《路由原理基礎(chǔ)知識(shí)》培訓(xùn)課件

路由原理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解路由優(yōu)選原理了解路由器轉(zhuǎn)發(fā)原理了解動(dòng)態(tài)路由協(xié)議的分類掌握靜態(tài)路由的基本配置課程內(nèi)容第一章路由原理第二章靜態(tài)路由第三章動(dòng)態(tài)路由第四章MPLS3什么是路由？路由：把用戶數(shù)據(jù)從一個(gè)子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)子網(wǎng)路由設(shè)備（路由器）：路由器、三層交換機(jī)、防火墻路由器的功能路由：建立并維護(hù)路由表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)：基于路由表進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)把IP包從出口封裝并轉(zhuǎn)發(fā)出去什么是路由表？路由信息存儲(chǔ)在路由表中路由表是路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的依據(jù)172.16.0.0/24issubnetted,1subnetsC 172.16.11.0isdirectlyconnected,serial1/2O172.22.0.0/16[110/20]via10.3.3.3,Serial1/2S*0.0.0.0/0[1/0]via10.5.5.5路由表的來源直連路由：通過接口感知到的直連網(wǎng)絡(luò)接口配置IP，該接口的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層UP靜態(tài)路由：使用靜態(tài)路由命令手工配置動(dòng)態(tài)路由：通過動(dòng)態(tài)路由協(xié)議學(xué)習(xí)RIP、OSPF、IS-IS、EIGRP、BGP路由優(yōu)選到達(dá)同一個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)可能有多個(gè)路由源、多條路徑：網(wǎng)絡(luò)號(hào)相同、子網(wǎng)掩碼相同只有最佳路由才會(huì)進(jìn)入路由表路由優(yōu)選：先比較管理距離，越小越優(yōu)先管理距離相等，再比較度量值，越小越優(yōu)先不同路由協(xié)議的度量值不具備可比性管理距離AdministrativeDistance衡量路由源的可信度取值范圍0－255只在本地有效廠商私有可以根據(jù)需要人為修改管理距離路由源缺省管理距離直連0靜態(tài)1RIP120OSPF110IS-IS115EBGP20IBGP200度量值Metric度量值路由協(xié)議衡量路徑優(yōu)劣的參數(shù)不同路由協(xié)議關(guān)于度量值的參數(shù)不同，不具有可比性。線路延遲、帶寬、負(fù)載、丟包率、最大傳輸單元、跳數(shù)只在一個(gè)協(xié)議內(nèi)生效，通過路由協(xié)議包傳遞可以根據(jù)需要人為修改，影響路由優(yōu)選負(fù)載均衡關(guān)于同一個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的多條路由出現(xiàn)在路由表在轉(zhuǎn)發(fā)去往該目的地的報(bào)文時(shí)，會(huì)依次通過這些路徑發(fā)送。同一個(gè)路由源管理距離和度量值相等基于源或者基于源、目標(biāo)IP對(duì)等因素負(fù)載均衡路由表的維護(hù)路由條目在維持在路由表中的條件：下一跳或者本地出口可用直連路由和靜態(tài)路由通過監(jiān)視接口維持路由動(dòng)態(tài)路由通過維持鄰居關(guān)系維持路由條目，鄰居失效，相關(guān)路由失效。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)控制平面建立和維護(hù)路由表數(shù)據(jù)平面查找路由表，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)基于目標(biāo)IP，按照最長匹配原則查找路由表。找到轉(zhuǎn)發(fā)，找不到丟棄轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)之前必須基于出口鏈路完成數(shù)據(jù)鏈路層封裝路由器的行為是逐跳的，到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的沿路徑每個(gè)路由器都必須有關(guān)于目標(biāo)的路由14第一章路由原理第二章靜態(tài)路由第三章動(dòng)態(tài)路由第四章MPLS課程內(nèi)容靜態(tài)路由概述靜態(tài)路由：由管理員根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫止づ渲煤唵?，無開銷拓?fù)浒l(fā)生變化，不能自動(dòng)感知拓?fù)渥兓?，需要管理員人工干預(yù)應(yīng)用場(chǎng)景：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的環(huán)境小型網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)路由配置R1R2R3PC1PC2PC3172.16.0.0/24172.16.1.0/24172.16.4.0/24172.16.5.0/24172.16.2.0/24172.16.3.0/24鏈路1鏈路210.1.1.0/3010.1.1.4/3010.1.1.8/30配置靜態(tài)路由步驟靜態(tài)路由的一般配置步驟畫拓?fù)鋱D，分析網(wǎng)絡(luò)情況在源和目標(biāo)之間畫代表數(shù)據(jù)流的線確保在源和目標(biāo)之間的三層設(shè)備上都有關(guān)于目標(biāo)的正確的路由條目下一跳可為對(duì)端直連設(shè)備接口IP或本地接口缺省路由默認(rèn)路由概述0.0.0.0/0可以匹配所有的IP地址，屬于最不精確的匹配默認(rèn)路由可以看作是路由匯總的一種特殊情況當(dāng)所有已知路由信息都查不到數(shù)據(jù)包如何轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，按缺省路由的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)配置默認(rèn)路由router(config)#iproute0.0.0.00.0.0.0[轉(zhuǎn)發(fā)路由器的IP地址/本地接口]浮動(dòng)靜態(tài)路由浮動(dòng)靜態(tài)路由主備備份，提高可靠性通過修改缺省的管理距離Iproute目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)掩碼下一跳/本地出口AD路由環(huán)路路由環(huán)路：某個(gè)報(bào)文從一臺(tái)路由器發(fā)出，經(jīng)過幾次轉(zhuǎn)發(fā)之后又到初始的路由器。原因：部分路由器的路由表出現(xiàn)錯(cuò)誤?？赡苁桥渲渺o態(tài)路由有誤，有時(shí)動(dòng)態(tài)路由協(xié)議也會(huì)錯(cuò)誤地計(jì)算路由。路由循環(huán)實(shí)例RSRA10.0.0.1S010.0.0.2S0RSRBNetworkN在路由器RSRA上配置

iproute20.0.0.0255.255.255.010.0.0.2在路由器RSRB上配置

iproute20.0.0.0255.255.255.010.0.0.1NetworkM22第一章路由原理第二章靜態(tài)路由第三章動(dòng)態(tài)路由第四章MPLS課程內(nèi)容距離矢量路由協(xié)議路由最早的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議是RIP（RoutingInformationProtocol，路由信息協(xié)議），其原理簡單，配置容易距離矢量路由協(xié)議有：RIPv1

RIPv2

IGRP

EIGRPRIP是RoutingInformationProtocol（路由信息協(xié)議）的簡稱RIP是一種基于距離矢量（Distance-Vector）算法的路由協(xié)議RIP協(xié)議適用于中小型網(wǎng)絡(luò)，分為RIPv1和RIPv2RIP支持水平分割、毒性逆轉(zhuǎn)和觸發(fā)更新等工作機(jī)制防止路由環(huán)路RIP協(xié)議基于UDP傳輸，端口號(hào)520RIPV1使用廣播周期同步路由信息，RIPV2使用組播地址224.0.0.9周期更新路由信息RIP路由協(xié)議基礎(chǔ)概念RequestResponseRTBRTA10.2.0.0/2410.1.0.0/2410.3.0.0/24.1.2RIP路由的初始化RTBRTA10.2.0.0/24.1.2路由更新RTBRTA10.2.0.0/24.1.210.1.0.0/2410.3.0.0/2410.1.0.0/2410.3.0.0/24RIP路由表更新ResponseRTBRTA10.2.0.0/2410.1.0.0/2410.3.0.0/24.1.2ResponseRIP路由表定時(shí)更新拓?fù)渥兓鹇酚杀淼母赂侣酚杀硐騌TB傳送更新的路由表更新路由表RTBRTARoutingTable目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)接口度量值10.1.0.0E1/0010.2.0.0S0/0010.3.0.0S0/0110.4.0.0S0/02RoutingTable目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)接口度量值10.1.0.0S0/0210.2.0.0S0/0110.3.0.0S0/0010.4.0.0E1/00RoutingTable目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)接口度量值10.1.0.0S0/0110.2.0.0S0/0010.3.0.0S1/0010.4.0.0S1/01E1/0S0/0S0/0S1/0S0/0E1/010.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0RTARTBRTCRIP路由環(huán)路產(chǎn)生過程（1）網(wǎng)絡(luò)收斂，路由表項(xiàng)正確。RoutingTable目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)接口度量值10.1.0.0E1/0010.2.0.0S0/0010.3.0.0S0/0110.4.0.0S0/02RoutingTable目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)接口度量值10.1.0.0S0/0210.2.0.0S0/0110.3.0.0S0/00RoutingTable目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)接口度量值10.1.0.0S0/0110.2.0.0S0/0010.3.0.0S1/0010.4.0.0S1/01E1/0S0/0S0/0S1/0S0/0E1/010.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0RTARTBRTC鏈路故障，相關(guān)路由表項(xiàng)刪除。RIP路由環(huán)路產(chǎn)生過程（2）RoutingTable目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)接口度量值10.1.0.0E1/0010.2.0.0S0/0010.3.0.0S0/0110.4.0.0S0/02RoutingTable目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)接口度量值10.1.0.0S0/0210.2.0.0S0/0110.3.0.0S0/0010.4.0.0S0/02RoutingTable目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)接口度量值10.1.0.0S0/0110.2.0.0S0/0010.3.0.0S1/0010.4.0.0S1/01E1/0S0/0S0/0S1/0S0/0E1/010.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0RTARTBRTC錯(cuò)誤更新，路由表項(xiàng)不正確，環(huán)路產(chǎn)生。RIP路由環(huán)路產(chǎn)生過程（3）定義最大值;抑制時(shí)間;觸發(fā)更新路由毒化;水平分割;毒性逆轉(zhuǎn)RIP路由環(huán)路解決辦法E1/0S0/0S0/010.0.0.0/24RTARTB10.0.0.0,Metric1192.0.0.0/24E1/0RIPv1發(fā)送協(xié)議報(bào)文時(shí)不攜帶掩碼其他不支持認(rèn)證只能以廣播方式發(fā)布協(xié)議報(bào)文RoutingTable目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)/掩碼接口度量值10.0.0.0/8S0/01RIP

V1的缺點(diǎn)RIPv2是一種無類別路由協(xié)議（ClasslessRoutingProtocol）RIPv2協(xié)議報(bào)文中攜帶掩碼信息，支持VLSM（可變長子網(wǎng)掩碼）和CIDRRIPv2支持以組播方式發(fā)送路由更新報(bào)文，組播地址為224.0.0.9，減少網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)資源消耗RIPv2支持對(duì)協(xié)議報(bào)文進(jìn)行驗(yàn)證，并提供明文驗(yàn)證和MD5驗(yàn)證兩種方式，增強(qiáng)安全性RIP

V2的改進(jìn)鏈路狀態(tài)路由協(xié)議泛洪LSALSDBRTA生成的LSARTB生成的LSARTC生成的LSARTD生成的LSARTARTBRTCRTDSPF算法最短路徑樹目的網(wǎng)段下一跳開銷...............OSPF基本特點(diǎn)支持無類域內(nèi)路由（CIDR）無路由自環(huán)收斂速度快使用IP組播（224.0.0.5，6）收發(fā)協(xié)議數(shù)據(jù)支持多條等值路由支持協(xié)議報(bào)文的認(rèn)證使用IP承載OSPF報(bào)文LinkLayerHeaderIPPacketHeaderOSPFProtocolPacketFrameChecksumIP協(xié)議號(hào)為89OSPF

ProtocolHeaderOSPF

PacketTypesOSPF支持的網(wǎng)絡(luò)類型－點(diǎn)到點(diǎn)和廣播型PPP10.1.1.120.1.1.1點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)Ethernet10.1.1.110.1.1.210.1.1.310.1.1.4廣播型網(wǎng)絡(luò)OSPF支持的網(wǎng)絡(luò)類型－NBMA網(wǎng)絡(luò)ATM10.1.1.110.1.1.210.1.1.3VPI/VCI=0/102VPI/VCI=0/103VPI/VCI=0/201VPI/VCI=0/3010/2030/302全連接ATM網(wǎng)絡(luò)OSPF支持的網(wǎng)絡(luò)類型－非廣播點(diǎn)到多點(diǎn)類型FR10.1.1.110.1.1.210.1.1.3DLCI=102DLCI=103DLCI=201DLCI=301不完全連接的幀中繼網(wǎng)絡(luò)常見鏈路層協(xié)議對(duì)應(yīng)的默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)類型網(wǎng)絡(luò)類型常見鏈路層協(xié)議Point-to-pointPPP鏈路；Lapb鏈路；HDLC鏈路；Broadcast以太網(wǎng)鏈路；NBMA幀中繼鏈路；ATM鏈路OSPF基本概念自治系統(tǒng)（AutonomousSystem）：一個(gè)自治系統(tǒng)是指使用同一種路由協(xié)議交換路由信息的一組路由器RouterID：用于在自治系統(tǒng)中唯一標(biāo)識(shí)一臺(tái)運(yùn)行OSPF的路由器的32位整數(shù)，每個(gè)運(yùn)行OSPF的路由器都有一個(gè)RouterID在不指明RouterID的情況下，路由器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行選舉，選舉規(guī)則如下：

1.在多l(xiāng)oopback口的OSPF路由器上,以最大的loopback口地址作為Router-id

2.在只有一個(gè)loopback口的路由器上,選擇loopback口地址作為Router-id

3.沒loopback口的OSPF路由器,選擇物理接口上IP地址最大的作為Router-idOSPF基本概念OSPF中的多路訪問網(wǎng)絡(luò)類型需要選舉DR和BDRDR和BDR的選舉是根據(jù)優(yōu)先級(jí)來確定的，優(yōu)先級(jí)越大約有可能成為DR，如果優(yōu)先級(jí)相同，那么就根據(jù)route-id的大小來選舉，越大越有可能成為DRPASSIVE端口常用來配置在回環(huán)接口，禁止收發(fā)HELLO包鄰居（Neighbor）和鄰接（Adjacency）Ethernet10.1.1.110.1.1.210.1.1.310.1.1.4RTA我有三個(gè)鄰居，但是只有兩個(gè)鄰接DRBDR鄰接建立過程（1）RTARTB鄰接關(guān)系31.1.1.12.2.2.2ExStartExStartExchangeExStartExchangeExStartExchangeDD,Seq=552A,I,M,MS4DD,Seq=5528,I,M,MS5DD,Seq=5528Master角色2HELLOROUTEIDneibourINIT

2-WAYHELLOROUTEIDneibourINITINIT1RTARTB3LoadingLSRequest鄰接關(guān)系Full4LSUpdate5LSAckFullFullLoadingFullFull12ExchangeDD,Seq=5529,MSDD,Seq=5529ExchangeExchangeLoadingExchangeFull鄰接建立過程（2）鄰接建立必要條件同一子網(wǎng)HELLOINTERVAL及DEADINTERVALAREAID驗(yàn)證密鑰STUB標(biāo)記MTU（MA網(wǎng)絡(luò)中不同，可導(dǎo)致DR選舉失敗）Page48OSPF的區(qū)域劃分Area0Area1Area2Area3Area4Area0為骨干區(qū)域，所有ABR都至少有一個(gè)接口屬于Area0Area3不規(guī)則區(qū)域的解決辦法Area0Area1Area2RTARTB配置虛連接以使RTB連接到骨干區(qū)域此外，還有多進(jìn)程重分發(fā)及建立tunnnel鏈路等方法路由器分類Area0Area1Area2IRABRBRASBR使用BGP連接到另外一個(gè)ASLSA類型－區(qū)域內(nèi)路由計(jì)算LSTypeLSA名稱LSA描述1Router-LSA每一個(gè)路由器都會(huì)生成。這種LSA描述某區(qū)域內(nèi)路由器端口鏈路狀態(tài)的集合。只在所描述的區(qū)域內(nèi)泛洪。2Network-LSA由DR生成，用于描述廣播型網(wǎng)絡(luò)和NBMA網(wǎng)絡(luò)。這種LSA包含了該網(wǎng)絡(luò)上所連接路由器的列表。只在該網(wǎng)絡(luò)所屬的區(qū)域內(nèi)泛洪。LSA類型－區(qū)域內(nèi)路由計(jì)算DRRouter-LSANetwork-LSAArea1LSA類型－區(qū)域間路由計(jì)算LSTypeLSA名稱LSA描述3Network-Summary-LSA由區(qū)域邊界路由器（ABR）產(chǎn)生，描述到AS內(nèi)部本區(qū)域外部某一網(wǎng)段的路由信息，在該LSA所生成的區(qū)域內(nèi)泛洪LSA類型－區(qū)域間路由計(jì)算Area0Area1N1ABRRouter-LSANetwork-Summary-LSALSA類型－AS外部路由計(jì)算LSTypeLSA名稱LSA描述4ASBR-Summary-LSA由區(qū)域邊界路由器（ABR）產(chǎn)生，描述到某一自治系統(tǒng)邊界路由器（ASBR）的路由信息，在該LSA所生成的區(qū)域內(nèi)泛洪5AS-external-LSA由自治系統(tǒng)邊界路由器（ASBR）產(chǎn)生，描述到AS外部某一網(wǎng)段的路由信息，在整個(gè)AS內(nèi)部泛洪LSA類型－AS外部路由計(jì)算Area0Area1ABR使用BGP連接到另外一個(gè)ASASBR-Summary-LSAASBRAS-external-LSA特殊區(qū)域的路由計(jì)算－Stub區(qū)域Area0Area1Area2使用BGP連接到另外一個(gè)ASRTARTB通過一條Network-Summary-LSA泛洪一條默認(rèn)路由，不泛洪AS-externalLSA泛洪AS-external-LSA泛洪AS-external-LSAStub區(qū)域Stub區(qū)域的Network-Summary-LSARTARTB10.1.1.0/30.1.210.2.1.0/30.1.2RTCArea0Area1RTD10.3.1.0/30.1.2Loopback010.4.1.1/24Stub區(qū)域在RTC上配置到10.4.1.0/24的靜態(tài)路由下發(fā)LSA3默認(rèn)路由，下一跳指向10.1.1.2，屏蔽LSA4和LSA5完全Stub區(qū)域也同樣下發(fā)LSA3默認(rèn)路由，還屏蔽LSA3靜態(tài)路由重發(fā)布進(jìn)OSPF網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)為LSAE1特殊區(qū)域的路由計(jì)算－NotSoStubbyArea(NSSA)RTARTB10.1.1.0/24.1.210.2.1.0/24.1.2RTCArea1NSSAArea0RTD10.3.1.0/24.1.2Loopback010.4.1.1/24RTC上配置到10.4.1.0/24的靜態(tài)路由泛洪LSA7轉(zhuǎn)換LSA7為LSA5泛洪LSA5下發(fā)LSA7類默認(rèn)路由，屏蔽LSA4和LSA5，完全NSSA也屏蔽LSA3ABCDEFAS64520AS65000AS65500AS65300BGPBGPBGPBGPBGP什么是BGP？自主系統(tǒng)號(hào)－ASAS是一個(gè)16位的數(shù)字，其取值范圍從1－65535；64512－65535的AS號(hào)保留給私用，這類似于私有IP地址。僅當(dāng)組織打算使用諸如BGP等EGP來連接到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，才需要使用IANA分配的自治系統(tǒng)號(hào)。在互聯(lián)網(wǎng)上有22000多個(gè)AS號(hào)；有20000多臺(tái)路由器在運(yùn)行，均與有限數(shù)量的BGP路由器建立鄰接關(guān)系。Chinanet骨干網(wǎng)申請(qǐng)的自治域號(hào)為4134，Chinanet作為一個(gè)獨(dú)立的自治域，采用BGP路由協(xié)議與國際internet及各省接入網(wǎng)交換路由信息。BGP的優(yōu)點(diǎn)管理方便可支持巨大數(shù)量的路由條目支持更多的策略擴(kuò)展性更強(qiáng)，可支持IPV4，IPV6，VPNV4路由BGP協(xié)議特性BGP是自治系統(tǒng)外部路由協(xié)議，用來在AS之間傳遞路由信息路徑矢量路由協(xié)議，從設(shè)計(jì)上避免了環(huán)路的發(fā)生由TCP協(xié)議承載，端口號(hào)是179支持CIDR和路由聚合路由附帶豐富的屬性只發(fā)送增量路由更新路由過濾和路由策略BGP基礎(chǔ)概念I(lǐng)BGPEBGPEBGPAS1AS2AS3IBGPIBGPBGPSpeakerBGPPeerBGP消息種類消息類型消息作用描述Open用于建立BGP對(duì)等體之間的