RCCP04全面掌握IP路由协议要点课件

1、第4章 全面掌握IP路由协议锐捷认证资深调试工程师RCCP第1页，共76页。本章内容路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPF stub 区域第2页，共76页。课程议题路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPF stub 区域第3页，共76页。什么叫路由?路由就是将从一个接口接收到的数据包，转发到另外一个接口的过程。路由器完成两个主要功能:选径根据目标地址和路由表内容，进行路径选择转发根据选择的路径，将接收到的数据包,转发到另一个接口(输出口)

2、第4页，共76页。路由表router#show ip routeCodes: C - connected，S static， R RIP， O- OSPFIA - OSPF inter area，E1-OSPF external type 1E2 - OSPF external type 2，* - candidate defaultGateway of last resort is 10.5.5.5 to network 0.0.0.0 172.16.0.0/24 is subnetted, 1 subnetsC 172.16.11.0 is directly connected, seri

3、al1/2O E2 172.22.0.0/16 110/20 via 10.3.3.3, 01:03:01, Serial1/2S* 0.0.0.0/0 1/0 via 10.5.5.5第5页，共76页。路由的信息O 172.16.8.0110/20 via 172.16.7.9, 00:00:23, Serial0 O- 路由信息的来源 (OSPF)172.16.8.0- 目标网络（或子网）110- 管理距离 (路由的可信度)/20- 量度值 (路由的可到达性)via 172.16.7.9- 下一跳地址 (下个路由器)00:00:23 - 路由的存活的时间 (时分秒)Serial0- 出站接

4、口第6页，共76页。管理距离可以用来选择采用哪个IP路由协议管理距离值越低，学到的路由越可信静态配置路由优先于动态协议学到的路由采用复杂量度的路由协议优先于简单量度的路由协议。管理距离(可信度)第7页，共76页。Connected interface 0Static route out an interface0Static route to a next hop1External BGP20OSPF110IS-IS 115RIP v1, v2120Internal BGP200Unknown255路由源缺省管理距离各种路由协议管理距离值红色标识为要求学员必须掌握的内容第8页，共76页。路由决

5、策最长匹配；例：10.1.1.1/8和10.1.1.1/16根据路由的管理距离。管理距离越小，路由越优先；例：S 10.1.1.1/8 和 R 10.1.1.1/8管理距离一样，就比较路由的量度值(metric)。越小越优先；例：S 10.1.1.1/8 1/20 和 S 10.1.1.1/8 1/40路由量度值一样的路由，可以选中多个路径。第9页，共76页。动态路由协议动态路由协议是做什么的 “天王盖地虎”“宝塔镇河妖”“初次见面，请多关照” “好久不见，近况如何”第10页，共76页。动态路由协议介绍动态路由协议的基本工作原理要求网络中运行相同的路由协议所有运行了路由协议的路由器会将本机相关

6、路由信息发送给网络中其他的路由器所有路由器会根据所学的信息产生相应网段的路由信息所有路由器会每隔一段时间向邻居通告本机的状态（路由更新）第11页，共76页。动态路由协议RIP 路由信息协议IGRP 内部网关路由协议OSPF 开放式最短路径优先IS-IS 中间系统-中间系统EIGRP 增强型内部网关路由协议BGP 边界网关协议第12页，共76页。动态路由协议的分类 自治系统一个自治系统就是处于一个管理机构控制之下的路由器和网络群组 外部网关协议（EGP）在自治系统之间交换路由选择信息的互联网络协议，如BGP。内部网关协议(IGP)在自治系统内交换路由选择信息的路由协议，常用的内部网关协议有OSP

7、F、RIP、IGRP,EIGRP、IS-IS 。第13页，共76页。是否支持无类路由有类路由协议：RIPv1,IGRP无类路由协议：RIPv2,OSPF,IS-IS,BGPv4路由协议分类第14页，共76页。有类路由路由传递有类路由协议在进行路由信息传递时，不包含路由的掩码信息。路由器按照标准A、B、C类进行汇总处理。10.1.0.0/16172.16.2.0/2410.2.0.0/1610.1.0.010.2.0.0172.16.0.010.0.0.0172.16.1.0172.16.2.010.1.0.010.2.0.0172.16.1.0172.16.2.0172.16.1.0/24不包

8、括路由掩码信息第15页，共76页。有类路由子网划分在同一网络内，所有路由器接口的子网掩码必须相同可能造成对地址的浪费192.168.5.129 /27192.168.5.98 /27192.168.5.33 /27192.168.5.65 /27192.168.5.97 /27S1S0E1E0E0实际只需要两个地址却分配了30个地址第16页，共76页。无类路由路由传递无类路由协议在进行路由信息传递时，包含子网掩码信息，支持VLSM(变长子网掩码)。10.1.0.0/16172.16.2.0/2410.2.0.0/1610.1.0.0/1610.2.0.0/16172.16.1.0/24172.

9、16.2.0/24172.16.1.0/2410.1.0.0/1610.2.0.0/16172.16.1.0/24172.16.2.0/2410.1.0.0/1610.2.0.0/16172.16.1.0/24172.16.2.0/24包括路由掩码信息第17页，共76页。无类路由 子网划分在同一网络内，所有路由器接口的子网掩码可以不同支持VLSM（变长掩码）可以充分利用可用的地址192.168.5.129 /27192.168.5.209 /30192.168.5.33 /27192.168.5.65 /27192.168.5.210 /30S1S0E1E0E0满足2个主机地址的需要DDN第1

10、8页，共76页。路由协议的分类距离矢量路由协议距离矢量路由协议向邻居发送路由信息距离矢量路由协议定时更新路由信息距离矢量路由协议将本机全部路由信息做为更新信息链路状态路由协议链路状态路由协议向全网扩散链路状态信息链路状态路由协议当网络结构发生变化立即发送更新信息链路状态路由协议只发送需要更新的信息第19页，共76页。路由更新信息只传播到直连的邻居路由器路由表所有路由距离向量路由协议路由更新第20页，共76页。链路状态的通告，扩散到路由域的所有路由器分层设计可以限制广播流量链路状态路由协议路由更新路由表One Route 第21页，共76页。课程议题路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问

11、题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPF stub 区域第22页，共76页。路由信息协议-RIP RIP（RoutingInformationProtocols，路由信息协议），是应用较早、使用较普遍的内部网关协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP)，适用于小型同类网络，是典型的距离矢量(distance-vector)协议 。第23页，共76页。RIP协议UDP HeaderPort No.SegmentPayloadIP HeaderProtocol NumberFrame HeaderCRCPacket PayloadFram

12、e Payload6 - TCP17 - UDP520 - RIPRIP是基于UDP，端口520的应用层协议。第24页，共76页。RIP协议的路由算法10.1.0.010.2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E010.3.0.0S0E0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00010.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.00010.2.0.0S0S1S1S11110.1.0.010.4.0.010.3.0.000ABC10.4.0.0RIP协议是以跳数来衡量到达目的网络的度量值（metric）第25页，共76页。E0S0S0

13、S01Infinity00S1RIP协议的路由算法RIP协议假定如果从网络的一个终端到另一个终端的路由跳数超过15个，那么RIP协议认为产生了到了循环，因此当一个路径达到16跳，将被认为是可不到达的。10.1.0.010.2.0.0E0S0S0S1E010.20.0.010.1.0.010.20.0.010.3.0.010.2.0.0第26页，共76页。RIP路由信息的更新A更新路由表网络拓扑结构发生改变等待下一个发送周期通告更新后全部的路由表更新路由表B以时间为驱动第27页，共76页。RIP路由信息的更新1、RIP协议每隔30秒定期向外发送一次更新报文。2、如果路由器经过180秒没有收到来自

14、某一路由器的路由更新报文，则将所有来自此路由器的路由信息标志为不可达。3、若在其后240秒内仍未收到更新报文，就将这些路由从路由表中删除 第28页，共76页。RIP路由协议的版本RIPv1有类路由协议，不支持VLSM以广播的形式发送更新报文不支持认证RIPv2无类路由协议，支持VLSM以组播的形式发送更新报文支持明文和MD5的认证第29页，共76页。配置RIP协议 1、开启RIP路由协议进程Router(config)#router rip2、申请本路由器参与RIP协议的直连网段信息Router(config-router)#network 192.168.1.03、指定RIP协议的版本2(默

15、认是version1)Router(config-router)#version 24、在RIPv2版本中关闭自动汇总Router(config-router)#no auto-summary第30页，共76页。RIP版本兼容性配置RGNOS软件能够很好地兼容旧RIP版本缺省行为RGNOS可以接收RIPv1和RIPv2的数据包但是只发送RIPv1的数据包 你可以通过配置改变缺省行为路由进程中配置接口中配置第31页，共76页。RIP版本兼容性配置路由进程中的配置，使其工作在版本2：Router(config-router)#version 2 则所有相关接口均只处理版本2的报文你在接口中，定义每

16、个接口的行为Router(config)#interface F0Router(config-if)#ip rip send version 1 2Router(config-if)#ip rip receive version 1 以上配置使得以太网接口0可发送版本1和2的报文，但是只接收版本1的报文。第32页，共76页。RIP的调试验证 RIP的配置Router#show ip protocols显示路由表的信息Router#show ip route清除 IP路由表的信息Router#clear ip route 在控制台显示 RIP的工作状态Router#debug ip rip第33

17、页，共76页。课程议题路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPF stub 区域第34页，共76页。路由环路10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0X10.3.0.0S0E0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00Down10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.00010.2.0.0S0S1S1S01110.1.0.010.4.0.010.3.0.000ABC第35页，共76页。路由环路10.1.0.010.

18、2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E0X10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00210.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.00010.2.0.0S0S1S1S11110.1.0.010.4.0.010.3.0.000ABC第36页，共76页。10.1.0.010.2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E0XS0S0S0S01210.3.0.010.1.0.010.2.0.010.4.0.002E0S0S0S01410.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000S0S1

19、S1S03110.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.000ABC路由环路第37页，共76页。度量值趋向于无穷大10.1.0.010.2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E0X10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.004E0S0S0S01610.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000S0S1S1S05110.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.000ABCRIP路由协议学习邻居路由器路由信息的依据1、路由器无条件学习本路由器所没有路由信息2、当路由器同时从两个接口收到本路由器所

20、没有的的路由信息，学习路径开销最小的信息3、当路由器从另外一个接口收到已有的更新路由信息，只有当更新信息开销小于现有信息的开销，才进行学习更新4、当路由器从原接口收到已有的更新路由信息，即使比原开销大，也无条件学习第38页，共76页。RIP定义最大值为1510.1.0.010.2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E0X10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.0016E0S0S0S011610.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000S0S1S1S016110.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.000

21、16作为一种不可达的标记从路由自环产生的后果的角度来考虑问题，缺点是限制了网络的规模。ABC第39页，共76页。10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XXX10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.000E0S0S0S01210.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000S0S1S1E11210.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.000CBA水平分割第40页，共76页。当一条路径信息变为无效之后，路由器并不立即将它从路由表中删除，而是用16，即不可达的度量值将它广

22、播出去。缺点增加了路由表的大小。 毒性反转10.1.0.010.2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E0X10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00 1610.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.00010.2.0.0S0S1S1E1PossiblyDown210.1.0.010.4.0.010.3.0.000Subnet 10.4.0.0 metric 16ABC第41页，共76页。触发更新10.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Xsubnet 10.4.0.0, m

23、etric 1610.1.0.0subnet 10.4.0.0, metric 16subnet 10.4.0.0, metric 16ACB得知网络拓扑结构发生改变,不等待发送周期 ,立刻通告更新后全部的路由表第42页，共76页。Hold-down倒记时10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Xhold-down倒记时以后更新路由表ABC等待网络中其它路由器收敛,在该时间内不学习任何与该网络相关的路由信息(RIP缺省180秒),在倒记时其间继续向其它路由器发送毒化信息第43页，共76页。课程议题路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及

24、解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPF stub 区域第44页，共76页。OSPF协议简介OSPF路由协议：开放式最短路径优先协议(Open Shortest Path First )，是由IETF开发的路由选择协议。OSPF路由协议是一个链路状态协议，其使用最短路径优先算法（SPF）计算路由。同时，它是一个开发的协议。目前共有三个版本：OSPFv1 测试版本，仅在实验平台使用。OSPFv2 发行版本，目前使用的都是这个版本。OSPFv3 测试版本，提供对IPv6的路由支持。第45页，共76页。OSPF特点可适应大规模网络路由变化收敛速度快无路由自环支持变长子网掩

25、码VLSM支持等值路由支持区域划分提供路由分级管理支持验证支持以组播地址发送协议报文第46页，共76页。OSPF协议的一些基本概念OSPF开放式最短路径优先协议号OSPF的协议号是89。IP Header（Protocol # 89）OSPF Packet第47页，共76页。OSPF基本概念Router ID一个32bit的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，在整个自治系统内唯一首先，路由器选取它所有的loopback接口上数值最高的IP地址；如果路由器没有配置IP地址的loopback接口，那么路由器将选取它所有的物理接口上数值最高的IP地址；用作路由器ID的接口不一定非要运行OSPF协议。

26、第48页，共76页。OSPF基本概念链路状态通告（L S A）：L S A用来描述路由器的本地状态， L S A包括的信息有关于路由器接口的状态和所形成的邻接状态， L S A充满了网络。L S A所包含的信息靠域中的每一个路由器来发送，这些域形成了路由器的拓扑数据库。到达一个目的地的最短路径，可从这些信息中算出。费用（C o s t）：是一种标准，路由器用来比较各条路径到同一目的耗费。用低耗费的路径是最好的，O S P F根据带宽来计算使用一种链接的费用，带宽越宽、费用越低越好。第49页，共76页。EthernetFrame RelayPPPRTARTBRTDRTCRTERTFOSPF通过链

27、路状态描述网络的拓朴结构第50页，共76页。OSPF网络拓朴结构点到点网络（point-to-point）Ppp链路广播型网络（Broadcast）以太网、令牌环网和FDDI非广播多址（NBMA）网络X.25、帧中继、ATM点到多点网络（point-to-multipoint）是NBMA网络的一个特殊配置，可以被看作是一群点到点链路的集合。虚链路（Virtual links）第51页，共76页。OSPF协议邻居：它是一些共享同一网络的路由器，例如在一个以太网接口上的两个路由器称为邻居。邻接（ A d j a c e n c y）：O S P F在相邻路由器间建立邻接，使之能交换路由信息，在多路

28、访问网络中，每个路由器与指定的路由器形成邻接。、在点到点、点到多点网络中，邻居路由器会建立邻接关系。、在广播式和NBMA式网络中，所有路由器和指定路由器和备份指定路由器建立邻接关系。第52页，共76页。OSPF协议指定路由器（ D R）：它是用来降低邻接的数目，这些邻接形成于一些多路访问网络中，例如以太网、令牌环、帧中继。这些形成的邻接的数量降低大大降低拓扑数据库的规模，D R与多路访问网中的其它所有路由器形成邻接，这些路由器把它们的L S A发给D R，而D R的任务是把这些L S A发送到整个网络， D R中的思想是路由器都有一个发送信息的汇点，同时，每个路由器与网络中其它路由器交换信息。

29、备用指定路由器（ B D R）：它应用于一个多路访问网络中，它的任务中是在D R失效时，接管它。第53页，共76页。OSPF路由协议的形成过程、确定邻居关系、确定邻接关系、邻接关系间交互链路状态数据、链路状态数据泛洪、根据完整的链路状态数据库，使用SPF算法计算路由、形成路由表第54页，共76页。OSPF五种数据包类型HELLO报文 用来发现及维持邻居关系，选举DR、BDR。DD报文 用来描述本地LSDB的情况。LSR报文向对端请求本端没有或对端更新的LSA。LSU报文向对端路由器发送所需的LSA。LSAck报文收到LSU之后，进行确认。第55页，共76页。链路状态报文交互过程RT1RT2He

30、llo（DR=0.0.0.0，已知邻居0）Hello（DR=RT2，已知邻居RT1）DD（seq=x,i=1,M=0,MS=1）DD（seq=y,i=1,M=1,MS=1） DD（seq=y,i=0,M=1,MS=0） DD（seq=y+1,i=0,M=1,MS=1） DD（seq=y+1,i=0,M=1,MS=0） DD（seq=y+n,i=0,M=0,MS=1） DD（seq=y+n+1,i=0,M=0,MS=0）LS请求LS更新LS请求LS更新失效失效信息交互初始信息交互初始信息交换加载完全邻接完全邻接第56页，共76页。OSPF运行过程OSPF的运行过程： 1：每个运行OSPF的路由器

31、发送HELLO报文到所有启用OSPF的接口。如果在共享链路上两个路由器发送的HELLO报文内容一致，那么这两个路由器将形成邻居关系。 2：从这些邻居关系中，部分路由器形成邻接关系。邻接关系的建立由OSPF路由器交换HELLO报文和网络类型来决定。 3：形成邻接关系的每个路由器都宣告自己的所有链路状态。 4：每个路由器都接受邻居发送过来的LSA，记录在自己的链路数据库中，并将链路数据库的一份拷贝发送给其它的邻居。 5：通过在一个区域中泛洪，使得给区域中的所有路由器同步自己数据库。 6：当数据库同步之后，OSPF通过SPF算法，计算到目的地的最短路径，并形成一个以自己为根的无自环的最短路径树 7：

32、每个路由器根据这个最短路径树建立自己的路由转发表。第57页，共76页。OSPF协议计算路由过程LSDBLSA 的 RTALSA 的 RTBLSA 的RTCLSA 的RTD（二）每台路由器的链路状态数据库(一）网络的拓朴结构CABD123CABD123CABD123CABD123（四）每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树（三）由链路状态数据库得到的带权有向图CABD1235RTCRTD3215RTBRTA第58页，共76页。OSPF区域的划分Area2Area1Area0第59页，共76页。OSPF 术语外部路由域区域边界路由器ABR区域边界路由器ABR 自治域边界路由器ASBRArea

33、1Area 2Backbone Area 0区域内部路由器Internal Router 区域是根据路由器的端口进行划分的第60页，共76页。OSPF 术语-链路状态通告LSA1. 路由器链路（type=1）在一个区域中的每个路由器产生一个路由器L S A（第1类的L S A），这个通告描述了路由器接口到这个区域的状态和费用，所有到那个区域的路由器链接都会被描述成一个单独的路由L S A。这个路由器L S A只在这个单独的区域中扩散。2. 网络链路 (type=2)网络链路通告是第2类L S A，每个多路访问网络的D R都有不少于一个的附属路由器，它产生一个网络通告，这个通告描述了网中的所有附

34、属路由器，包括D R本身。3. 汇总链路 (type=3、type=4)汇总链路是第3类和第4类L S A，A B R产生汇总L S A，它描述了到一个单独目的路径，汇总L S A只在一个单独的区域中发布，并且所表述的目的在区域的外部，但它仍是同一个A S中的部分。主干里只发布区域内的路径。4. 外部链路 (type=5)A S B R产生一个外部的第5类L S A，它发布路由器知道的目标，它是A S外部。A S外部第5类L S A被用来发布到A S内的缺省路径第61页，共76页。课程议题路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟

35、链接OSPF stub 区域第62页，共76页。OSPF协议的配置1、创建loopback接口，定义ROUTE IDrouterA(config)#interface loopback 10routerA(config)#ip address 192.168.100.1 255.255.255.02、开启OSPF进程routerA(config)#router ospf 1010代表进程编号，只具有本地意义3、申请直连网段routerA(config-router)#network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0注意反掩码和区域号第63页，共76页。Area 0Area 1

36、Area 2第64页，共76页。课程议题路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPF stub 区域第65页，共76页。OSPF -虚拟链接虚拟链接的作用将一个区域通过非骨干区域连接到骨干区域通过非骨干区域加固骨干区域连通性使用规则必须在两个ABR之间配置虚拟链接穿越的区域，必须有完整路由信息STUB Area不能做过渡域第66页，共76页。虚拟链接举例Area 10Area 0Area 1虚拟链接ABRABR连接一个区域到骨干区域Area 0第67页，共76页。Area 1Area 0Area 2第68页，共76页。虚链路配置routeA(config-router)#area 1 virtual-link 172.16.2.1routeB(config-router)#area 1 virtual-link 192.168.2.1注:在指明IP 时必须是该路由器的Router ID第69页，共76页。课程议题路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPF