《路由與路由協(xié)定》課件

路由與路由協(xié)議網(wǎng)絡(luò)路由是將數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)傳遞到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的過程。路由協(xié)議是用于在網(wǎng)絡(luò)中交換路由信息的協(xié)議。課程概述網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)介紹網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)，包括網(wǎng)絡(luò)模型、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。路由器路由器的功能、工作原理、配置方法。路由協(xié)議講解常見路由協(xié)議，包括RIP、OSPF、EIGRP和BGP。安全機(jī)制路由安全機(jī)制，包括訪問控制、安全策略等。路由概述路由是網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包從源主機(jī)到目的主機(jī)傳遞的過程。路由器是網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇。路由協(xié)議是路由器之間相互通信，協(xié)商路由信息，并維護(hù)路由表的關(guān)鍵機(jī)制。路由選擇是指路由器根據(jù)路由表，選擇最優(yōu)路徑，將數(shù)據(jù)包發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)。路由協(xié)議決定了路由器如何學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并維護(hù)路由表。路由的定義數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)路由是網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包從源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的路徑選擇過程。路徑選擇通過分析網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇最優(yōu)路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)絡(luò)層功能路由是網(wǎng)絡(luò)層的重要功能，確保數(shù)據(jù)包能夠正確地到達(dá)目的地。路由的作用數(shù)據(jù)傳輸路由器通過網(wǎng)絡(luò)路徑查找和選擇功能，將數(shù)據(jù)包從源設(shè)備傳輸?shù)侥繕?biāo)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)管理路由器可以監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，并通過流量控制、訪問控制等功能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理。網(wǎng)絡(luò)安全路由器可以過濾流量，防止惡意攻擊，并通過防火墻功能提高網(wǎng)絡(luò)安全。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化路由器可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況選擇最佳路徑，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。路由器的結(jié)構(gòu)和功能路由器通常由硬件和軟件兩部分組成。硬件部分主要包括：CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)接口、電源等。軟件部分主要包括：操作系統(tǒng)、路由協(xié)議、安全配置等。路由器主要功能包括：數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換、防火墻功能、VPN功能、流量控制等。靜態(tài)路由靜態(tài)路由是一種手動(dòng)配置的路由方式，由網(wǎng)絡(luò)管理員手動(dòng)添加路由條目，將網(wǎng)絡(luò)中的特定目的地地址與相應(yīng)的下一跳地址進(jìn)行關(guān)聯(lián)。靜態(tài)路由的配置相對(duì)簡單，適合網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定的情況，可以有效地控制網(wǎng)絡(luò)流量，提高網(wǎng)絡(luò)安全性和穩(wěn)定性。靜態(tài)路由的概念靜態(tài)路由由網(wǎng)絡(luò)管理員手動(dòng)配置，并保存在路由器的路由表中。靜態(tài)路由不依賴任何路由協(xié)議，不需要與其他路由器交互。靜態(tài)路由通常用于連接到特定網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)，例如將網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng)。靜態(tài)路由也用于設(shè)置備份路由，當(dāng)主路由出現(xiàn)故障時(shí)，靜態(tài)路由可以提供備用路徑。靜態(tài)路由的配置確定目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)明確要訪問的網(wǎng)絡(luò)地址，并確認(rèn)該網(wǎng)絡(luò)是否屬于本地網(wǎng)絡(luò)。配置路由條目在路由器上添加路由條目，包含目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)地址、下一跳地址和出接口信息。驗(yàn)證路由配置使用路由器命令查看配置信息，確保靜態(tài)路由條目生效。靜態(tài)路由的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)配置簡單易懂，適合小型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。網(wǎng)絡(luò)管理員可以精準(zhǔn)控制數(shù)據(jù)流量，確保網(wǎng)絡(luò)安全。缺點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘯r(shí)，需要手動(dòng)更新路由配置。不適用于大型網(wǎng)絡(luò)，管理復(fù)雜且維護(hù)工作量大。動(dòng)態(tài)路由動(dòng)態(tài)路由協(xié)議是一種自動(dòng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳⒏侣酚杀淼臋C(jī)制。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?，例如路由器故障、鏈路故障等。?dòng)態(tài)路由的概念自動(dòng)更新動(dòng)態(tài)路由協(xié)議能夠自動(dòng)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，根?jù)網(wǎng)絡(luò)變化更新路由信息。信息共享路由器之間通過協(xié)議交換路由信息，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)配置和管理。最優(yōu)路徑動(dòng)態(tài)路由協(xié)議通過算法計(jì)算并選擇最優(yōu)路徑，提高網(wǎng)絡(luò)性能和效率。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議概覽1路由信息交換動(dòng)態(tài)路由協(xié)議利用算法，使路由器能夠自動(dòng)地學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并更新路由表，從而無需人工配置。2路由信息傳播路由器通過周期性地發(fā)送路由更新信息或在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，向其他路由器廣播路由信息，以實(shí)現(xiàn)路由信息的同步和傳播。3路由表優(yōu)化動(dòng)態(tài)路由協(xié)議根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?，?dòng)態(tài)調(diào)整路由表，選擇最佳路徑，確保數(shù)據(jù)包能夠快速高效地傳輸?shù)侥康牡亍?提高網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性動(dòng)態(tài)路由協(xié)議可以自動(dòng)管理復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的路由信息，簡化網(wǎng)絡(luò)管理，提高網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議比較協(xié)議特點(diǎn)適用場景RIP簡單易用，適用于小型網(wǎng)絡(luò)小型網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小OSPF穩(wěn)定可靠，適用于大型網(wǎng)絡(luò)大型網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境EIGRP快速收斂，適用于高速網(wǎng)絡(luò)高速網(wǎng)絡(luò)，需要快速響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化BGP跨域路由，適用于互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)，跨運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)RIP路由協(xié)議RIP（路由信息協(xié)議）是一種基于距離矢量的路由協(xié)議。它使用跳數(shù)作為度量指標(biāo)，在網(wǎng)絡(luò)中傳播路由信息。RIP協(xié)議簡單易用，適用于小型網(wǎng)絡(luò)，但存在一些局限性，如：收斂速度慢，不適合大型網(wǎng)絡(luò)。RIP協(xié)議概述RIP協(xié)議簡介RIP（RoutingInformationProtocol，路由信息協(xié)議）是一種基于距離矢量的路由協(xié)議，用于在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)并維護(hù)路由信息。它通過周期性的廣播路由信息來更新路由表，并使用跳數(shù)作為度量指標(biāo)來確定最佳路徑。RIP的特點(diǎn)RIP協(xié)議簡單易于實(shí)現(xiàn)，適用于小型網(wǎng)絡(luò)，它使用廣播方式傳播路由信息，并使用跳數(shù)作為路由度量指標(biāo)，通過定期更新路由表來維護(hù)路由信息。RIP協(xié)議工作原理1距離向量算法每個(gè)路由器維護(hù)一個(gè)距離向量表。2路由信息廣播路由器定期向鄰居發(fā)送距離向量表。3更新距離向量表接收鄰居的距離向量表，更新自己的距離向量表。4路由選擇選擇到目的網(wǎng)絡(luò)距離最小的路徑。RIP協(xié)議使用距離向量算法來計(jì)算最佳路徑。每個(gè)路由器都維護(hù)一個(gè)距離向量表，該表包含到所有網(wǎng)絡(luò)的距離和下一跳路由器。RIP協(xié)議通過廣播方式定期向鄰居發(fā)送距離向量表。每個(gè)路由器接收鄰居的距離向量表后，會(huì)更新自己的距離向量表，并選擇到目的網(wǎng)絡(luò)距離最小的路徑。RIP協(xié)議配置1配置命令使用`routerrip`命令進(jìn)入RIP配置模式，并使用`version2`命令啟用RIPv2。2網(wǎng)絡(luò)配置使用`network`命令指定要參與RIP路由的網(wǎng)絡(luò)地址和掩碼，并使用`passive-interface`命令禁用指定的接口上的RIP。3驗(yàn)證配置使用`showiproute`命令查看路由表，并使用`showipprotocols`命令檢查RIP協(xié)議的狀態(tài)。RIP協(xié)議優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)配置簡單，易于部署，適用于小型網(wǎng)絡(luò)。缺點(diǎn)路由更新頻繁，影響網(wǎng)絡(luò)性能，不適合大型網(wǎng)絡(luò)。適用場景小型網(wǎng)絡(luò)、對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能要求不高的場景，適合使用RIP協(xié)議。OSPF路由協(xié)議OSPF(開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議)是一種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，用于在自治系統(tǒng)(AS)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)路由。它是一種鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，使用迪杰斯特拉算法計(jì)算最短路徑。OSPF協(xié)議概述OSPF協(xié)議介紹OSPF是一種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，用于在同一自治系統(tǒng)內(nèi)路由網(wǎng)絡(luò)流量。它是一種基于鏈路的協(xié)議，意味著它使用連接到網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)路由器之間的物理連接來計(jì)算最佳路徑。OSPF協(xié)議特點(diǎn)OSPF協(xié)議使用鏈路狀態(tài)路由，這意味著每個(gè)路由器都維護(hù)一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)圖，以確定到每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑。它支持多路徑路由，這允許流量通過多個(gè)路徑進(jìn)行路由，從而提高網(wǎng)絡(luò)性能。OSPF協(xié)議工作原理1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)通過洪泛路由信息，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D2最短路徑計(jì)算采用Dijkstra算法，計(jì)算到所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的最短路徑3路由表更新將計(jì)算的最短路徑信息更新到路由表中4路由信息傳播將更新后的路由表信息發(fā)送給相鄰路由器OSPF協(xié)議通過洪泛路由信息，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。然后，使用Dijkstra算法，計(jì)算到所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的最短路徑，并更新路由表。最后，將更新后的路由表信息發(fā)送給相鄰路由器。OSPF協(xié)議配置1網(wǎng)絡(luò)配置配置路由器接口，分配IP地址和子網(wǎng)掩碼，指定所屬區(qū)域。2路由器配置定義路由器ID，設(shè)置優(yōu)先級(jí)，配置鄰居和區(qū)域信息。3路由策略配置配置路由策略，例如訪問控制列表和路由過濾，控制數(shù)據(jù)流向。OSPF協(xié)議優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)OSPF協(xié)議基于鏈路狀態(tài)，所有路由器擁有完整的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?。OSPF支持多路徑路由，可以利用多條路徑提高網(wǎng)絡(luò)性能。OSPF協(xié)議支持區(qū)域劃分，提高網(wǎng)絡(luò)效率。缺點(diǎn)OSPF協(xié)議配置比較復(fù)雜。OSPF協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源消耗較大。OSPF協(xié)議不支持跨域路由。EIGRP路由協(xié)議EIGRP(EnhancedInteriorGatewayRoutingProtocol)是Cisco公司專有的路由協(xié)議，它結(jié)合了RIP和OSPF的優(yōu)點(diǎn)，提供快速收斂、靈活的配置和安全可靠的路由功能。EIGRP協(xié)議概述內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議EIGRP(EnhancedInteriorGatewayRoutingProtocol)是一種Cisco專有的距離矢量路由協(xié)議。靈活性和擴(kuò)展性支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括廣播網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、非廣播多路訪問(NBMA)網(wǎng)絡(luò)?？焖偈諗客ㄟ^DiffusingUpdateAlgorithm(DUAL)機(jī)制，快速適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瑴p少路由循環(huán)。EIGRP協(xié)議工作原理1距離向量算法基于距離和帶寬計(jì)算路由2擴(kuò)散更新將路由信息傳播給鄰居3可靠傳輸確保路由信息可靠傳遞4快速收斂快速適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化EIGRP協(xié)議采用距離向量算法，通過計(jì)算距離和帶寬來確定最佳路由。它使用擴(kuò)散更新的方式將路由信息傳播給鄰居，并采用可靠傳輸機(jī)制確保路由信息可靠傳遞。EIGRP協(xié)議還具有快速收斂能力，能夠快速適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)變化。EIGRP協(xié)議配置1接口配置配置EIGRP路由協(xié)議運(yùn)行的接口，并指定自治系統(tǒng)號(hào)2網(wǎng)絡(luò)配置配置EIGRP路由協(xié)議運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)，并指定網(wǎng)絡(luò)掩碼3路由配置配置EIGRP路由協(xié)議的路由策略，如默認(rèn)路由，路由過濾EIGRP協(xié)議優(yōu)缺點(diǎn)1優(yōu)點(diǎn)EIGRP協(xié)議快速收斂，提高網(wǎng)絡(luò)性能。EIGRP協(xié)議支持認(rèn)證機(jī)制，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全性。EIGRP協(xié)議支持多路徑路由，提高網(wǎng)絡(luò)效率。EIGRP協(xié)議易于配置和管理，方便網(wǎng)絡(luò)管理員操作。2缺點(diǎn)EIGRP協(xié)議不支持跨域路由，限制了其應(yīng)用范圍。EIGRP協(xié)議的計(jì)算量較大，占用網(wǎng)絡(luò)資源較多。3總結(jié)EIGRP協(xié)議是一種高性能、可靠的路由協(xié)議，適用于中小型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。BGP路由協(xié)議BGP（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）是用于互聯(lián)網(wǎng)和大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的一種重要的路由協(xié)議。它是一種外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，用于連接不同的自治系統(tǒng)（AS）BGP負(fù)責(zé)在不同AS之間交換網(wǎng)絡(luò)路由信息，確保數(shù)據(jù)包能夠在互聯(lián)網(wǎng)上正確地進(jìn)行路由。BGP使用復(fù)雜的算法和策略來確定最佳的路由路徑。BGP協(xié)議概述邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議BGP協(xié)議是用于互聯(lián)網(wǎng)AS之間路由信息的協(xié)議。它是Internet上使用的最重要的路由協(xié)議之一。路徑選擇算法BGP協(xié)議使用復(fù)雜的路徑選擇算法，考慮各種因素，如AS路徑長度、路徑的安全性等。網(wǎng)絡(luò)管理BGP協(xié)議提供了豐富的管理功能，例如路由策略控制、路由黑洞監(jiān)測等。BGP協(xié)議工作原理建立鄰居關(guān)系BGP路由器之間首先要建立鄰居關(guān)系，通過TCP連接進(jìn)行通信，交換BGP報(bào)文。路由信息交換鄰居之間通過BGP報(bào)文交換路由信息，包括網(wǎng)絡(luò)地址、路徑信息和策略信息。路由選擇BGP路由器根據(jù)路由信息和配置的策略進(jìn)行路由選擇，選擇最佳路徑傳遞數(shù)據(jù)包。路由更新BGP路由器監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的變化，及時(shí)更新路由信息，保證網(wǎng)絡(luò)的連通性。BGP協(xié)議配置1配置BGP路由器配置BGP路由器需要指定AS號(hào)，鄰居關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)地址等信息。可以通過命令行或圖形界面進(jìn)行配置，具體操作步驟取決于設(shè)備型號(hào)和版本。2建立鄰居關(guān)系BGP路由器之間需要建立鄰居關(guān)系才能交換路由信息，需要配置鄰居IP地址和AS號(hào)等參數(shù)。3發(fā)布路由信息通過配置網(wǎng)絡(luò)地址和相關(guān)的屬性，例如路徑長度，AS路徑等信息，BGP路由器將這些信息發(fā)布給鄰居路由器。BGP協(xié)議優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)勢BGP是互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)路由協(xié)議。BGP支持復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供靈活的路由策略控制。優(yōu)勢BGP支持復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)策略控制，可有效防止惡意攻擊，確保網(wǎng)絡(luò)安全性。缺點(diǎn)BGP協(xié)議配置相對(duì)復(fù)雜，需要較高的專業(yè)知識(shí)，配置錯(cuò)誤可能影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行。缺點(diǎn)BGP協(xié)議占用較多的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，可能影響網(wǎng)絡(luò)性能。路由協(xié)議的選擇網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)安全需求、成本預(yù)算等因素都會(huì)影響路由協(xié)議的選擇。選擇準(zhǔn)則網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大型網(wǎng)絡(luò)通常采用OSPF或IS-IS協(xié)議，以支持復(fù)雜的路由拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。小型網(wǎng)絡(luò)可以使用RIP協(xié)議，其配置簡單易懂。安全性BGP和OSPF提供身份驗(yàn)證功能，以確保路由信息的完整性和安全性。RIP等協(xié)議通常不提供身份驗(yàn)證，安全性較低。性能OSPF和EIGRP通常比RIP和BGP提供更高的性能，因?yàn)樗鼈兙哂懈斓氖諗克俣?。BGP用于跨AS路由，其性能相對(duì)較低，但安全性高。成本RIP等協(xié)議通常成本較低，而BGP和OSPF協(xié)議的實(shí)現(xiàn)和維護(hù)成本較高。選擇合適的路由協(xié)議需要權(quán)衡成本、性能和安全性等因素。應(yīng)用場景分析企業(yè)網(wǎng)絡(luò)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)通常需要連接多個(gè)部門和分支機(jī)構(gòu)，需要選擇合適的路由協(xié)議來實(shí)現(xiàn)高