IP路由教学课件

CiscoSTITEMS

illhi*..iiilIlh

本章目标

通过本章的学习，您应该掌握以下内容：

工.什么是路由

2.路由的分类

3.距离矢量路由协议

4.酉己置R工P(RoutingInformationProtocol)

5.酉己置工GRP(InteriorGatewayRouting

Protocol)

6.查看工P路由配置

路由协议的基本概念与原理

路由根本问题是要解决什么？

数据转发的路径■＞路由表(showiproute)

源地址：信息包所在的源地址；

目的地址：信息包所要达到的目的地址；

路由：所有可能的路径；

路由选择：选择最佳路径；并维护路由表，通过协议进行路

由更新。

路由器只知道与其直接相连的网络或子网

1•什么是路由

要实现路由，路由器必须知道:

1.目的地址

2.能够用来学习目的地址的邻居路由器

3.所有可能到达目的地址的路径

4.到达目的地址的最佳路径

5.怎样维护和检查路由信息

路由过程

LAN到LAN之间的路由选择：网络层数据包始终不变，但数

据链路层的帧封装格式、源和目的MAC地址会根据需要自动

改变。

2,路由的分类

1.静态路由：由管理员手工配置的到达目的地址的

路由

2.默认路由（缺省路由）：系统管理员手工配置的

一种特殊的静态路由，可以让所有找不到匹配路

由的数据包转发的路由

3.动态路由：由路由协议传递的，使路由器可以动

态学习、并能根据网络拓扑结构变化动态更新的

路由

路由协议和可路由协议

1.路由协议：路由器用来动态发现所有网段并

确保所有路由器都保持同样路由表的协议。

如：RIP>工GRP、EIGRP>OSPFo

2.可路由协议：能够通过已建立的路径来传递

用户数据的协议。如：工P、IPXo

2.1静态路由的优点和缺点

1.路由器CPU占用量小

2.路由器间的带宽占用量小

3.网络安全性高

1.管理员必须完全了解网络并配置正确

2.每条路由信息都必须手动建立

3.在大型网络中维护静态路由需要大量的时

间

静态路由的应用场合:

一个小型到中型的网络，而且没有或只有较

小的扩充计划时。

静态路由要手工输入，手工管理；管理开销

对于动态路由来说是一个很小的负担。

静态路由的优点：带宽优良，安全性好。

2.1静态路由的配置(Cisco)

Router(config)#iproutenetwork[mask]

{address|interface}[distance][permanent]

指定一条可以到达目标网络的路径

ADestination-network一目标网络或子网

Amask—子网掩码

>Next-hop-address一下——跳路由器的工P地址

>interface—至ll达目标网络的接口名称

ADistance一管理距离，用于确定该路由信息的可信程度

APermanent—即使接口down掉了，该路由不消失

2.1静态路由的例子

StubNetwork

iproute172.16.1.0255.255.255.0172.16.2.1

2.2缺省路由

StubNetwork

iproute0.0.0.00.0.0.0172.16.2.2

2.3动态路由

路由协议：路由算法完成路由选择，传递信息

,学习路由，更新路由表。

路由协议的类型：

内部网关协议（IGP）；包括RIP,IGRP,OSPF,EIGRP,

IS-IS,等协议；

边界网关协议（BGP）

BGP是一种域间路由选择协议也称为EGP（外部网关协议）

路由选择协议

在IGP中，RIP是个广泛使用的协议。

RIP也称距离矢量协议，使用跳数(hop)作为

其衡量单位，最大为15跳，16便无法到达。

IGRP是CISCO专用的路由协议，可以服务于

大型互连网络，不受15跳的限制(默认100

跳，最大支持255跳)

自治系统(AutonomousSystem)

自治系统100自治系统200

自治系统：使用相同的路由策略的路由器的集合

工GP在一个自治系统内运行

EGP连接不同的自治系统

管理距离

(AdministrativeDistances)

度量值（Metric）

i.管理距离越小表明路径的优先级越高，路由器

会选择管理距离小路径加入路由表。

2.在管理距离相同时，使用度量值来衡量路径的

优劣。

3.如果两者完全相同，则两条路径一起用来实现

负载均衡。

Cisco管理距离（AD）

路由协议Cisco默认管理距离

Direct0

Staticroute1

E工GRP汇总路由5

外部BGP20

EIGRP90

IGRP100

OSPF110

IS-IS115

RIP120

EGP140

ExternalEIGRP170

内部BGP200

路由的选择原则

问题：

如果到达同一目标在不同的路由协议中都有相

关路由条目，并且在同一路由协议内部也有相关的路

由条目时如何进行路由选择的？

答：

不同的路由协议的路由条目的选择由管理距离

AD的大小来进行的.

相同路由协议内部的路由条目的选择根据

Metric值进行的.

如果Metric值一致就根据子网掩码的长度来进

行精确匹配.

3.距离矢量路由协议

距离矢量算法运用矢量叠加的方式来获取和计算路

由信息o(RIP和IGRP)

距离矢量路由协议的特点

1.距离矢量路由协议在相邻路由器之间进行路由信息的传递

2.路由器周期性地把自己的路由表(routingtable)传送

给邻居路由器(neighborrouters)。

3.路由器根据从邻居那里得到的路由信息更新自己的路由表

，并将更新后的路由表再传给自己的邻居，直到所有的路

由器对网络结构有一致性的认识(收敛)

4.实现和管理都比较简单

5.收敛速度比较慢。周期性更新的数据量大，消耗的带宽多

6.为避免路由环路必须采取某些措施

收敛convergence

i.同一网络中的每个路由器对整个网络拓扑结构

有一致的认识这样一种状态称为收敛

2.如果网络满足上述条件，即所有路由器都处于

收敛状态，就称网络已经收敛。快速收敛是网

络所期望的

3.当网络结构发生变化到收敛状态所需的时间称

为收敛时间。收敛时间是衡量路由协议好坏的

一个重要指标

路由回环

RoutingTableRoutingTableRoutingTable

10.1.0.0E0010.1.0.0SO110.1.0.0SO2

10.2.0.0SO010.2.0.0SO010.2.0.0SO1

10.3.0.0SO110.3.0.0S1010.3.0.0SO0

10.4.0.0SO210.4.0.0S1110.4.0.0E00

每一个节点管理着与之相连的所有网络

路由回环

RoutingTableRoutingTableRoutingTable

10.1.0.0E0010.1.0.0SO110.1.0.0SO2

10.2.0.0SO010.2.0.0SO010.2.0.0SO1

10.3.0.0SO110.3.0.0S1010.3.0.0SO0

10.4.0.0SO210.4.0.0S1110.4.0.0E0down

上图中，RC的E0口发生故障，10.4.0.0网络成为不可

达，但是RA还没有收到RB路由更新通知，仍然以为可以

通过RB到达10.400网络，RB也没有收到RA的路由更

新，也以为自己可以到达1040.0网络

路由回环

RoutingTableRoutingTableRoutingTable

10.1.0.0E0010.1.0.0SO110.1.0.0SO2

10.2.0.0SO010.2.0.0SO010.2.0.0SO1

10.3.0.0SO110.3.0.0S1010.3.0.0SO0

10.4.0.0SO210.4.0.0S1110.4.0.0E02

若此时RC路由更新的时间还没有到，而RB首先到了更

新时间，RC就知道了10.4.0.0网络是可达的，并且需

要2跳。

路由回环

RoutingTableRoutingTableRoutingTable

10.1.0.0E0010.1.0.0SO110.1.0.0SO2

10.2.0.0SO010.2.0.0SO010.2.0.0SO1

10.3.0.0SO110.3.0.0S1010.3.0.0SO0

10.4.0.0SO210.4.0.0S1310.4.0.0E02

现在到了RC通告路由信息时间，路由更新中包含那条错

误的路由条目，RB不假思索的接收了这条错误信息，并

把跳数修改为3跳。（因为这条信息最初就是RC告诉的）

路由回环

RoutingTableRoutingTableRoutingTable

10.1.0.0E0010.1.0.0SO110.1.0.0SO2

10.2.0.0SO010.2.0.0SO010.2.0.0SO1

10.3.0.0SO110.3.0.0S1010.3.0.0SO0

10.4.0.0SO210.4.0.0S1410.4.0.0E02

现在终于轮到RA通告了，RA通过路由更新将情况通知

了RB,RB又错误的将去往10.4.0.0网络的度量值（跳

数）修改为4

无限计数

RoutingTableRoutingTableRoutingTable

10.1.0.0E0010.2.0.0SO010.3.0.0SO0

10.2.0.0SO010.3.0.0S1010.4.0.0SO4

10.3.0.0SO110.4.0.0S1510.2.0.0SO1

10.4.0.0SO410.1.0.0SO110.1.0.0SO2

10.4.0.0网络的数据将在路由器A,B,和C之间循环

10.4.0.0网络的跳数将无限大

解决方法：定义最大跳数

RoutingTableRoutingTableRoutingTable

10.1.0.0E0010.2.0.0SO010.3.0.0SO0

10.2.0.0SO010.3.0.0S1010.4.0.0SO16

10.3.0.0SO110.4.0.0S11610.2.0.0SO1

10.4.0.0SO1610.1.0.0SO110.1.0.0SO2

指定最大跳数来防止路由回环

路由循环一般发生在慢速收敛环境，采用快速收敛技术可以最大限度

减少'略由循环

为避免跳数的无限循环，距离矢量协议规定metrics的最大值，当路由

表项metric的值达到最大值时，路由器认为该目的网络不可达。

解决方法：水平分割

RoutingTableRoutingTableRoutingTable

10.1.0.0E0010.2.0.0SO010.3.0.0SO0

10.2.0.0SO010.3.0.0S1010.4.0.0SO0

10.3.0.0SO110.4.0.0S1110.2.0.0SO1

10.4.0.0SO210.1.0.0E1210.1.0.0SO2

不能将接收到的路由信息再从原路传出

去。

解决方法：路由（中）毒杀

RoutingTableRoutingTableRoutingTable

10.1.0.0E0010.2.0.0SO010.3.0.0SO0

10.2.0.0SO010.3.0.0S1010.4.0.0SOInfinity

10.3.0.0SO110.4.0.0S1110.2.0.0SO1

10.4.0.0SO210.1.0.0E1210.1.0.0SO2

路由器将该故障路由信息的跳数标记为无限大

第一个发现网络故障的路由器直接把到该网络的距离设为无限

大，即不可达，然后向其它路由器来宣告这一信息。

解决方法：毒性逆转

Reverse

RoutingTableRoutingTableRoutingTable

10.1.0.0E0010.2.0.0SO010.3.0.0SO0

10.2.0.0SO010.3.0.0S1010.4.0.0SOInfinity

3ossibly

10.3.0.0SO110.4.0.0S1Down10.2.0.0SO1

10.4.0.0SO210.1.0.0E1210.1.0.0SO2

毒性逆转可以超越水平分割

在水平分割中，路由器不向其收到路由信息的接口发送该路由的更新

在路由毒性中，路由器可以向其收到网络不可达信息的接口发送该网络

不可达信息

解决方法：Hold-Down计时

Network10.4.0.0

Updateafterisunreachable

hold-downTime

10.2.0.010.3.0.010.4.0.0

ZrpXIUpdateafter-

|hold-downTimeNetwork10.4.0.0isdown

thenbackup

thenbackdown

如果从另一个路由器收到一条比以前路径具有更好度量值的

路径信息，路由器立即更新该网络的路由并关闭抑制定时器

如果在抑制定时器期满前的任何时刻，从另一个路由器收到

一条比当前路径差的路径，路由器则忽略这个更新。

解决方法：触发更新

Network10.4.0.0Network10.4.0.0Network10.4.0.0

isunreachableisunreachableisunreachable

当路由表发生变化时路由器立即发送更新信息

触发更新一般与抑制定时器配合使用，才能有更好的效果

•最大Hop为15

•路由器每隔30秒更新

•Maximumsixpaths(default=4),在代价最小的等代价路径之间进

行负载均衡

RIP定时器

一路由更新定时器：30秒。

-路由失效定时器：180秒。

-保持失效定时器：300秒。

一路由刷新定时器：240秒。

RIP配置

Router(config)#routerrip

■激活RIP协议

Router(config-router)#networknetwork-number

•选择所能到达的网络

•必须是有效的网络即A、B、C类网络号，不包括子网号和子

网掩码

RIP配置举例

routerriprouterrip

network172.16.0.0network192.168.1.0

network10.0.0.0network10.0.0.0

routerrip

network10.0.0.0

EOEO

172.16.1.0192.168.1.0

172.16.1.1110.1.1.110.1.1.210.2.2.210.2.2.3192.168.1.1

RouterA#shiproute

Codes:C-connected,S-static,I-IGRP,R-RIP,M-mobile,B-BGP

D-日GRP,EX-日GRPexternal,O-OSPF,IA-OSPFinterarea

N1-OSPFNSSAexternaltype1,N2-OSPFNSSAexternaltype2

E1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2,E-EGP

i-IS-IS,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2,*-candidatedefault

U-per-userstaticroute,o-ODR

T-trafficengineeredroute

Gatewayoflastresortisnotset

172.16.0.0/24issubnetted,1subnets

C172.16.1.0isdirectlyconnected,EthernetO

10.0.0.0/24issubnetted,2subnets

R10.2.2.0[120/1]via10.1.1.2,00:00:07,Serial2

C10.1.1.0isdirectlyconnected,Serial2

R192.168.1.0/24[120/2]via10.1.1.2,00:00:07,Serial2

其它配置

Router(config)#routerrip

Router(config-router)#passive-interfaceserial0/0

passive-interfacedefault

一般来说，我们将该命令用在边界上，阻止相关信息

向我们所不希望的区域传播，后一条命令让所有接口为被动

接口。

Router(config-router)#maximum-paths1

设置最大等值路径条数

Router(config-router)#nometricholddown使Holddown

无效

Router(config-if)#noipsplit-horizenrip

禁用某接口水平分割

noiprouting:删除路由表

IGRP介绍

•缺省100hops,最大255hops

•路由更新时间为90秒

■使用AS号

IGRP协议

IGRP由于突破了15跳的限制，成为了当时大

型CISCO网络的首选协议。（100〉大型网络

）

RIP与IGRP的工作机制，均是从所有配置接

口上定期发出路由更新。

但是，RIP是以跳数为度量单位；IGRP以多

种因素来建立路由最佳路径；带宽，延迟，

可靠性，最大传输单元，LOAD等因素。

IGRP定时器

-更新定时器：90秒。

-失效定时器：90X3=270秒。

-保持关闭定时器：90X5=450秒

-刷新定时器：90X7=630秒。

IGRP的Metric

19.2kbps19.2kbps

Source

•带宽(unit:KB/S)

•延迟时间(unit:10us)

•可靠性(from0to255,biggerismorereliable)

•负载

・最大传输单元(unit:byte)

IGRP的矢量计算

Metric=[K1xBW+(K2xBW)/(256-load)+

K3xdelay]x[K5/(reliability+K4)]

-默认：K1=1,K2=0,K3=1,K4=0,K5=0

延迟是所有链路中的延迟的总和-Delay=[Delayin

10sofmicroseconds]x256

带宽是所有链路中的最低带宽-(bandwidthinKbps)]

x256

默认情况，metric=bandwidth+delay

IGRP的不平衡路径

•Maximumsixpaths(default=4)

•路径上的负载可不相等。

配置IGRP

Router(config)#routerigrpautonomous-system

•指定IGRP为IP路由协议

Router(config-router)#networknetwork-number

•指定可以到达的网络

IGRP配置举例

AutonomousSystem=100

172.16.1.0192.168.1.0

172.16.1.110.1.1.110.1.1.210.2.2.210.2.2.3192.168.1.1

routerigrp100routerigrp100

network172.16.0.0network192.168.1.0

network10.0.0.0network10.0.0.0

routerigrp100

network10.0.0.0

Router(config-router)#variancemultiplier

•控制IGRP的负载平衡

metricvariance默认值为1,表示等代价均衡。如果设为n,表示在与最小

metric值成l,ln,2n,3n,4n,5ii倍数关系的多条路径间进行不等代价负载均衡

Router(config-router)#traffic-share

{balanced|min}

•控制负载平衡数据的分布

查看IP路由表

RouterA#shiproute

Codes:C-connected,S-static,I-IGRP,R-RIP,M-mobile,B-BGP

D-日GRP,EX-日GRPexternal,O-OSPF,IA-OSPFinterarea

N1-OSPFNSSAexternaltype1,N2-OSPFNSSAexternaltype2

E1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2,E-EGP

i-IS-IS,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2,*-candidatedefault

U-per-userstaticroute,o-ODR

T-trafficengineeredroute

Gatewayoflastresortisnotset

172.16.0.0/24issubnetted,1subnets

C172.16.1.0isdirectlyconnected,EthernetO

10.0.0.0/24issubnetted,2subnets

I10.2.2.0[100/90956]via10.1.1.2,00:00:23,Serial2

C10.1.1.0isdirectlyconnected,Serial2

I192.168.1.0/24[100/91056]via10.1.1.2,00:00:23,Serial

查看RIP信息

RouterA#shipprotocols

RoutingProtocolis"rip"

Sendingupdatesevery30seconds,nextduein0seconds

Invalidafter180seconds,holddown180,flushedafter240

Outgoingupdatefilterlistforallinterfacesis

Incomingupdatefilterlistforallinterfacesis

Redistributing:rip

Defaultversioncontrol:sendversion1,receiveanyversion

InterfaceSendRecvKey-chain

EthernetO112

Serial2112

RoutingforNetworks:

10.0.0.0

172.16.0.0

RoutingInformationSources:

GatewayDistanceLastUpdate

10.1.1.212000:00:10

Distance:(defaultis120)

查看IGRP信息

RouterA#shipprotocols

RoutingProtocolis"igrp100"

Sendingupdatesevery90seconds,nextduein21seconds

Invalidafter270seconds,holddown280,flushedafter630

Outgoingupdatefilterlistforallinterfacesis

Incomingupdatefilterlistforallinterfacesis

Defaultnetworksflaggedinoutgoingupdates

Defaultnetworksacceptedfromincomingupdates

IGRPmetricweightK1=1,K2=0,K3=1,K4=0,K5=0

IGRPmaximumhopcount100

IGRPmaximummetricvariance1

Redistributing:igrp100

RoutingforNetworks:

10.0.0.0

172.16.0.0

RoutingInformationSources:

GatewayDistanceLastUpdate

10.1.1.210000:01:01

Distance:(defaultis10。)_________________

debugiprip命令

RouterA#debugiprip

RIPprotocoldebuggingison

RouterA#

00:06:24:RIP:receivedv1updatefrom10.1.1.2onSerial2

00:06:24:10.2.2.0in1hops

00:06:24:192.168.1.0in2hops

00:06:33:RIP:sendingv1updateto255.255.255.255viaEthernetO(172.16.1.1)

00:06:34:network10.0.0.0,metric1

00:06:34:network192.168.1.0,metric3

00:06:34:RIP:sendingv1updateto255.255.255.255viaSerial2(10.1.1.1)

00:06:34:network172.16.0.0,metric1

debugipigrpevents

命令

RouterA#debugipigrpevents

IGRPeventdebuggingison

RouterA#

00:23:44:IGRP