法（distancevector-basedroutingalgorithms），也称为贝尔曼-福特（Bellman-Ford）算法。基于距离矢量路由选择算法的路由协议包括：RIP、IGRP等。链路状态路由选择协议链路状态路由选择协议基于链路状态路由选择算法（link-stateroutingprotocol），也称为最短路径优先算法（shortest-pathfirst，SPF）。基于链路状态路由选择算法的路由协议包括：OSPF、IS-IS等4．有类路由和无类路由有类路由协议有类路由协议在路由更新广播中不携带相关网络的子网掩码信息。有类路由协议在网络边界按标准的网络类别（A类、B类、C类）发生自动总结。有类路由协议自动假设网络中同一个标准网络的各子网总是连续的。有类路由协议包括：RIPVersion1(RIPv1)、IGRP。图5-1-9不连续的网络设计RouterARouterB网络192.168.0.0/24网络172.16.0.0/16主网络的两个子网S0/0:192.168.0.1/24S0/0:192.168.0.2/24E0/1:172.16.2.1/24E0/1:172.16.1.1/24无类路由协议无类路由协议在路由更新广播中含有相关网络的子网掩码信息。无类路由协议还支持变长子网掩码。无类路由协议可以手动控制是否在一个网络边界进行的总结。无类路由包括：RIPv2、EIGRP、OSPF、IS-IS。5.2静态路由和缺省路由配置5.2.1静态路由配置静态路由的优点：不需要启动动态路由选择协议进程，因而减少了路由器的运行资源开销。在小型互连网络上很容易配置。可以控制路由选择。静态路由的使用RouterAiproute192.168.1.0255.255.255.0serial0/0或者iproute192.168.1.0255.255.255.010.0.0.2RouterBiproute192.168.0.0255.255.255.0serial0/0或者iproute192.168.0.0255.255.255.010.0.0.1RouterARouterBS0/0:10.0.0.1/24S0/0:10.0.0.2/24E0/0:192.168.0.1/24E0/0:192.168.1.1/245.2.2缺省路由配置缺省路由（defaultroute）又称为默认路由，是静态路由的一个特例。缺省路由的使用iproute0.0.0.00.0.0.0serial0/1或者iproute0.0.0.00.0.0.0192.168.1.2S0/0:192.168.0.1/30S0/0:192.168.0.2/30S0/1:192.168.1.1/30Internet192.168.1.2/30E0/0:172.16.0.1/24E0/0:172.25.0.1/24RouterARouterB图5-2-3缺省路由1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.20.21.22.23.最后求助网关缺省路由条目5.3RIP配置5.3.1RIP概述RFC1508RIP采用贝尔曼—福德（Bellman-Ford）算法目前RIP有两个版本RIPv1和RIPv2。RIP有以下一些主要特性：RIP属于典型的距离向量路由选择协议。RIP消息通过广播地址255.255.255.255进行发送，使用UDP协议的520端口。5.3.1RIP概述（续）RIP以到目的网络的最小跳数作为路由选择度量标准，而不是在链路的带宽和延迟的基础上进行选择。RIP是为小型网络设计的。它的跳数计数限制为16跳，这限制了网络的规模。RIP是一种有类路由协议，不支持不连续子网设计。RIP周期进行路由更新，将路由表广播给邻居路由器，广播周期为30秒。RIP的管理距离为120。5.3.2RIP原理1．路由表维护图5-3-1RIP协议4.0.0.0/83.0.0.0/8RouterARouterBRouterCRouterA的路由表目的网络输出接口代价S0:2.0.0.1S0:2.0.0.2S1:3.0.0.1S0:3.0.0.2E0:1.0.0.1E0:4.0.0.11.0.0.0E002.0.0.0S003.0.0.0S014.0.0.0S02RouterB的路由表目的网络输出接口代价2.0.0.0S003.0.0.0S101.0.0.0S014.0.0.0S11RouterC的路由表目的网络输出接口代价3.0.0.0S004.0.0.0E001.0.0.0S022.0.0.0S012.0.0.0/81.0.0.0/8互相广播路由表互相广播路由表路由更新的发送图5-3-2RIP路由更新的发送RouterARouterBS1:172.17.26.1/24S0:172.17.26.2/24E0:172.16.26.1/24E0:172.16.25.1/24S0:172.17.25.1/24RIP发送路由更新:172.16.0.0172.17.25.0RIP接受路由更新:172.17.25.0路由更新的接收图5-3-3在RouterB上执行命令showiproute的输出RouterB#showiproute……Gatewayoflastresortisnotset172.17.0.0/24issubnetted,2subnetsR172.17.25.0[120/1]via172.17.26.1,00:00:18,Serial0/0C172.17.26.0isdirectlyconnected,Serial0/0172.16.0.0/24issubnetted,1subnetsC172.16.26.0isdirectlyconnected,Loopback0RouterB#2．路由自环问题图5-3-4路由自环问题-14.0.0.0/83.0.0.0/8RouterARouterBRouterCRouterA的路由表目的网络输出接口代价S0S0S1S0E0E01.0.0.0E002.0.0.0S003.0.0.0S014.0.0.0S02RouterB的路由表目的网络输出接口代价2.0.0.0S003.0.0.0S101.0.0.0S014.0.0.0S11RouterC的路由表目的网络输出接口代价3.0.0.0S004.0.0.0E0down1.0.0.0S022.0.0.0S012.0.0.0/81.0.0.0/8网络失效图5-3-5路由自环问题-24.0.0.0/8RouterARouterBRouterCRouterA的路由表目的网络输出接口代价S0S0S1S0E0E01.0.0.0E002.0.0.0S003.0.0.0S014.0.0.0S02RouterB的路由表目的网络输出接口代价2.0.0.0S003.0.0.0S101.0.0.0S014.0.0.0S11RouterC的路由表目的网络输出接口代价3.0.0.0S004.0.0.0S021.0.0.0S022.0.0.0S012.0.0.0/81.0.0.0/8网络失效图5-3-6路由自环问题-34.0.0.0/8RouterARouterBRouterCRouterA的路由表目的网络输出接口代价S0S0S1S0E0E01.0.0.0E002.0.0.0S003.0.0.0S014.0.0.0S02RouterB的路由表目的网络输出接口代价2.0.0.0S003.0.0.0S101.0.0.0S014.0.0.0S13RouterC的路由表目的网络输出接口代价3.0.0.0S004.0.0.0S021.0.0.0S022.0.0.0S012.0.0.0/81.0.0.0/8网络失效目标网络：4.0.0.0目标网络：4.0.0.03．解决路由自环问题—计数到无穷在这种方案中，RIP将路由表中任一路由条目的代价值限制为15跳。同时，用代价值16表明一个网络不可达。但是，计数到无穷的提出限制了路由网络的规模。4．解决路由自环问题—水平分割图5-3-7水平分割4.0.0.0/83.0.0.0/8RouterARouterBRouterCRouterA的路由表目的网络输出接口代价S0:2.0.0.1S0:2.0.0.2S1:3.0.0.1S0:3.0.0.2E0:1.0.0.1E0:4.0.0.11.0.0.0E002.0.0.0S003.0.0.0S014.0.0.0S02RouterB的路由表目的网络输出接口代价2.0.0.0S003.0.0.0S101.0.0.0S014.0.0.0S