IP子網(wǎng)間路由技術(shù)應(yīng)用

IP子網(wǎng)間路由技術(shù)應(yīng)用本章內(nèi)容靜態(tài)路由缺省路由路由信息協(xié)議RIP

OSPF路由環(huán)路及其消除方法2什么是路由選擇一個(gè)將數(shù)據(jù)包發(fā)往某個(gè)目標(biāo)網(wǎng)段或主機(jī)的路徑就是路由的過(guò)程。用戶(hù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流比如文件，視頻流，電子郵件等等應(yīng)用被從一個(gè)邏輯的源轉(zhuǎn)發(fā)到一個(gè)邏輯的目的地。用來(lái)表示邏輯源和邏輯目的地的是IP地址，因此我們認(rèn)為路由的過(guò)程是將不同IP地址網(wǎng)段的IP包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。那么實(shí)現(xiàn)這一功能的設(shè)備我們稱(chēng)之為路由器。3路由器的功能1.在網(wǎng)絡(luò)間截獲發(fā)送到遠(yuǎn)地網(wǎng)段的報(bào)文，起轉(zhuǎn)發(fā)的作用。2.選擇最合理的路由，引導(dǎo)通信。3.按照預(yù)定的規(guī)則把大的數(shù)據(jù)包分解成適當(dāng)大小的數(shù)據(jù)包，到達(dá)目的地后再把分解的數(shù)據(jù)包包裝成原有形式。4.多協(xié)議的路由器可以連接使用不同通信協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)段，作為不同通信協(xié)議網(wǎng)絡(luò)段通信連接的平臺(tái)。4路由表的作用路由器就像網(wǎng)絡(luò)中的向?qū)б粯?，?dāng)IP包來(lái)到路由器后有一個(gè)很重要的任務(wù)就是查看該路由器是否知道這個(gè)IP數(shù)據(jù)包要去的目的地。路由器采用自動(dòng)學(xué)習(xí)，依靠路由協(xié)議學(xué)習(xí)或網(wǎng)絡(luò)管理員手動(dòng)配置等方式獲得IP數(shù)據(jù)包要去往的目的地信息。路由器將這些信息形成“檔案”有選擇的存放在路由表中，以便提供路由服務(wù)。路由表Packet5路由路由包含兩個(gè)動(dòng)作：1.確定最佳路徑2.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)1－－》路由算法6路由算法

路由算法使用了許多不同的Metric（度量值）以確定最佳路徑；路徑長(zhǎng)度可靠性延遲帶寬負(fù)載通信代價(jià)

……7路由的花費(fèi)（Metric）帶寬延時(shí)跳數(shù)負(fù)載…Metric的標(biāo)準(zhǔn)

不同的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議會(huì)選擇以上的一種或幾種因素來(lái)計(jì)算花費(fèi)值。該花費(fèi)值只在同一種路由協(xié)議內(nèi)有比較意義。不同的路由協(xié)議之間的路由花費(fèi)值沒(méi)有可比性，也不存在換算關(guān)系8路由選擇方式

典型的路由選擇方式有兩種：靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由。靜態(tài)路由是在路由器中設(shè)置的固定的路由表。除非網(wǎng)絡(luò)管理員干預(yù)，否則靜態(tài)路由不會(huì)發(fā)生變化。動(dòng)態(tài)路由是網(wǎng)絡(luò)中的路由器之間相互通信，傳遞路由信息，利用收到的路由信息更新路由表的過(guò)程。它能實(shí)時(shí)地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化。

9靜態(tài)路由

靜態(tài)路由是指由網(wǎng)絡(luò)管理員手工配置的路由信息。靜態(tài)路由除了具有簡(jiǎn)單、高效、可靠的優(yōu)點(diǎn)外，它的另一個(gè)好處是網(wǎng)絡(luò)安全保密性高。

10靜態(tài)路由

靜態(tài)路由配置命令配置靜態(tài)路由用命令iprouterouter(config)#iproute[網(wǎng)絡(luò)編號(hào)][子網(wǎng)掩碼][轉(zhuǎn)發(fā)路由器的IP地址/本地接口]11靜態(tài)路由配置實(shí)例一

或

router(config)#iproute172.16.1.0255.255.255.0serial0S0網(wǎng)絡(luò)BAB12RTBRTCRTDRTAServerPC靜態(tài)路由配置示例二配置時(shí)須注意：所有路由器上都必須配置到所有網(wǎng)段的路由下一跳地址須為直連鏈路上可達(dá)的地址.1.1.1.2.2.213RTBRTCRTDRTAServerPC靜態(tài)路由配置示例二配置時(shí)須注意：所有路由器上都必須配置到所有網(wǎng)段的路由下一跳地址須為直連鏈路上可達(dá)的地址.1.1.1.2.2.214缺省路由（Defaultroute）路由表（routingtable）中的一條記錄，指明信息包（packet）的目的地不在路由表中時(shí)的路由，是一種特殊的靜態(tài)路由，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在沒(méi)有找到匹配的路由時(shí)使用的路由。在路由表中，缺省路由以目的網(wǎng)絡(luò)為、子網(wǎng)掩碼為的形式出現(xiàn)。如果數(shù)據(jù)包的目的地址不能與任何路由相匹配，那么系統(tǒng)將使用缺省路由轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包。路由器在查詢(xún)路由表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時(shí)，采用的是深度優(yōu)先原則，即盡量讓包含的主機(jī)范圍小，也就是子網(wǎng)掩碼位數(shù)長(zhǎng)的路由記錄先作轉(zhuǎn)發(fā)。默認(rèn)路由會(huì)被最后考慮。15缺省路由

缺省路由一般使用在stub網(wǎng)絡(luò)中（稱(chēng)末端或存根網(wǎng)絡(luò)），stub網(wǎng)絡(luò)是只有1條出口路徑的網(wǎng)絡(luò)。使用默認(rèn)路由來(lái)發(fā)送那些目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有包含在路由表中的數(shù)據(jù)包。缺省路由可以看作是靜態(tài)路由的一種特殊情況。配置缺省路由用如下命令：router(config)#iproute0.0.0.00.0.0.0[轉(zhuǎn)發(fā)路由器的IP地址/本地接口]16缺省路由

SO網(wǎng)絡(luò)BInternet上大約99.99%的路由器上都存在一條缺省路由!AB17RTBRTCRTDRTAServerPC靜態(tài)默認(rèn)路由配置[RTB]iproute-static.1.1.1.2.2.2RTD]iproute-static18RTBRTCRTDRTAServerPC靜態(tài)默認(rèn)路由配置.1.1.1.2.2.219路由自環(huán)在路由器RTA上配置：“路由自環(huán)”對(duì)網(wǎng)絡(luò)的危害極大，應(yīng)盡量避免。在路由器RTB上配置：RTAS0/0S0/0RTBNetworkNPublicNetwork20動(dòng)態(tài)路由協(xié)議在動(dòng)態(tài)路由中，管理員無(wú)需手工維護(hù)路由表，而是在每臺(tái)路由器上運(yùn)行路由表的管理程序（動(dòng)態(tài)路由協(xié)議）。管理程序會(huì)根據(jù)路由器上的接口的配置及所連接的鏈路狀態(tài)，動(dòng)態(tài)生成路由表中的路由表項(xiàng)。如果存在目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)有多條路徑，而其中一條出現(xiàn)故障無(wú)法工作的時(shí)候，到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路由可以自動(dòng)重新分配。（見(jiàn)下圖）21動(dòng)態(tài)路由協(xié)議BNetworkN1NetworkN2ACD

22動(dòng)態(tài)路由協(xié)議的分類(lèi)

按自治系統(tǒng)分類(lèi):外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議：在自治系統(tǒng)之間交換路由選擇信息的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如BGP。內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議：在自治系統(tǒng)內(nèi)交換路由選擇信息的路由協(xié)議，常用的因特網(wǎng)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議有OSPF、RIP、IGRP,IS-IS,EIGRP。按路由算法分類(lèi):距離向量協(xié)議:RIP,IGRP,EIGRP,BGP鏈路狀態(tài)協(xié)議:OSPF,IS-IS按路由更新是否攜帶子網(wǎng)掩碼分類(lèi):有類(lèi)路由協(xié)議:RIP,IGRP無(wú)類(lèi)路由協(xié)議:OSPF,EIGRP,IS-IS,BGP23動(dòng)態(tài)路由協(xié)議分類(lèi)動(dòng)態(tài)路由協(xié)議有很多種，主要的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)算法的不同來(lái)劃分。目前常見(jiàn)的兩種動(dòng)態(tài)路由協(xié)議算法：

1）距離矢量算法

2）鏈路狀態(tài)算法24距離矢量路由協(xié)議算法S1/1S0/0S0/0整個(gè)路由表路由器B路由器A路由器BS1/1整個(gè)路由表路由器A距離矢量算法：相鄰的路由器之間互相交換整個(gè)路由表，并進(jìn)行矢量的疊加，最后達(dá)到知道整個(gè)路由表。（例：小李－小王－小張－小夢(mèng)）距離矢量算法特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)和管理簡(jiǎn)單；收斂速度慢；報(bào)文量大；占用較多網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)；會(huì)產(chǎn)生路由環(huán)路。常見(jiàn)的距離矢量路由協(xié)議有：RIPBGP25路由信息協(xié)議RIP

RIP（Routing

Information

Protocols，路由信息協(xié)議）它是由施樂(lè)（Xerox）在70年代開(kāi)發(fā)的。是應(yīng)用較早、使用較普遍的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(InteriorGatewayProtocol,簡(jiǎn)稱(chēng)IGP)，適用于小型同類(lèi)網(wǎng)絡(luò)，是典型的距離矢量(distance-vector)協(xié)議RIP協(xié)議假定如果從網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)終端到另一個(gè)終端的路由跳數(shù)超過(guò)15個(gè)，那么一定牽涉到了循環(huán)，因此當(dāng)一個(gè)路徑達(dá)到16跳，將被認(rèn)為是不可達(dá)的。

RIP協(xié)議每隔30秒定期向外發(fā)送一次更新報(bào)文。如果路由器經(jīng)過(guò)180秒沒(méi)有收到來(lái)自某一路由器的路由更新報(bào)文，則將所有來(lái)自此路由器的路由信息標(biāo)志為不可達(dá)，若在其后240秒內(nèi)仍未收到更新報(bào)文，就將這些路由從路由表中刪除26直連路由S0/0S1/1S0/0S1/1S0/0S1/12.0.0.04.0.0.01.0.0.03.0.0.01.0.0.0S1/102.0.0.00S0/0路由表路由器A2.0.0.0S0/003.0.0.00S1/1路由表路由器B3.0.0.0S1/104.0.0.00S0/0路由表路由器C路由器A路由器B路由器C距離矢量路由協(xié)議初始化過(guò)程或路由更新過(guò)程時(shí)，路由表中就會(huì)首先生成直連路由27路由表更新過(guò)程（一）S0/0S1/1S0/0S1/1S0/0S1/1S1/100S0/0路由表路由器AS0/000S1/1路由表路由器BS1/10S0/0路由表路由器C路由器A路由器B路由器C0S0/01S1/111S0/0S1/11路由器會(huì)定期地把路由表傳送給相鄰的路由器，讓其它路由器知道自己的網(wǎng)絡(luò)情況。28路由表更新過(guò)程（二）S0/0S1/1S0/0S1/1S0/0S1/12.0.0.04.0.0.01.0.0.03.0.0.01.0.0.0S1/102.0.0.00S0/0路由表路由器A2.0.0.0S0/003.0.0.00S1/1路由表路由器B3.0.0.0S1/104.0.0.0S0/0路由表路由器C路由器A路由器B路由器C03.0.0.0S0/011.0.0.04.0.0.0S1/111S0/02.0.0.0S1/114.0.0.01.0.0.0S1/12S0/02經(jīng)過(guò)不斷的更新后，網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)路由器都知道了不與它直接相連的網(wǎng)絡(luò)的存在，有了關(guān)于它們的路由記錄，實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)的連通。但如果網(wǎng)絡(luò)直徑很長(zhǎng)，則花費(fèi)的時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)。29以時(shí)間驅(qū)動(dòng)A更新路由表網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

結(jié)構(gòu)

發(fā)生改變等待下一個(gè)發(fā)送

周期通告更新后

全部的路由表

更新路由表B距離向量路由協(xié)議的缺點(diǎn)—路由環(huán)路30路由環(huán)路S0/0S1/1S0/0S1/1S0/0S1/12.0.0.04.0.0.01.0.0.03.0.0.01.0.0.0S1/12.0.0.00S0/0路由表路由器A2.0.0.0S0/003.0.0.00S1/1路由表路由器B3.0.0.0S1/104.0.0.0S0/0路由表路由器C路由器A路由器B路由器C03.0.0.0S0/011.0.0.04.0.0.0S1/111S0/02.0.0.0S1/114.0.0.01.0.0.0S1/12S0/02down31距離矢量環(huán)路現(xiàn)象S0/0S1/1S0/0S1/1S0/0S1/1S0/00S0/0路由表路由器AS0/000S1/1路由表路由器BS1/10S0/0路由表路由器C路由器A路由器B路由器C0S0/01S1/113S0/0S1/11S1/14S0/02232方法一：定義最大路由權(quán)值S0/0S1/1S0/0S1/1S0/0S1/12.0.0.04.0.0.01.0.0.03.0.0.01.0.0.0S0/02.0.0.00S0/0路由表路由器A2.0.0.0S0/003.0.0.00S1/1路由表路由器B3.0.0.0S1/104.0.0.0S0/0路由表路由器C路由器A路由器B路由器C03.0.0.0S0/011.0.0.04.0.0.0S1/1116S0/02.0.0.0S1/114.0.0.01.0.0.0S1/116S0/0216在RIP中以跳數(shù)作為路由權(quán)的度量，最大值是16，表示這條路由不可達(dá)33方法二：水平分割S0/0S1/1S0/0S1/1S0/0S1/1S1/10S0/0路由表路由器AS0/000S1/1路由表路由器BS1/10S0/0路由表路由器C路由器A路由器B路由器C0S0/01S1/111S0/0S1/11S1/12S0/02down最大值的設(shè)定只能解決無(wú)限循環(huán)的問(wèn)題，并不能解決慢收斂的問(wèn)題。路由器B的有關(guān)的路由信息是從S0/0接口學(xué)到的，根據(jù)水平分割的原則，它不會(huì)再把這條路由信息從該接口再發(fā)出去。34方法三：毒性逆轉(zhuǎn)S0/0S1/1S0/0S1/1S0/0S1/12.0.0.04.0.0.01.0.0.03.0.0.01.0.0.02.0.0.00S0/0路由表路由器A2.0.0.0S0/003.0.0.00S1/1路由表路由器B3.0.0.0S1/104.0.0.0S0/0路由表路由器C路由器A路由器B路由器C03.0.0.0S0/011.0.0.04.0.0.0S1/111S0/02.0.0.0S1/114.0.0.01.0.0.0S1/12S0/02無(wú)限大S0/0路由器A的S0/0口會(huì)接收路由器B發(fā)送來(lái)的的路由信息，而這條路由信息最初是由路由器A的S0/0口發(fā)送出去的，所以路由器A就會(huì)采用毒性逆轉(zhuǎn)，將這條路由標(biāo)識(shí)為“無(wú)限大”（不可達(dá)）。35方法四：抑制時(shí)間抑制時(shí)間后更新抑制時(shí)間后更新S0/0S1/1S0/0S1/1S0/0S1/1S1/10S0/0路由表路由器AS0/000S1/1路由表路由器BS1/10S0/0路由表路由器C路由器A路由器B路由器C0S0/01S1/111S0/0S1/11S1/12S0/02down路由器對(duì)于鏈路損壞的路由不是簡(jiǎn)單的刪除路由，而是將路由標(biāo)記為“無(wú)限大”，并啟動(dòng)一個(gè)計(jì)時(shí)器，保持一端時(shí)間。再此期間，它忽略任何關(guān)于目的網(wǎng)絡(luò)的信息。直到這條路由的不可達(dá)狀態(tài)被盡可能的擴(kuò)散出去，防止錯(cuò)誤路由的傳播。36方法五：觸發(fā)更新S0/0S1/1S0/0S1/1S0/0S1/12.0.0.04.0.0.01.0.0.0不可達(dá)3.0.0.01.0.0.0S1/12.0.0.00S0/0路由表路由器A2.0.0.0S0/003.0.0.00S1/1路由表路由器B3.0.0.0S1/104.0.0.0S0/0路由表路由器C路由器A路由器B路由器C03.0.0.0S0/011.0.0.04.0.0.0S1/111S0/02.0.0.0S1/114.0.0.01.0.0.0S1/12S0/02down1.0.0.0不可達(dá)1.0.0.0不可達(dá)路由器檢測(cè)到鏈路有問(wèn)題時(shí)立即進(jìn)行問(wèn)題路由的更新，加速收斂，減少產(chǎn)生環(huán)路的機(jī)會(huì)。（RIP每30才會(huì)向外更新路由）37RIP的缺陷以跳數(shù)評(píng)估的路由并非最優(yōu)路徑最大跳數(shù)16導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)尺度小收斂速度慢更新發(fā)送全部路由表浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源38鏈路狀態(tài)路由協(xié)議算法距離矢量算法是一個(gè)平面式的，所有的路由表項(xiàng)學(xué)習(xí)完全依靠鄰居，交換的是整個(gè)路由表項(xiàng)。鏈路狀態(tài)算法是一個(gè)層次式的，把路由器分成區(qū)域，收集區(qū)域內(nèi)所有路由器的鏈路狀態(tài)信息，根據(jù)鏈路狀態(tài)信息生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每個(gè)路由器再根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖計(jì)算出路由。如OSPF39鏈路狀態(tài)路由協(xié)議計(jì)算路由的過(guò)程LSDBRTA的LSARTB的LSARTC的LSARTD的LSA（二）每臺(tái)路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)(一）網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)CABD123CABD123CABD123CABD123（四）每臺(tái)路由器分別以自己為根節(jié)點(diǎn)計(jì)算最小生成樹(shù)，由這棵數(shù)得到了到網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由表（三）由鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)得到的帶權(quán)有向圖CABD1235RTCRTD3215RTBRTA路由器間的花費(fèi)每臺(tái)路由器根據(jù)自己周?chē)木W(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖梢粭lLSA(鏈路狀態(tài)廣播)40鏈路狀態(tài)路由協(xié)議特點(diǎn)對(duì)路由器硬件要求較高；計(jì)算準(zhǔn)確，可確保網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有路由環(huán)路存在；路由收斂速度較快；路由器不需要定期的將路由信息復(fù)制到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)流量相對(duì)較小。41衡量路由協(xié)議的指標(biāo)（1）收斂時(shí)間路由器發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，路由信息同步的過(guò)程；整個(gè)同步過(guò)程所共花費(fèi)的時(shí)間為收斂時(shí)間，或者說(shuō)是某個(gè)路由信息變化后反映到所有