第九章 路由协议配置

第9章路由协议配置本章概述教学目的：

通过本章教学，使学生掌握静态路由、距离矢量和链路状态路由的工作原理和配置方法。了解距离矢量路由环路的形成原因和解决方法。本章重点：

静态路由、距离矢量路由和链路状态路由的配置。本章难点：

距离矢量路由环路的形成原因及解决方法。9.1路由概述9.1.1路由的概念

要进行路由，路由器要知道以下信息：

(1)目的地址：目的网络号

(2)信息源：下一跳IP地址

(3)可能的路由

(4)最佳路由：Metric(5)路由信息的维护与确认：收敛时间172.16.1.010.120.2.09.1路由概述9.1.1路由的概念

路由器必须知道没有直接连接的目标地址Network

ProtocolDestination

NetworkConnected

Learned

10.120.2.0

172.16.1.0

ExitInterfaceE0

S0RoutedProtocol:IP

172.16.1.010.120.2.0E0S09.1路由概述9.1.2路由的分类

1.从使用的范围分

(1)内部网关协议(IGP)

内部网关协议：InteriorGatewayProtocols,在同一自治系统内交换路由选择信息。

(2)外部网关协议(EGP)

外部网关协议：ExteriorGatewayProtocols,在不同自治系统间交换信息。

注：自治系统，是一个公共管理域下的网络集合，它由因特网编号管理局IANA分配。9.1路由概述9.1.2路由的分类

AutonomousSystem100AutonomousSystem200IGPs:RIP,IGRPEGPs:BGP9.1路由概述9.1.2路由的分类

2.从更新方式分

(1)静态路由由网络管理员手工建立。一旦网络拓扑结构发生变化，管理员必须手工修改路由条目，路由器不会自动学习。

(2)动态路由一旦配置了动态路由，路由器可以自动匹配路由，并根据外部变化而变化。9.1路由概述9.1.3路由协议和被路由协议

路由协议：是在两个路由器之间选择路由和维护路由表的协议。被路由协议：被路由协议所能路由的协议。Network

ProtocolDestination

NetworkConnected

RIP

IGRP

10.120.2.0

172.16.2.0

172.17.3.0ExitInterfaceE0

S0

S1RoutedProtocol:IP

Routingprotocol:RIP,IGRP172.17.3.0172.16.2.010.120.2.0E0S09.2静态路由9.2.1静态路由

Router(config)#iproutenetwork[mask]{address|interface}[distance][permanent]

静态路由要进行双向配置172.16.2.1SO172.16.1.0B172.16.2.2NetworkABStubNetwork9.2静态路由9.2.1静态路由

StubNetworkiproute172.16.1.0255.255.255.0172.16.2.1

172.16.2.1SO172.16.1.0B172.16.2.2NetworkAB10.0.0.09.2静态路由9.2.1静态路由

StubNetworkiproute10.0.0.0255.255.255.0172.16.2.2

172.16.2.1SO172.16.1.0B172.16.2.2NetworkAB10.0.0.09.2静态路由9.2.2默认路由

默认路由是静态路由的特殊形式。用于不知道对方网络详情的情况下所采用的一种路由策略。StubNetworkiproute0.0.0.00.0.0.0172.16.2.2

172.16.2.1SO172.16.1.0B172.16.2.2AB9.3动态路由9.3.1动态路由分类

矩离矢量路由混合路由链路状态路由CBADCDBA9.3动态路由9.3.2管理距离和度量值

1.管理距离管理距离是用于在不同路由协议之间进行选择的协议。具有较低管理距离的路由选择协议会有较高的使用的可能性。IGRP

AdministrativeDistance=100RouterDRouterBRouterARouterCRIP

AdministrativeDistance=120E我想发送一个数据包给E，B和C都可以到达E，哪个路径更好呢？9.3动态路由9.3.2管理距离和度量值

默认的管理距离值：直接连接的端口：0

静态路由地址：1EIGRP：90IGRP：100OSPF：110RIP：120

外部的EIGRP：170

未知的/不可信的：2559.3动态路由9.3.2管理距离和度量值

2.度量值度量值是衡量在同一路由协议不同路径之间优劣的一种参数。不同路由的计算机方法不一样。常见作为度量值的因素有跳数、计时点(数据链路层延迟)、开销(带宽、费用等，由网管指定)、带宽、延迟、负载、可靠性、MTU。

RIP只用跳数作为度量值的依据。

IGRP可用带宽、延迟、可靠性以及MTU用为度量值的因素。默认情况下只考虑带宽和延迟。9.3动态路由9.3.3距离矢量路由

1.路由表的形成初始状态如图所示。ABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0RoutingTable10.2.0.010.3.0.0

00S0S1RoutingTable10.3.0.0S0010.4.0.0E00RoutingTable10.1.0.010.2.0.0

E0S0

009.3动态路由9.3.3距离矢量路由

1.路由表的形成ABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0RoutingTable10.1.0.010.2.0.010.3.0.0RoutingTable10.2.0.010.3.0.010.4.0.010.1.0.00011S0S1S1S0RoutingTable10.3.0.0S0010.4.0.0E0010.2.0.0S0

1E0S0S01009.3动态路由9.3.3距离矢量路由

1.路由表的形成ABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0RoutingTable10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0RoutingTable10.2.0.010.3.0.010.4.0.010.1.0.00011S0S1S1S0RoutingTable10.3.0.0S0010.4.0.0E0010.2.0.0S010.1.0.0S012E0S0S0S012009.3动态路由9.3.3距离矢量路由

2.路由回路的形成原因ABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0RoutingTable10.3.0.0S0E0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.000RoutingTable10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.000RoutingTable10.2.0.0S0S1S1S01110.1.0.010.4.0.010.3.0.0009.3动态路由9.3.3距离矢量路由

2.路由回路的形成原因ABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRoutingTable10.3.0.0S0E0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00DownRoutingTable10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.000RoutingTable10.2.0.0S0S1S1S01110.1.0.010.4.0.010.3.0.0009.3动态路由9.3.3距离矢量路由

2.路由回路的形成原因ABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRoutingTable10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.002RoutingTable10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.000RoutingTable10.2.0.0S0S1S1S11110.1.0.010.4.0.010.3.0.0009.3动态路由9.3.3距离矢量路由

2.路由回路的形成原因ABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRoutingTableS0S0S0S01210.3.0.010.1.0.010.2.0.010.4.0.002RoutingTableE0S0S0S01410.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000RoutingTableS0S1S1S03110.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.0009.3动态路由9.3.3距离矢量路由

2.路由回路的形成原因ABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRoutingTable10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.004RoutingTableE0S0S0S01610.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000RoutingTableS0S1S1S05110.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.0009.3动态路由9.3.3距离矢量路由

3.路由回路的解决方法(1)设置最大度量值ABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRoutingTable10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.0016RoutingTableE0S0S0S011610.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000RoutingTableS0S1S1S016110.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.0009.3动态路由9.3.3距离矢量路由

3.路由回路的解决方法(2)设置水平分割ABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XXXRoutingTable10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.000RoutingTableE0S0S0S01210.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000RoutingTableS0S1S1E11210.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.0009.3动态路由9.3.3距离矢量路由

3.路由回路的解决方法(3)使用毒化路由ABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRoutingTable10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00InfinityRoutingTable10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.000RoutingTable10.2.0.0S0S1S1E11210.1.0.010.4.0.010.3.0.0009.3动态路由9.3.3距离矢量路由

3.路由回路的解决方法(3)使用毒化路由ABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRoutingTable10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00InfinityRoutingTable10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.000RoutingTable10.2.0.0S0S1S1E1Possibly

Down210.1.0.010.4.0.010.3.0.000Poison

Reverse9.3动态路由9.3.3距离矢量路由

3.路由回路的解决方法(4)使用沉默计时器Network10.4.0.0isdownthenbackupthenbackdownUpdateafterhold-downTimeNetwork10.4.0.0isunreachableABC10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XUpdateafterhold-downTime9.3动态路由9.3.3距离矢量路由

3.路由回路的解决方法(4)使用触发更新ABC10.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XNetwork10.4.0.0isunreachableNetwork10.4.0.0isunreachableNetwork10.4.0.0isunreachable10.1.0.09.3动态路由9.3.4距离矢量路由的配置

1.启动路由协议2.宣告与之直接连的网络注意：(1)RIP有V1和V2两个版本。V1版本只支持主类网络，而V2支持可变化子网掩码。Router(config)#routerripRouter(config-router)#networknetwork-number9.4链路状态路由协议9.4.1概述

1.概念放式最短路径优先协议(OpenShortestPathFirst)，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）计算在每个区域中到所有目的的最短路径，当一个路由器首先开始工作，或者任一个路由变化发生时，这个配置给OSFP的路由器将LSA扩散到同一级区域内所有路由器，这些LSA包含有这个路由器的连接状态和它与邻居路由器联系的信息，从这些LSA的收集中形成了链路状态数据库，在这个区域中的所有路由器都有一个特定的数据库来描述这个区域的拓扑结构。

9.4链路状态路由协议9.4.1概述

1.概念

Diskjtra算法是OSPF的核心，一旦路由器收到所有的链路状态通告，路由器就利用Diskjtra算法来计算在这个区域中到每一个目的地的最短路径。每一个路由器都会以自己为根生成一个对区域中的网络拓扑结构的完整观察。目前共有三个版本：OSPFv1、OSPFv2、OSPFv3。

9.4链路状态路由协议9.4.1概述

2.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9.4链路状态路由协议9.4.2OSPF术语

1.自治系统(AS)

它包括一个单独的管理实体下所控制的一组路由器。2.链路状态通告(LSA)LSA用来描述路由器的本地状态，LSA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。LSA充满网络。LSA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。3.区域一个区域是指一个路由器的集合，它有一个一样的拓扑数据库，OSFP用区域把一个AS分成多个链路状态域。因为一个区域的拓扑结构对另一个区域是不可见的，一个区域不会扩散，这样可降低AS中的路由流量。9.4链路状态路由协议9.4.2OSPF术语

4.主干区域指的是区域0，如果配置了多个区域，其中一个区域必须配置为区域0，主干是所有区域的核心，如果一个区域没有与主干直接的物理连接，这必须建立一个虚连接。所有的区域向主干区域输入路由信息，并且主干也将路由信息传播回每个区域。9.4链路状态路由协议9.4.2OSPF术语

5.代价(COST)

是一种标准，路由器用来比较各条路径到同一目的耗费。OSPF根据带宽计算使用一种连接的代价。6.路由标识(RouterID)

是一个32位数字，它被赋给OSFP使得每个路由器能够被用来独一无二地识别AS中的路由器，在启动时刻计算的路由器标识是路由器中的最高回送地址，如果没有配置回送接口，将使用最高的IP地址。7.邻接(Adjacency)OSPF在相邻路由器间建立邻接，使之能交换路由信息，在多路访问网络中，每个路由器与指定的路由器形成邻接。9.4链路状态路由协议9.4.2OSPF术语

8.指定路由器(DR)

它用来降低邻接的数目，这些邻接形成于一些多路访问的网络中。是其它路由器的汇聚点。其它路由器将它们的LSA发给DR。9.备份指定路由器(BDR)

在DR失效时，接管DR的工作。10.区域间路径(Inter-AreaRoute)

产生于一个非本地区域中的路径。11.区域内路径(Intra-AreaRoute)

它是一个区域内的路径。12.泛洪(Flooding)

是一种在路由器间分发LSA的技术。9.4链路状态路由协议9.4.3OSPF中路由器的种类

9.4链路状态路由协议9.4.3OSPF中路由器的种类

1.内部路由器：当一个OSPF路由器上所有直联的链路都处于同一个区域时，称这种路由器为内部路由器。

2.区域边界路由器：当一个路由器与多个区域相连时，称之为区域边界路由器。区域边界路由器运行与其相连的所有区域定义的OSPF运算法则，具有相连的每一个区域的网络结构数据，并且了解如何将该区域的链路状态信息广播至骨干区域，再由骨干区域转发至其余区域。

3.AS边界路由器：AS边界路由器是与AS外部的路由器互相交换路由信息的OSPF路由器，该路由器在AS内部广播其所得到的AS外部路由信息；这样AS内部的所有路由器都知道至AS边界路由器的路由信息。

4.指定路由器—DR

5.指定备用路由器--BDR

9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

1.OSPF报文(1)Versionnumber(2)Type：定义OSPF数据包类型，OSPF数据包共有五种：数值从1到5，分别对应Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文和LSAck报文。Hello；DatabaseDescription；Linkstaterequest；Linkstateupdate；

Linkstateacknowledgment；

9.4链路状态路由协议9.4.2OSFP报文格式

1.OSPF报文(3)Packetlength

(4)RouterID：用于描述数据包的源地址，以IP地址表示,始发该LSA的路由器的ID

(5)AreaID：用于区分OSPF数据包属于的区域号，所有的OSPF数据包都属于一个特定的OSPF区域

(6)Checksum：校验，用于标记数据包传递时有无误码；

(7)Authenticationtype：定义OSPF验证类型,验证类型。可分为不验证、简单（明文）口令验证和MD5验证，其值分别为0、1、2。

9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

1.OSPF报文(8)Authentication：包含OSPF验证信息，长为8个字节,其数值根据验证类型而定。当验证类型为0时未作定义，为1时此字段为密码信息，类型为2时此字段包括KeyID、MD5验证数据长度和序列号的信息。MD5验证数据添加在OSPF报文后面，不包含在Authenticaiton字段中。9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

2.Hello报文用于建立和维护相邻的两个OSPF路由器的关系，该数据包是周期性地发送的,以及DR/BDR的选举，内容包括一些定时器的数值、DR、BDR以及自己已知的邻居。9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

2.Hello报文(1)NetworkMask：发送Hello报文的接口所在网络的掩码，如果相邻两台路由器的网络掩码不同，则不能建立邻居关系。

(2)HelloInterval：发送Hello报文的时间间隔。如果相邻两台路由器的Hello间隔时间不同，则不能建立邻居关系。

(3)Rtr

Pri：路由器优先级。如果设置为0，则该路由器接口不能成为DR/BDR。

(4)RouterDeadInterval：失效时间。如果在此时间内未收到邻居发来的Hello报文，则认为邻居失效。如果相邻两台路由器的失效时间不同，则不能建立邻居关系。

9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

2.Hello报文(5)DesignatedRouter：指定路由器的接口的IP地址。

(6)BackupDesignatedRouter：备份指定路由器的接口的IP地址。

(7)Neighbor：邻居路由器的RouterID。9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

3.DD报文两台路由器进行数据库同步时，用DD报文来描述自己的LSDB，内容包括LSDB中每一条LSA的Header（LSA的Header可以唯一标识一条LSA）。LSAHeader只占一条LSA的整个数据量的一小部分，这样可以减少路由器之间的协议报文流量，对端路由器根据LSAHeader就可以判断出是否已有这条LSA。

9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

3.DD报文(1)InterfaceMTU：在不分片的情况下，此接口最大可发出的IP报文长度。

(2)I（Initial）：当发送连续多个DD报文时，如果这是第一个DD报文，则置为1，否则置为0。

9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

3.DD报文(3)M（More）：当连续发送多个DD报文时，如果这是最后一个DD报文，则置为0。否则置为1，表示后面还有其他的DD报文。

(4)MS（Master/Slave）：当两台OSPF路由器交换DD报文时，首先需要确定双方的主（Master）从（Slave）关系，RouterID大的一方会成为Master。当值为1时表示发送方为Master。

(5)DDSequenceNumber：DD报文序列号，由Master方规定起始序列号，每发送一个DD报文序列号加1，Slave方使用Master的序列号作为确认。主从双方利用序列号来保证DD报文传输的可靠性和完整性。9.4链路状态路由协议9.4.2OSFP报文格式

4.LSR报文两台路由器互相交换过DD报文之后，知道对端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB所缺少的，这时需要发送LSR报文向对方请求所需的LSA。内容包括所需要的LSA的摘要。9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

4.LSR报文(1)LStype：LSA的类型号。例如Type1表示RouterLSA。类型1：称为路由器链路信息数据包（RouterLink），所有的OSPF路由器都会产生这种数据包，用于描述路由器上联接到某一个区域的链路或是某一端口的状态信息。路由器链路信息数据包只会在某一个特定的区域内广播，而不会广播至其它的区域。在类型1的链路数据包中，OSPF路由器通过对数据包中某些特定数据位的设定，告诉其余的路由器自身是一个区域边界路由器或是一个AS边界路由器。并且，类型1的链路状态数据包在描述其所联接的链路时，会根据各链路所联接的网络类型对各链路打上链路标识，LinkID。

9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

4.LSR报文(1)LStype：LSA的类型号。例如Type1表示RouterLSA。类型2：又被称为网络链路信息数据包（NetworkLink）。网络链路信息数据包是由指定路由器产生的，在一个广播性的、多点接入的网络中，这种链路状态数据包用来描述该网段上所联接的所有路由器的状态信息。类型2的链路信息只会在包含DR所处的广播性网络的区域中广播，不会广播至其余的OSPF路由区域。

类型3和类型4：类型3和类型4的链路状态广播在OSPF路由协议中又称为总结链路信息数据包（SummaryLink），该链路状态广播是由区域边界路由器或AS边界路由器产生的。SummaryLink描述的是到某一个区域外部的路由信息，这一个目的地地址必须是同一个AS中。9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

4.LSR报文(1)LStype：LSA的类型号。例如Type1表示RouterLSA。SummaryLink也只会在某一个特定的区域内广播。类型3与类型4两种总结性链路信息的区别在于，类型3是由区域边界路由器产生的，用于描述到同一个AS中不同区域之间的链路状态；而类型4是由AS边界路由器产生的，用于描述不同AS的链路状态信息。

类型5：类型5的链路状态广播称为AS外部链路状态信息数据包。类型5的链路数据包是由AS边界路由器产生的，用于描述到AS外的目的地的路由信息，该数据包会在AS中除残域以外的所有区域中广播。一般来说，这种链路状态信息描述的是到AS外部某一特定网络的路由信息，在这种情况下，类型5的链路状枋数据包的链路标识采用的是目的地9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

4.LSR报文(1)LStype：LSA的类型号。例如Type1表示RouterLSA。络的IP地址；在某些情况下，AS边界路由器可以对AS内部广播默认路由信息，在这时，类型5的链路广播数据包的链路标识采用的是默认网络号码0.0.0.0。

(2)LinkStateID：链路状态标识，根据LSA的类型而定。

(3)AdvertisingRouter：产生此LSA的路由器的RouterID。

9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

5.LSU报文

LSU报文用来向对端路由器发送所需要的LSA，内容是多条LSA（全部内容）的集合。

9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

5.LSU报文

(1)NumberofLSAs：该报文包含的LSA的数量。

(2)LSAs：该报文包含的所有LSA。9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

6.LSAck报文

LinkStateAcknowledgmentPacketLSAHeaders：该报文包含的LSA头部。

LSAck报文用来对接收到的LSU报文进行确认，内容是需要确认的LSA的Header。一个LSAck报文可对多个LSA进行确认。

LSAHeaders：该报文包含的LSA头部。9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

7.LSA头格式

(1)LSage：LSA产生后所经过的时间，以秒为单位。LSA在本路由器的链路状态数据库（LSDB）中会随时间老化（每秒钟加1），但在网络的传输过程中却不会。

(2)LStype：LSA的类型。

(3)LinkStateID：具体数值根据LSA的类型而定。

(4)AdvertisingRouter：始发LSA的路由器的ID。

9.4链路状态路由协议9.4.4OSFP报文格式

7.LSA头格式

(5)LSsequencenumber：LSA的序列号，其他路由器根据这个值可以判断哪个LSA是最新的。

(6)LSchecksum：除了LSage字段外，关于LSA的全部信息的校验和。

(7)length：LSA的总长度，包括LSA