动态路由协议

1、动态路由协议动态路由的概念51R1R2R310.0.0.020.0.0.030.0.0.040.0.0.0Routing TableNETMetricC20.0.0.00C30.0.0.00f0/0f0/1.1.2.1.2动态路由的概念52Ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 20.0.0.1 Ip route 40.0.0.0 255.0.0.0 30.0.0.2R1R2R310.0.0.020.0.0.030.0.0.040.0.0.0f0/0f0/1.1.2.1.2动态路由的概念53R1R2R310.0.0.020.0.0.030.0.0.040.0.0.0f0/0f0

2、/1Routing TableNETMetricC20.0.0.00C30.0.0.0010.0.0.040.0.0.0? ? ?50.0.0.0.1.2.1.2动态路由的概念54R1R2R310.0.0.020.0.0.030.0.0.040.0.0.0f0/0f0/1Routing TableNETMetricC20.0.0.00C30.0.0.0010.0.0.040.0.0.050.0.0.050.0.0.0.1.2.1.2动态路由的概念55 动态路由的概念 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和维护路由表的过程 基于某种路由协议实现的 动态路由的特点 减少

3、管理任务 占用网络带宽动态路由协议 动态路由协议 向其他路由器传递路由信息 接收其他路由器的路由信息 根据收到的路由信息计算出到每个目的网络的最优路径，并由此生成路由表 根据网络拓朴变化及时调整路由表，同时向其他路由器宣告拓朴改变的信息动态路由协议的分类 根据路由所执行的算法分类 距离矢量路由协议 链路状态路由协议距离矢量路由协议 路由器每经过特定时间周期向邻居发送自己的路由表距离：有多远矢量：从哪个方向 R1R2R我能够到达路由器我能够到达路由器R3，距离是距离是5我通过我通过R2可以到达路由可以到达路由器器R，R2到到R3之间的具之间的具体细节我不清楚体细节我不清楚链路状态路由协议21 从

4、对等路由器处获取信息，建立一张完整的网络图链路状态数据库R1R3R2R4链路状态路由协议22 再根据链路状态数据库，用SPF（最短路径树）算法计算出一个以自己为根的树型结构，再生成路由表R1R3R2R4SPF算法算法路由表路由表RIP路由协议概述 RIP是为TCP/IP环境中开发的第一个路由选择协议标准 RIP是一个距离-矢量路由选择协议 RIP工作原理路由表的形成41 路由器学习到直连网段Routing TableNETNext hopMetricC20.0.0.00C30.0.0.00R1R2R310.0.0.020.0.0.030.0.0.040.0.0.0.1.1.2.2Routing

5、 TableNETNext hopMetricC10.0.0.00C20.0.0.00Routing TableNETNext hopMetricC30.0.0.00C40.0.0.00 当路由器的更新周期30s到了时候，会向邻居发送路由表Routing TableNETNext hopMetricC20.0.0.00C30.0.0.00R1R2R310.0.0.020.0.0.030.0.0.040.0.0.0.1.1.2.2Routing TableNETNext hopMetricC10.0.0.00C20.0.0.00Routing TableNETNext hopMetricC30.

6、0.0.00C40.0.0.00 R 30.0.0.0 20.0.0.2 1 R 10.0.0.0 20.0.0.1 1 R 20.0.0.0 30.0.0.1 1 R 40.0.0.0 30.0.0.2 1RIP工作原理路由表的形成42RIP工作原理路由表的形成43 再过30s，路由器的第二个更新周期到了，再次发送路由表Routing TableNETNext hopMetricC20.0.0.00C30.0.0.00R1R2R310.0.0.020.0.0.030.0.0.040.0.0.0.1.1.2.2Routing TableNETNext hopMetricC10.0.0.00C2

7、0.0.0.00Routing TableNETNext hopMetricC30.0.0.00C40.0.0.00 R 30.0.0.0 20.0.0.2 1 R 10.0.0.0 20.0.0.1 1 R 20.0.0.0 30.0.0.1 1 R 40.0.0.0 20.0.0.2 2 R 40.0.0.0 30.0.0.2 1 R 10.0.0.0 30.0.0.1 2RIP工作原理路由表的形成44路由表中是否已路由表中是否已有该条目？有该条目？是是否否接收到的信息接收到的信息是否优于（或等于）路由是否优于（或等于）路由表中的条目表中的条目是否与原条目来自是否与原条目来自同一源地址同一

8、源地址是是更新路由表更新路由表是是否否忽略路由信息忽略路由信息否否接收到路由信息接收到路由信息RIP的度量值（Metric） RIP以跳数作为唯一的度量值2M19.2K192.168.1.0/242MR1会选择从会选择从R3到达到达192.168.1.0网段网段RIP工作原理 RIP路由协议向邻居发送整个路由表信息 RIP路由协议以跳数作为度量值根据跳数的多少来选择最佳路由 最大跳数为15跳，16跳为不可达 经过一系列路由更新，网络中的每个路由器都具有一张完整的路由表的过程，称为收敛路由环路41Routing TableNetHopNext Hop10.0.0.0120.0.0.120.0.0

9、.0030.0.0.0040.0.0.0130.0.0.2Routing TableNetHopNext Hop10.0.0.0230.0.0.120.0.0.0130.0.0.130.0.0.0040.0.0.00Routing TableNetHopNext Hop10.0.0.0020.0.0.0030.0.0.0120.0.0.240.0.0.0220.0.0.2R1R2R310.0.0.020.0.0.030.0.0.040.0.0.0.1.1.2.2路由环路42R1R2R310.0.0.020.0.0.030.0.0.040.0.0.0.1.1.2.2发送发送40.0.0.0的跳数

10、的跳数为为1的更新信息的更新信息Routing TableNetHopNext Hop10.0.0.0120.0.0.120.0.0.0030.0.0.0040.0.0.0130.0.0.2Routing TableNetHopNext Hop10.0.0.0230.0.0.120.0.0.0130.0.0.130.0.0.0040.0.0.016Routing TableNetHopNext Hop10.0.0.0020.0.0.0030.0.0.0120.0.0.240.0.0.0220.0.0.2被标记为无被标记为无效效路由环路43R1R2R310.0.0.020.0.0.030.0.0

11、.040.0.0.0.1.1.2.2Routing TableNetHopNext Hop10.0.0.0120.0.0.120.0.0.0030.0.0.0040.0.0.0130.0.0.2Routing TableNetHopNext Hop10.0.0.0230.0.0.120.0.0.0130.0.0.130.0.0.0040.0.0.0230.0.0.1Routing TableNetHopNext Hop10.0.0.0020.0.0.0030.0.0.0120.0.0.240.0.0.0220.0.0.2发送发送40.0.0.0的路的路由更新，跳数为由更新，跳数为2将跳数改变为

12、将跳数改变为2跳，跳，下一条地址为下一条地址为30.0.0.1路由环路44R1R2R310.0.0.020.0.0.030.0.0.040.0.0.0.1.1.2.2产生路由环路，直产生路由环路，直到跳数增加到到跳数增加到16为为止止Routing TableNetHopNext Hop10.0.0.0120.0.0.120.0.0.0030.0.0.0040.0.0.0330.0.0.2Routing TableNetHopNext Hop10.0.0.0230.0.0.120.0.0.0130.0.0.130.0.0.0040.0.0.0230.0.0.2Routing TableNetH

13、opNext Hop10.0.0.0020.0.0.0030.0.0.0120.0.0.240.0.0.0220.0.0.2将跳数改变为将跳数改变为3跳跳水平分割R1R2R310.0.0.020.0.0.030.0.0.040.0.0.0.1.1.2.230.0.0.040.0.0.010.0.0.020.0.0.0 水平分割是一个规则，用来防止路由环路的产生 规则：从一个接口上学习到的路由信息，不再从这个接口发送出去有类路由与无类路由 根据路由协议,在进行路由信息宣告时,是否包含网络掩码,可以把路由协议分为两种: 一种是有类路由（Classful）协议,它们在宣告路由信息时不携带网络掩码 一

14、种是无类路由（Classless）协议,它们在宣告路由信息时携带网络掩码RIP路由协议的版本 RIP v1 发送路由更新时不携带子网掩码，属于有类路由协议 发送路由更新时，目标地址为广播地址： 255.255.255.255 RIP v2 发送路由更新时携带子网掩码，属于无类路由协议 发送路由更新时，目标地址为组播地址：224.0.0.9RIP v1 不支持不连续子网R1R2R310.1.1.0/24192.168.1.0192.168.2.010.1.2.0/24.1.1.2.210.1.1.0Routing TableNETNext hopMetric10.0.0.0/8192.168.1

15、.1110.0.0.0/8192.168.2.2110.1.2.0路由汇总与划分路由汇总与划分子网相反的过程子网相反的过程RIP v2Routing TableNETNext hopMetric10.1.1.0/24192.168.1.1110.1.2.0/24192.168.2.21 发送路由更新时，携带子网掩码，因此支持不连续子网R1R2R310.1.1.0/24192.168.1.0192.168.2.010.1.2.0/24.1.1.2.210.1.1.0/2410.1.2.0/24RIP v1路由协议的配置 启动RIP进程Router_config# router rip 宣告主网络

16、号Router_config_rip# network network-number 配置RIP协议使用版本2Router_config# router ripRouter_config_rip# version 2Router_config_rip# no auto-summary验证配置 查看路由表Router# show ip route 查看路由协议配置Router# show ip protocols 打开RIP协议调试命令Rouetr# debug ip ripRIP的配置RouterA_config#router ripRouterA_config#router ripRoute

17、rA_config_rip#ver 2RouterA_config_rip#ver 2RouterA_config_rip#no auto-summaryRouterA_config_rip#no auto-summaryRouter-A_config_rip#network 192.168.0.0Router-A_config_rip#network 192.168.0.0Router-A_config_rip#network 192.168.1.0Router-A_config_rip#network 192.168.1.0Router-A #show ip routeCodes: C -

18、 connected, S - static, R - RIP, B - BGP D - DEIGRP, DEX - external DEIGRP, O - OSPF, OIA - OSPF inter area ON1 - OSPF NSSA external type 1, ON2 - OSPF NSSA external type 2 OE1 - OSPF external type 1, OE2 - OSPF external type 2R 192.168.6.0/16 120,2 via 192.168.1.2(on FastEthernet0/0)R 192.168.9.0/2

19、4 120,1 via 192.168.0.2(on FastEthernet0/0)C 192.168.0.0/24 is directly connected, FastEthernet0/0C 192.168.1.0/24 is directly connected, Ethernet1/0OSPFOSPF协议概述内部网关路由协议AS 1 AS 2 OSPF内部网关路由协议 用于在单一自治系统(AutonomousSystem-AS)内决策路由 自制系统（AS） 执行统一路由策略的一组网络设备的组合例如：例如：RIP OSPF等等例如：例如：BGP外部网关路由协议（外部网关路由协议（EG

20、P）用来连接不同的用来连接不同的AS内部网关路由协议（内部网关路由协议（IGP） 为了适应大型的网络，OSPF在AS内划分多个区域 每个OSPF路由器只维护所在区域的完整的链路状态信息OSPF协议概述区域ASArea 0Area 1Area 2骨干区域骨干区域边界路由器了解边界路由器了解area 0和和Area 2的的链路信息链路信息OSPF协议概述链路状态路由协议2-1 OSPF是链路状态路由协议，链路状态路由协议中的路由器了解OSPF网络内的链路状态信息RARBRCRD1050302060804070最初，最初，RA只知道直连的只知道直连的3个网段个网段10、20、30， RB、RC、RD

21、也一样也一样RA103020 链路状态路由协议中，直连的路由器之间建立邻接关系，互相“交流”链路信息，来“画”出完整的网络结构OSPF协议概述链路状态路由协议2-2RA10302050RB40RD8070RC60为了标识链路信息是由为了标识链路信息是由谁发出的，用谁发出的，用Router ID标识路由器标识路由器路由器学习到的链路路由器学习到的链路信息，保存在信息，保存在链路状链路状态数据库态数据库中中相邻路由器之间建立相邻路由器之间建立邻接关系邻接关系，保存在，保存在邻邻居列表居列表中中Router ID Router ID 是在OSPF区域内唯一标识一台路由器的IP地址 Router ID

22、选取规则 首先，路由器选取它所有loopback接口上数值最高的IP地址 如果没有loopback接口，就在所有物理端口中选取一个数值最高的IP地址链路状态路由协议中的数据库类型 邻居列表 列出每台路由器全部已经建立邻接关系的邻居路由器 链路状态数据库（LSDB） 列出网络中其他路由器的信息，由此显示了全网的网络拓扑 路由表 列出通过SPF算法计算出的到达每个相连网络的最佳路径ABCDEF以以A为例，为例，A的的链路链路状态数据库状态数据库中保存中保存着着OSPF网络的所网络的所有链路信息有链路信息A以自己为中心，以自己为中心，计算到达每个路由计算到达每个路由器最近的链路器最近的链路11111

23、11.51.5生成一个最短路径生成一个最短路径树树根据最短路径树，根据最短路径树，生成生成路由表路由表链路状态数据库链路状态数据库最短路径树最短路径树Djkstra算法算法建立邻接关系建立邻接关系路由表路由表学习链路状态学习链路状态信息信息建立邻接关系的过程RARBHello(neighbor=“ ”)Hello(neighbor=“RA”)Hello(neighbor=“RB”)Hello(neighbor=“ ”)DBD（Seq）DBD（Seq）DBDDBDLSRLSULSRLSUOSPF的邻接关系需满足的条件 邻居 两个路由器之间如果不满足下列条件，则他们就不能成为邻居： Area-id

24、：两个路由器必须在共同的网段上，它们的端口必须属于该网段上的同一个区，且属于同一个子网 验证（Authentication OSPF）：同一区域路由器必须交换相同的验证密码，才能成为邻居 Hello Interval和Dead Interval： OSPF协议需要两个邻居路由器的这些时间间隔相同，否则就不能成为邻居路由器。 OSPF的网络类型网络类型举例广播以太网非广播多路访问NBMA帧中继、X.25点到点PPP，HDLC点到多点多个点到点链路的集合 路由器接口类型不同，在建立邻接关系的时候，OSPF路由器执行的操作也略有不同OSPF的DR与BDR 4-1 ABDE广播网络中广播网络中 建立邻

25、接关系建立邻接关系 构成构成n(n一一1)2个个 邻接关系邻接关系 如果直连的路由如果直连的路由器互相都建立邻器互相都建立邻接关系接关系这种方法非常烦这种方法非常烦琐！不可取！琐！不可取！BEDOSPF的DR与BDR 4-2ACBDE 指定路由器（DR） 一个网段上的其他路由器都和指定路由器（DR）构成邻接关系，而不是它们互相之间构成邻接关系ABCEDOSPF的DR与BDR 4-3DRBDR 通过Hello报文选择DR和BDR来代表OSPF网段 其他的路由器(DRothers)只和DR及BDR路由器之间形成邻接关系OSPF的DR与BDR 4-4P=1P=0P=1P=3P=2HelloDRBDR

26、 通过组播发送Hello报文 具有最高OSPF优先级的路由器会被选为DR 如果OSPF优先级相同，则具有最高Router ID的路由器会被选为DR建立邻接关系过程总结发送发送Hello消息消息接口类型为点到点接口类型为点到点接口类型为点到多点接口类型为点到多点接口类型为广播接口类型为广播接口类型为接口类型为NBMA选择选择DR和和BDR发送发送DBD请求请求/发送发送LSU生成完整的生成完整的LSDB形成邻接关系形成邻接关系OSPF的包类型总结包类型描述Hello用于邻居路由器之间建立和维护邻接关系数据库描述包DBD描述每台OSPF路由器的链路状态数据库的内容链路状态请求包LSR请求链路状态数

27、据库的部分内容链路状态更新包LSU传送链路状态数据通告LSA给邻居路由器链路状态确认包LSAck确认邻居发过来的LSA已经收到OSPF的Hello协议 当路由器上启动OSPF进程时，每台路由器都会间隔一定的时间发送Hello包 Hello包通过组播地址224.0.0.5发送 OSPF路由器使用Hello包发起建立邻接关系并监视这种关系的存在和消失 在广播网或者点对点网上，Hello的发送间隔是10秒；在NBMA网络上，Hello的发送间隔是30秒OSPF的度量方法 COST= 108/BW OSPF协议决定最短路径是基于路由器每一个接口指定的代价（cost）来的 一条路由的代价：是指沿着到达目

28、的网络的路由路径上所有出站接口的代价之和!100M128KABC108/100M1108/128K781Cost值为值为1178178310100M何时需要OSPF路由协议 网络的规模 网络中的路由器在10台以上；中等或大规模的网络 网络的拓扑结构 网络的拓扑结构为网状，并且任意两台路由器之间都有互通的需求 其它特殊的需求 要求路由变化时能够快速收敛，要求路由协议自身的网络开销尽量降低 对路由器自身的要求 运行OSPF协议时，对路由器的CPU的处理能力及内存的大小都有一定的要求，性能很低的路由器不推荐使用OSPF协议 OSPF路由协议的特点 可适应大规模网络 路由变化收敛速度快 无路由环 支持

29、变长子网掩码VLSM 支持区域划分 支持以组播地址发送协议报 生成OSPF的多区域 生成OSPF多区域的原因 改善网络的可扩展性 快速收敛 取得上述两个目标的关键是把网络分成更小的区OSPF路由器的类型2-1 骨干路由器 内部路由器 区域边界路由器ABR 自治系统边界路由器ASBROSPF路由器的类型2-2区域边界路区域边界路由器由器/ /ABR自制系统边界路自制系统边界路由器由器/ /ASBR区域边界路区域边界路由器由器/ /ABRArea 1Area 0Area 2内部路由器内部路由器内部路由器内部路由器内部路由器内部路由器只保存本区域内只保存本区域内的链路状态信息的链路状态信息用来连接区

30、域用来连接区域0和其他区域和其他区域用来连接用来连接OSPF的的AS与外部其他的路由与外部其他的路由OSPF的区域类型21 OSPF的区域类型 骨干区域area 0 非骨干区域根据能够学习的路由种类来区分： 标准区域 末梢区域（stub） 完全末梢（Totally stubby）区域 非纯末梢区域（NSSA）ABR负责将负责将area 1的链路状的链路状态信息汇总后发送到态信息汇总后发送到area 0将其他区域的链路信息汇总将其他区域的链路信息汇总后发送给后发送给area 1OSPF的区域类型22Area 0Area 1Area 2RIP标准区域标准区域ASBR负责将外部路由注负责将外部路由注

31、入到入到OSPF的网络中的网络中ASBRABRABRstub区域区域Totally stub区域区域NSSA区域区域RIP1.能学习其他区域的路由能学习其他区域的路由2.能学习外部路由能学习外部路由ASBR不能不能将外部路由注入到将外部路由注入到OSPF的网络中的网络中1.ASBR不能不能将外部路由注入将外部路由注入到到OSPF的网络中的网络中2.ABR不会不会将其他区域的路由将其他区域的路由发送到发送到area 1中，而是用一条中，而是用一条缺省路由代替缺省路由代替1.可以可以学习学习本区域连接的外部本区域连接的外部路由；路由；2.不学习不学习其他区域转发进来的其他区域转发进来的外部路由外部

32、路由OSPF链路状态数据库 链路状态数据库的组成 每个路由器都创建了由每个接口、对应的相邻节点和接口速度组成的数据库 链路状态数据库中每个条目称为LSA（链路状态通告），常见的有六种LSA类型 OSPF链路状态通告6-1 链路状态通告LSA的类型类型代码描述用途Type 1路由器LSA由区域内的路由器发出的Type 2网络LSA由区域内的DR发出的Type 3网络汇总LSAABR发出的，其他区域的汇总链路通告Type 4ASBR汇总LSAABR发出的，用于通告ASBR信息Type 5AS外部LSAASBR发出的，用于通告外部路由Type 7NSSA外部LSANSSA区域内的ASBR发出的，用于通告本区域连接的外部路由LSA对比区域类型描述允许的LSA类型普通区域能学习其他区域的路由能学习外部路由LSA-1、LSA-2、LSA