網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)與實(shí)踐PPT5第五章：路由及直連與靜態(tài)路由技術(shù)

第五章路由及直連與靜態(tài)路由技術(shù)掌握常見的路由算法種類了解路由協(xié)議分類，并熟悉它們的概念掌握直連路由工作原理掌握靜態(tài)路由工作原理及配置方法掌握管理距離與度量值的概念掌握浮動(dòng)靜態(tài)路由工作原理及配置方法掌握默認(rèn)路由工作原理及配置方法本章學(xué)習(xí)目標(biāo)5.1路由技術(shù)介紹

路由技術(shù)主要是指路由選擇算法。路由選擇算法可以分為靜態(tài)路由選擇算法和動(dòng)態(tài)路由選擇算法。因特網(wǎng)路由選擇協(xié)議分為兩大類，分別為：內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP（InteriorGatewayProtocol），具體的協(xié)議有RIP和OSPF等和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP（ExteriorRoutingProtocol），目前使用最多的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議是BGP5.1路由技術(shù)介紹1．靜態(tài)路由選擇算法2．動(dòng)態(tài)路由選擇算法5.1.1路由算法分類5.1.2路由協(xié)議分類

要探討路由協(xié)議分類，首先掌握兩個(gè)概念，分別是自治系統(tǒng)以及動(dòng)態(tài)路由1.自治系統(tǒng)

自治系統(tǒng)（AS：autonomoussystem）：指的是處于一個(gè)管理機(jī)構(gòu)控制下的路由器和網(wǎng)絡(luò)群組。由于因特網(wǎng)規(guī)模龐大，為了路由選擇的方便和簡(jiǎn)化，一般將整個(gè)因特網(wǎng)劃分為許多較小的區(qū)域，這樣的區(qū)域稱為自治系統(tǒng)。每個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)部采用的路由協(xié)議可以不同，自治系統(tǒng)根據(jù)自身的情況有權(quán)決定采用哪種路由選擇協(xié)議。2.動(dòng)態(tài)路由

動(dòng)態(tài)路由是指路由協(xié)議可以根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)生成路由表的方法。動(dòng)態(tài)路由的主要優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議（如RIP，EIGRP或OSPF）之后，如果存在到目的站點(diǎn)的多條路徑，而正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粭l路徑發(fā)生中斷的情況下，路由器可以自動(dòng)選擇另外一條路徑傳輸數(shù)據(jù)。這對(duì)于建立大型網(wǎng)絡(luò)具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。5.1.2路由協(xié)議分類

動(dòng)態(tài)路由協(xié)議分為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議EGP。而內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP又可分為距離矢量路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議。5.1.2路由協(xié)議分類1．內(nèi)部網(wǎng)關(guān)以及外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議

內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）：指在一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)使用的路由選擇協(xié)議。常見的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議有RIP、EIGRP和OSPF等。外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）：指自治系統(tǒng)與自治系統(tǒng)間使用的路由選擇協(xié)議。常見的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議有BGP（即BGP-4）等。5.1.2路由協(xié)議分類2．距離矢量與鏈路狀態(tài)協(xié)議⑴距離矢量

距離矢量路由協(xié)議通過計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中鏈路的距離矢量，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行路由選擇。典型的距離矢量路由選擇協(xié)議有RIP等。運(yùn)行距離矢量路由協(xié)議的路由器定期向鄰居路由器發(fā)送消息，消息的內(nèi)容就是自己整個(gè)路由表，如：①到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)所經(jīng)過的距離；②到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的下一跳地址。5.1.2路由協(xié)議分類RIP使用距離向量算法計(jì)算路由選擇路徑。路由選擇是基于到一個(gè)目的站中最少路由中繼數(shù)。RIP路由選擇表與其它路由器每30秒交換一次。5.1.2路由協(xié)議分類⑵鏈路狀態(tài)典型的鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議有OSPF等。運(yùn)行鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議的路由器最終目的是學(xué)習(xí)到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。運(yùn)行鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的每個(gè)路由器都要提供鏈路狀態(tài)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息，信息的內(nèi)容包括：①路由器所連接的網(wǎng)段鏈路；②該鏈路的物理狀態(tài)。5.1.2路由協(xié)議分類路由器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化及時(shí)修改路由配置，以適應(yīng)新的路由選擇。OSPF通過路由器之間網(wǎng)絡(luò)接口的狀態(tài)來建立鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，生成最短路徑樹。5.1.2路由協(xié)議分類5.2直連路由與靜態(tài)路由技術(shù)5.2.1直連路由與靜態(tài)路由技術(shù)5.2.2靜態(tài)路由

靜態(tài)路由是由網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，使用命令在路由器上手工配置的路由。靜態(tài)路由的缺點(diǎn)是它不會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化而隨之改變路由信息，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化而需要改變路由時(shí)，管理員必須手工改變路由信息。靜態(tài)路由的優(yōu)點(diǎn)是路由器不需要進(jìn)行路由計(jì)算，不占用路由器CPU及存儲(chǔ)資源，它完全依賴于網(wǎng)絡(luò)管理員的手動(dòng)配置。管理距離（AD）

路由器可能從多種途徑獲得到同一目的地的多條路由，如到某一目的地既可以通過靜態(tài)路由獲得路徑，又可以通過動(dòng)態(tài)路由RIP獲得不同的路徑。為了區(qū)分不同路由獲得路徑的可信度，用管理距離加以表示。管理距離越小，說明路由的可信度越高，在進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)就越優(yōu)先考慮；靜態(tài)路由的管理距離為1，說明手工輸入的靜態(tài)路由優(yōu)先級(jí)通常高于其他的路由。具體各類路由的管理距離如表所示。5.2.2靜態(tài)路由路由管理距離直連路由0靜態(tài)路由1外部BGP20內(nèi)部EIGRP90IGRP100OSPF110RIP120外部EIGRP170內(nèi)部BGP2005.2.2靜態(tài)路由度量值（Metric）

路由協(xié)議必須通過一定的標(biāo)準(zhǔn)來判別到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑。當(dāng)一路由器有多條路徑到達(dá)某一目的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，路由協(xié)議必須判斷其中哪一條是最佳的并把它放入路由表中，路由協(xié)議會(huì)給每一條路徑計(jì)算出一個(gè)數(shù)，這個(gè)數(shù)就是度量值，通常這個(gè)值是沒有單位的。5.2.2靜態(tài)路由

度量值越小，這條路徑就越佳，就越優(yōu)先放入路由表中。然而不同的路由協(xié)議定義度量值的方法是不一樣的，因此不同路由協(xié)議之間度量值大小是沒有可比性的。同樣的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渫ㄟ^不同路由協(xié)議，它們選擇出的最佳路徑可能也是不一樣的。度量值指明了路徑的優(yōu)先權(quán)，而管理距離指明了發(fā)現(xiàn)路由方式的優(yōu)先權(quán)。5.2.2靜態(tài)路由5.2.3浮動(dòng)靜態(tài)路由所謂浮動(dòng)靜態(tài)路由（floatingstaticroute）是指對(duì)同一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)，配置不同的下一跳，并且它們的管理距離也不同的多條靜態(tài)路由，靜態(tài)路由默認(rèn)管理距離為1，在實(shí)際配置靜態(tài)路由時(shí)，可以在靜態(tài)路由命令iproute的末尾，添加一個(gè)可選項(xiàng)參數(shù)distance，以便對(duì)此特定的靜態(tài)路由分配一個(gè)比默認(rèn)管理距離1高一些的管理距離值。正常情況下，只有管理距離最小的靜態(tài)路由優(yōu)先考慮，進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)。而浮動(dòng)靜態(tài)路由表項(xiàng)不會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。

只有當(dāng)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的靜態(tài)路由失效時(shí)，管理距離值為次小的浮動(dòng)靜態(tài)路由才被啟用，這樣可以保障目的網(wǎng)絡(luò)總是可達(dá)的，提高了網(wǎng)絡(luò)可用性。實(shí)際上，不僅與靜態(tài)路由的管理距離進(jìn)行比較，還會(huì)與動(dòng)態(tài)路由的管理距離進(jìn)行比較，當(dāng)接口上同時(shí)配置了靜態(tài)路由、浮動(dòng)靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由，且靜態(tài)路由無效時(shí)，浮動(dòng)靜態(tài)路由并不一定會(huì)生效，這還要看它所配置的管理距離是否低于所配置的動(dòng)態(tài)路由的管理距離。5.2.3浮動(dòng)靜態(tài)路由5.2.3浮動(dòng)靜態(tài)路由5.2.4默認(rèn)路由

默認(rèn)路由是一種特殊的靜態(tài)路由，當(dāng)路由表中與目的地址之間沒有匹配的表項(xiàng)時(shí)，路由器將把數(shù)據(jù)包發(fā)送給默認(rèn)路由。如果沒有默認(rèn)路由，那么當(dāng)目的地址在路由表中沒有匹配表項(xiàng)時(shí)，包將會(huì)被丟棄。主機(jī)里的默認(rèn)路由通常被稱為默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。Windows操作系統(tǒng)里的默認(rèn)網(wǎng)關(guān)配置如圖所示：5.2.4默認(rèn)路由5.2.4默認(rèn)路由5.2.4默認(rèn)路由在圖所示網(wǎng)絡(luò)中，3臺(tái)路由器連接4個(gè)網(wǎng)絡(luò)。路由器Router0和路由器Router2為兩個(gè)末梢網(wǎng)絡(luò)的路由，若要網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，路由器Router0除了兩條連接網(wǎng)絡(luò)192.168.1.0和網(wǎng)絡(luò)192.168.2.0的直連路由外，還需要配置到網(wǎng)絡(luò)192.168.3.0以及網(wǎng)絡(luò)192.168.4.0的靜態(tài)路由，路由器Router2除了兩條連接網(wǎng)絡(luò)192.168.3.0和網(wǎng)絡(luò)192.168.4.0的直連路由外，還需要配置到網(wǎng)絡(luò)192.168.1.0以及網(wǎng)絡(luò)192.168.2.0的靜態(tài)路由。5.2.4默認(rèn)路由由于路由器Router0和路由器Router2是兩個(gè)末梢網(wǎng)絡(luò)的路由，路由器Router0到不同網(wǎng)絡(luò)的路由必定通過路由器Router1轉(zhuǎn)發(fā)，也就是下一跳必定為Router1，因此可以在路由器Router0上配置默認(rèn)路由，其下一跳為Router1，這一條默認(rèn)路由可以代替前面提到的到網(wǎng)絡(luò)192.168.3.0以及到網(wǎng)絡(luò)192.168.4.0的兩條靜態(tài)路由。5.2.4默認(rèn)路由同樣路由器Router2到別的網(wǎng)絡(luò)的路由必定通過路由器Router1進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，也就是下一跳必定指向路由器Router1，因此在路由器Router2上配置默認(rèn)路由，下一跳指向?yàn)镽outer1，這樣一條默認(rèn)路由可以代替前面提到的到網(wǎng)絡(luò)192.168.1.0以及到網(wǎng)絡(luò)192.168.2.