常见路由协议与标签转发

讲师ShengyiYu常见路由协议技术与标签转发ContentsIP地址的分类01静态路由022动态路由(RIP,OSPF,EIGRP,BGP)03距离矢量路由协议04链路状态路由协议05IGP与EGP06MPLS标签转发技术07IP报文解析08简单实验09总结10IP地址的分类3IP地址是InternetProtocol（国际互联网协议）的缩写，就是给每一个连接在Internet上的主机分配一个在全世界范围内唯一的32bit地址；就像用身份证号码来区分我们每个人一样，IP地址能区别网上的每一台计算机。IP地址由网络标识和主机标识组成。网络标识：确定主机所在的网络。主机标识：用于识别该网络中的主机。IP地址的分类4IP地址的分类5TCP/IP协议规定：IP地址是32位的二进制数。二进制11000000000010010001000000001100十进制192.9.16.12IP地址的转换6例1：（34）10=（？）2在这里需要借用数学中的短除法，即用十进制数除2取余法。342170282142221200001请注意：取余数时需要从下往上取。解得:（34）10=（100010）2=（00100010）2IP地址的分类7A类地址1.A类地址⑴A类地址第1字节为网络地址，其它3个字节为主机地址。另外第1个字节的最高位固定为0。⑵A类地址范围：到55。⑶A类地址中的私有地址和保留地址：①到55是私有地址（所谓的私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址）。②到55是保留地址，用做循环测试用的。IP地址的分类8B类地址2.B类地址⑴B类地址第1字节和第2字节为网络地址，其它2个字节为主机地址。另外第1个字节的前两位固定为10。⑵B类地址范围：到55。⑶B类地址的私有地址和保留地址①到55是私有地址②到55是保留地址。如果你的IP地址是自动获取IP地址，而你在网络上又没有找到可用的DHCP服务器，这时你将会从到55中临时获得一个IP地址。IP地址的分类9C类地址3.C类地址⑴C类地址第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址，第4个个字节为主机地址。另外第1个字节的前三位固定为110。⑵C类地址范围：到55。⑶C类地址中的私有地址：到55是私有地址。静态路由和动态路由10路由介绍：什么是路由：路由就是去往目的地的一条信息，它指明了去往目的地的方向要完成对数据包的传输，路由器必须知道并处理哪些信息：1、目的地址2、相邻路由器，并且能够从邻居处获得远程网络的信息3、到远程网络的所有可能的路径4、能计算出到达远程网络的最佳路径5、要能够维护并验证路由信息，在路径发生改变时，要能很快的知道什么是路由表：路由器使用一个路由表来保存去往目的地的路由信息，路由表中的信息描述了如何到达远程网络。静态路由和动态路由11路由器根据路由表的路由来进行数据包的转发，如果在路由表中找不到去往目的地的路由，数据包将会被丢弃。路由表的基本元素：1、目的地址2、去往目的地的下一跳地址（直连的邻居地址）3、出接口4、管理距离5、metric值描述了去往目的地的路线的好坏路由分两类：1、静态路由--手工配置的路由2、动态路由--由动态路由协议学习到的路由还有一种默认路由，是路由的一种特殊形式，它指明了如果在路由表内找不到去往目的地的路由时，可以将数据从哪个方向转发出去。配置静态路由12配置静态路由：路由表中默认只有直连路由iproutes0配置一条静态路由，也可以用下一跳iproute可以在存根网络上只配置默认路由：存根网络是指与外界只有一个输出连接的网络。iproutes0ipclassless如果想使用默认路由，就必须打上这一命令，否则数据包会被丢弃。现已是默认配置。配置动态路由13例子：＜OSPF＞R1(config)#routerospf110注意：进程号是cisco的私有技术,十进制或点分十进制表示都可R1(config-router)#network55area0(正/反掩码皆可）R1(config-router)#networkarea0R1#showipprotocolsR1#showipospf可查看router-id,进程号,域的数量R1#showipospfinterfaceR1#showipospfinterfacebriefR1#showipospfneighbor查看邻居信息查看Router-idnetwork55area不同进程号不同AreaHello/DeadIntervals距离矢量路由协议与链路状态路由协议14从工作原理分为：1、距离矢量协议例如：RIP距离矢量协议通过判断距离查找到达远程网络的最佳路径。数据包每通过一个路由器，称为一跳。使用最少跳数到达目的网络的路由被认为是最佳路由。距离矢量路由协议发送完整的路由表到相邻的路由器，一个传一个，所以被戏称为传言路由。BGP实际上也是一种距离矢量路由协议。2、链路状态协议例如：OSPF3、混合型协议例如：EIGRP（采用DUAL算法，主要查看带宽、延迟、负载、可靠性、MTU这5个参数）还可分为：1、有类协议RIP-V1、IGRP通告时不带掩码，在主类边界自动汇总，不以手工汇总2、无类协议RIP-V2、EIGRP、OSPFIGP与EGP15IGP：主要包括静态路由、RIP、OSPF、ISIS、EIGRP内部网关路由协议。EGP：主要包括IBGP和EBGP。·BGP属于EGP，是高级DV协议，也被称为路径矢量协议，基于TCP179端口。·现在使用版本BGP4。建立TCP连接后，第一次做完整更新，以后就只增量更新、触发更新。·BGP的目地是提供一种域间路由选择系统，确保自主系统能够无环路的交换路由选择信息。BGP路由器交换有关前往目标网络的路径的信息。·AutonomousSystems：运行同一种选路策略，由统一管理者管理。RFC对AS的定义：一组被统一管理的路由器，它们使用相同的内部网关协议和统一的度量值在AS内部路由分组，并使用外部网关协议将分组路由到其他AS。取值范围：1-655351－64511（公有）64512－65535（私有）电信AS号：4134网通AS号：9929B一个好的网站，可以了解到关于AS号的一些信息Telnet这一地址可以看到公网上的路由条目数<>标签转发技术16MultiProtocollabelswitching多协议标签交换Multi-Protocol：支持多种三层协议，如IP、IPv6、IPX等LabelSwitching：给报文打上标签，以标签交换取代IP转发MPLS报文支持多层标签的嵌套和转发平面面向连接的特性，在MPLSL3/L2VPN（VirtualPrivateNetwork）、MPLSQOS（QualityofService）、MPLSTE（TrafficEngineering）等方面有广泛的应用。MPLS位于TCP/IP协议栈中的链路层和网络层之间，MPLS以标签交换替代IP转发。标签是一个短而定长的、只具有本地意义的连接标识符，标签封装在链路层和网络层之间。与传统IP路由方式相比，它在数据转发时，只在网络边缘分析IP报文头，而不用在每一跳都分析IP报文头，节约了处理时间。MPLS并不是一种业务或者应用，它实际上是一种隧道技术。这种技术不仅支持多种高层协议与业务，而且在一定程度上可以保证信息传输的安全性。MPLS报文17MPLS报文结构LabelExpSTTL019222331MPLS标签在封装中的位置，可认为是2.5层的协议L2HeaderL3HeaderL3PayloadLabelLabel：20比特，标签值域。标签值0－15预留，有特殊用途。其他值可自由使用。Exp：3比特，用于扩展。现在通常用做CoS（ClassofService），其作用与Ethernet802.1p的作用类似。S：1比特，栈底标识。MPLS支持多层标签，即标签嵌套。S值为1时表明为最底层标签。TTL：8比特，和IP分组中的TTL（TimeToLive）意义相同。标签封装在链路层和网络层之间。这样，标签能够被任意的链路层所支持。MPLS基本概念——标签栈18标签栈L2HeaderL2HeaderL2PayloadLSPLabelPWLabelL2VPNLabelStackL2HeaderL3HeaderL3PayloadLSPLabelL3VPNLabelL3VPNLabelStack标签栈（Labelstack）是指标签的排序集合。MPLS报文支持同时携带多个标签，靠近二层首部的标签称为栈顶标签或外层标签；靠近IP首部的标签称为栈底标签，或内层标签。理论上，MPLS标签可以无限嵌套。标签栈按后进先出（LastInFirstOut）方式组织标签，从栈顶开始处理标签。MPLS标签嵌套有着非常广泛的应用，比如在PTN的PWE3技术中，就用到了两层标签，外层标签标识Tunnel，内层标签用来标识PW。19标签控制模式：independentcontrol(独立控制)--LSR出现FEC，立即与Label关联，不等待下游的LSR的Label,以最快速度建立LSP。orderedcontrol（有序控制）--上游LSR要等待下游LSR的Label，才能建立LSP。标签分配模式：downstream-on-demand（自主分发）:上游LSR通过Lablerequest向下游的LSR请求Labelunsoliciteddownstream（按需分发）:下游LSR自动将Label通知给邻居标签保留方式：LiberalRetention（自由保留）：LSR会保留所有LSR分配的LabelConseviativeRetention（保守保留）：LSR只保留下游LSR(最优的)分配的LabelMPLS的两种模式：帧方式的MPLS使用"独立控制/自主分发/自由保留",帧模式中一个标签32bit。ATM（信元模式）的MPLS使用"有序控制/按需分发/保守保留"对标签的处理有三种方法：1、POP弹出2、PUSH压入3、SWAP交换标签untagged表示弹出所有标签MPLS基本概念——标签栈20MPLS基本概念——标签栈rouer(config)#ipcefrouer(config)#ints0/0rouer(config-if)#mplsip在接口下启用MPLSrouer(config)#mplslabelprotocol强制起用LDP(国际标准)rouer(config)#mplslabelrange200299指定路由器分配标签的范围rouer(config)#mplslabelrouter-idlo0rouer(config-if)#mplsldpdiscoverytransport-addressinterface以我本接口的地址和对方建邻居showmplsinterfacesshowtag-switchingtdpneighbor原来在TDP中使用的命令showmplsldpneighbor注意这个命令和上面的命令都是通用的，建议用下面这条,LIB(TIB)这里的TIB是cisco自已的叫法，其实就是LIBshowmplsldpbindingsPHP:倒数第二跳弹出一个优化技术在倒数第二跳就不再打标签，直接发给最后一个路由器，省得它再去查标签，去标签最后一个路由器会发一个值为3（保留）的标签给自已的邻居，就是POP的意思注意这个倒数第二跳是一个绝对的概念实际上PHP就是---路由器对自已的直连路由，会向自已的邻居发送一个POP标签。21协议报文分析22协议报文分析版本:占4位,指IP协议的版本目前的IP协议版本号为4(即IPv4)首部长度:占4位,可表示的最大数值是15个单位(一个单位为4字节)因此IP的首部长度的最大值是60字节区分服务:占8位,用来获得更好的服务,在旧标准中叫做服务类型,但实际上一直未被使用过.1998年这个字段改名为区分服务.只有在使用区分服务(DiffServ)时,这个字段才起作用.一般的情况下都不使用这个字段总长度:占16位,指首部和数据之和的长度,单位为字节,因此数据报的最大长度为65535字节.总长度必须不超过最大传送单元MTU标识:占16位,它是一个计数器,用来产生数据报的标识标志(flag):占3位,目前只有前两位有意义•MF：标志字段的最低位是MF(MoreFra