1、第4章 全面掌握IP路由協議銳捷認證資深調試工程師RCCP第1頁，共76頁。本章內容路由基本概念RIP路由協議原理及配置路由環路問題及解決OSPF路由協議簡介OSPF路由協議配置OSPF虛擬鏈接OSPF stub 區域第2頁，共76頁。課程議題路由基本概念RIP路由協議原理及配置路由環路問題及解決OSPF路由協議簡介OSPF路由協議配置OSPF虛擬鏈接OSPF stub 區域第3頁，共76頁。什么叫路由?路由就是將從一個接口接收到的數據包，轉發到另外一個接口的過程。路由器完成兩個主要功能:選徑根據目標地址和路由表內容，進行路徑選擇轉發根據選擇的路徑，將接收到的數據包,轉發到另一個接口(輸出口)

2、第4頁，共76頁。路由表router#show ip routeCodes: C - connected，S static， R RIP， O- OSPFIA - OSPF inter area，E1-OSPF external type 1E2 - OSPF external type 2，* - candidate defaultGateway of last resort is 10.5.5.5 to network 0.0.0.0 172.16.0.0/24 is subnetted, 1 subnetsC 172.16.11.0 is directly connected, seri

3、al1/2O E2 172.22.0.0/16 110/20 via 10.3.3.3, 01:03:01, Serial1/2S* 0.0.0.0/0 1/0 via 10.5.5.5第5頁，共76頁。路由的信息O 172.16.8.0110/20 via 172.16.7.9, 00:00:23, Serial0 O- 路由信息的來源 (OSPF)172.16.8.0- 目標網絡（或子網）110- 管理距離 (路由的可信度)/20- 量度值 (路由的可到達性)via 172.16.7.9- 下一跳地址 (下個路由器)00:00:23 - 路由的存活的時間 (時分秒)Serial0- 出站接

4、口第6頁，共76頁。管理距離可以用來選擇采用哪個IP路由協議管理距離值越低，學到的路由越可信靜態配置路由優先于動態協議學到的路由采用復雜量度的路由協議優先于簡單量度的路由協議。管理距離(可信度)第7頁，共76頁。Connected interface 0Static route out an interface0Static route to a next hop1External BGP20OSPF110IS-IS 115RIP v1, v2120Internal BGP200Unknown255路由源缺省管理距離各種路由協議管理距離值紅色標識為要求學員必須掌握的內容第8頁，共76頁。路由決

5、策最長匹配；例：10.1.1.1/8和10.1.1.1/16根據路由的管理距離。管理距離越小，路由越優先；例：S 10.1.1.1/8 和 R 10.1.1.1/8管理距離一樣，就比較路由的量度值(metric)。越小越優先；例：S 10.1.1.1/8 1/20 和 S 10.1.1.1/8 1/40路由量度值一樣的路由，可以選中多個路徑。第9頁，共76頁。動態路由協議動態路由協議是做什么的 “天王蓋地虎”“寶塔鎮河妖”“初次見面，請多關照” “好久不見，近況如何”第10頁，共76頁。動態路由協議介紹動態路由協議的基本工作原理要求網絡中運行相同的路由協議所有運行了路由協議的路由器會將本機相關

6、路由信息發送給網絡中其他的路由器所有路由器會根據所學的信息產生相應網段的路由信息所有路由器會每隔一段時間向鄰居通告本機的狀態（路由更新）第11頁，共76頁。動態路由協議RIP 路由信息協議IGRP 內部網關路由協議OSPF 開放式最短路徑優先IS-IS 中間系統-中間系統EIGRP 增強型內部網關路由協議BGP 邊界網關協議第12頁，共76頁。動態路由協議的分類 自治系統一個自治系統就是處于一個管理機構控制之下的路由器和網絡群組 外部網關協議（EGP）在自治系統之間交換路由選擇信息的互聯網絡協議，如BGP。內部網關協議(IGP)在自治系統內交換路由選擇信息的路由協議，常用的內部網關協議有OSP

7、F、RIP、IGRP,EIGRP、IS-IS 。第13頁，共76頁。是否支持無類路由有類路由協議：RIPv1,IGRP無類路由協議：RIPv2,OSPF,IS-IS,BGPv4路由協議分類第14頁，共76頁。有類路由路由傳遞有類路由協議在進行路由信息傳遞時，不包含路由的掩碼信息。路由器按照標準A、B、C類進行匯總處理。10.1.0.0/16172.16.2.0/2410.2.0.0/1610.1.0.010.2.0.0172.16.0.010.0.0.0172.16.1.0172.16.2.010.1.0.010.2.0.0172.16.1.0172.16.2.0172.16.1.0/24不包

8、括路由掩碼信息第15頁，共76頁。有類路由子網劃分在同一網絡內，所有路由器接口的子網掩碼必須相同可能造成對地址的浪費192.168.5.129 /27192.168.5.98 /27192.168.5.33 /27192.168.5.65 /27192.168.5.97 /27S1S0E1E0E0實際只需要兩個地址卻分配了30個地址第16頁，共76頁。無類路由路由傳遞無類路由協議在進行路由信息傳遞時，包含子網掩碼信息，支持VLSM(變長子網掩碼)。10.1.0.0/16172.16.2.0/2410.2.0.0/1610.1.0.0/1610.2.0.0/16172.16.1.0/24172.

9、16.2.0/24172.16.1.0/2410.1.0.0/1610.2.0.0/16172.16.1.0/24172.16.2.0/2410.1.0.0/1610.2.0.0/16172.16.1.0/24172.16.2.0/24包括路由掩碼信息第17頁，共76頁。無類路由 子網劃分在同一網絡內，所有路由器接口的子網掩碼可以不同支持VLSM（變長掩碼）可以充分利用可用的地址192.168.5.129 /27192.168.5.209 /30192.168.5.33 /27192.168.5.65 /27192.168.5.210 /30S1S0E1E0E0滿足2個主機地址的需要DDN第1

10、8頁，共76頁。路由協議的分類距離矢量路由協議距離矢量路由協議向鄰居發送路由信息距離矢量路由協議定時更新路由信息距離矢量路由協議將本機全部路由信息做為更新信息鏈路狀態路由協議鏈路狀態路由協議向全網擴散鏈路狀態信息鏈路狀態路由協議當網絡結構發生變化立即發送更新信息鏈路狀態路由協議只發送需要更新的信息第19頁，共76頁。路由更新信息只傳播到直連的鄰居路由器路由表所有路由距離向量路由協議路由更新第20頁，共76頁。鏈路狀態的通告，擴散到路由域的所有路由器分層設計可以限制廣播流量鏈路狀態路由協議路由更新路由表One Route 第21頁，共76頁。課程議題路由基本概念RIP路由協議原理及配置路由環路問

11、題及解決OSPF路由協議簡介OSPF路由協議配置OSPF虛擬鏈接OSPF stub 區域第22頁，共76頁。路由信息協議-RIP RIP（RoutingInformationProtocols，路由信息協議），是應用較早、使用較普遍的內部網關協議(Interior Gateway Protocol,簡稱IGP)，適用于小型同類網絡，是典型的距離矢量(distance-vector)協議 。第23頁，共76頁。RIP協議UDP HeaderPort No.SegmentPayloadIP HeaderProtocol NumberFrame HeaderCRCPacket PayloadFram

12、e Payload6 - TCP17 - UDP520 - RIPRIP是基于UDP，端口520的應用層協議。第24頁，共76頁。RIP協議的路由算法10.1.0.010.2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E010.3.0.0S0E0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00010.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.00010.2.0.0S0S1S1S11110.1.0.010.4.0.010.3.0.000ABC10.4.0.0RIP協議是以跳數來衡量到達目的網絡的度量值（metric）第25頁，共76頁。E0S0S0

13、S01Infinity00S1RIP協議的路由算法RIP協議假定如果從網絡的一個終端到另一個終端的路由跳數超過15個，那么RIP協議認為產生了到了循環，因此當一個路徑達到16跳，將被認為是可不到達的。10.1.0.010.2.0.0E0S0S0S1E010.20.0.010.1.0.010.20.0.010.3.0.010.2.0.0第26頁，共76頁。RIP路由信息的更新A更新路由表網絡拓撲結構發生改變等待下一個發送周期通告更新后全部的路由表更新路由表B以時間為驅動第27頁，共76頁。RIP路由信息的更新1、RIP協議每隔30秒定期向外發送一次更新報文。2、如果路由器經過180秒沒有收到來自

14、某一路由器的路由更新報文，則將所有來自此路由器的路由信息標志為不可達。3、若在其后240秒內仍未收到更新報文，就將這些路由從路由表中刪除 第28頁，共76頁。RIP路由協議的版本RIPv1有類路由協議，不支持VLSM以廣播的形式發送更新報文不支持認證RIPv2無類路由協議，支持VLSM以組播的形式發送更新報文支持明文和MD5的認證第29頁，共76頁。配置RIP協議 1、開啟RIP路由協議進程Router(config)#router rip2、申請本路由器參與RIP協議的直連網段信息Router(config-router)#network 192.168.1.03、指定RIP協議的版本2(默

15、認是version1)Router(config-router)#version 24、在RIPv2版本中關閉自動匯總Router(config-router)#no auto-summary第30頁，共76頁。RIP版本兼容性配置RGNOS軟件能夠很好地兼容舊RIP版本缺省行為RGNOS可以接收RIPv1和RIPv2的數據包但是只發送RIPv1的數據包 你可以通過配置改變缺省行為路由進程中配置接口中配置第31頁，共76頁。RIP版本兼容性配置路由進程中的配置，使其工作在版本2：Router(config-router)#version 2 則所有相關接口均只處理版本2的報文你在接口中，定義每

16、個接口的行為Router(config)#interface F0Router(config-if)#ip rip send version 1 2Router(config-if)#ip rip receive version 1 以上配置使得以太網接口0可發送版本1和2的報文，但是只接收版本1的報文。第32頁，共76頁。RIP的調試驗證 RIP的配置Router#show ip protocols顯示路由表的信息Router#show ip route清除 IP路由表的信息Router#clear ip route 在控制臺顯示 RIP的工作狀態Router#debug ip rip第33

17、頁，共76頁。課程議題路由基本概念RIP路由協議原理及配置路由環路問題及解決OSPF路由協議簡介OSPF路由協議配置OSPF虛擬鏈接OSPF stub 區域第34頁，共76頁。路由環路10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0X10.3.0.0S0E0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00Down10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.00010.2.0.0S0S1S1S01110.1.0.010.4.0.010.3.0.000ABC第35頁，共76頁。路由環路10.1.0.010.

18、2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E0X10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00210.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.00010.2.0.0S0S1S1S11110.1.0.010.4.0.010.3.0.000ABC第36頁，共76頁。10.1.0.010.2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E0XS0S0S0S01210.3.0.010.1.0.010.2.0.010.4.0.002E0S0S0S01410.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000S0S1

19、S1S03110.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.000ABC路由環路第37頁，共76頁。度量值趨向于無窮大10.1.0.010.2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E0X10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.004E0S0S0S01610.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000S0S1S1S05110.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.000ABCRIP路由協議學習鄰居路由器路由信息的依據1、路由器無條件學習本路由器所沒有路由信息2、當路由器同時從兩個接口收到本路由器所

20、沒有的的路由信息，學習路徑開銷最小的信息3、當路由器從另外一個接口收到已有的更新路由信息，只有當更新信息開銷小于現有信息的開銷，才進行學習更新4、當路由器從原接口收到已有的更新路由信息，即使比原開銷大，也無條件學習第38頁，共76頁。RIP定義最大值為1510.1.0.010.2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E0X10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.0016E0S0S0S011610.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000S0S1S1S016110.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.000

21、16作為一種不可達的標記從路由自環產生的后果的角度來考慮問題，缺點是限制了網絡的規模。ABC第39頁，共76頁。10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XXX10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.000E0S0S0S01210.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000S0S1S1E11210.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.000CBA水平分割第40頁，共76頁。當一條路徑信息變為無效之后，路由器并不立即將它從路由表中刪除，而是用16，即不可達的度量值將它廣

22、播出去。缺點增加了路由表的大小。 毒性反轉10.1.0.010.2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E0X10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00 1610.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.00010.2.0.0S0S1S1E1PossiblyDown210.1.0.010.4.0.010.3.0.000Subnet 10.4.0.0 metric 16ABC第41頁，共76頁。觸發更新10.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Xsubnet 10.4.0.0, m

23、etric 1610.1.0.0subnet 10.4.0.0, metric 16subnet 10.4.0.0, metric 16ACB得知網絡拓撲結構發生改變,不等待發送周期 ,立刻通告更新后全部的路由表第42頁，共76頁。Hold-down倒記時10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Xhold-down倒記時以后更新路由表ABC等待網絡中其它路由器收斂,在該時間內不學習任何與該網絡相關的路由信息(RIP缺省180秒),在倒記時其間繼續向其它路由器發送毒化信息第43頁，共76頁。課程議題路由基本概念RIP路由協議原理及配置路由環路問題及

24、解決OSPF路由協議簡介OSPF路由協議配置OSPF虛擬鏈接OSPF stub 區域第44頁，共76頁。OSPF協議簡介OSPF路由協議：開放式最短路徑優先協議(Open Shortest Path First )，是由IETF開發的路由選擇協議。OSPF路由協議是一個鏈路狀態協議，其使用最短路徑優先算法（SPF）計算路由。同時，它是一個開發的協議。目前共有三個版本：OSPFv1 測試版本，僅在實驗平臺使用。OSPFv2 發行版本，目前使用的都是這個版本。OSPFv3 測試版本，提供對IPv6的路由支持。第45頁，共76頁。OSPF特點可適應大規模網絡路由變化收斂速度快無路由自環支持變長子網掩

25、碼VLSM支持等值路由支持區域劃分提供路由分級管理支持驗證支持以組播地址發送協議報文第46頁，共76頁。OSPF協議的一些基本概念OSPF開放式最短路徑優先協議號OSPF的協議號是89。IP Header（Protocol # 89）OSPF Packet第47頁，共76頁。OSPF基本概念Router ID一個32bit的無符號整數，是一臺路由器的唯一標識，在整個自治系統內唯一首先，路由器選取它所有的loopback接口上數值最高的IP地址；如果路由器沒有配置IP地址的loopback接口，那么路由器將選取它所有的物理接口上數值最高的IP地址；用作路由器ID的接口不一定非要運行OSPF協議。

26、第48頁，共76頁。OSPF基本概念鏈路狀態通告（L S A）：L S A用來描述路由器的本地狀態， L S A包括的信息有關于路由器接口的狀態和所形成的鄰接狀態， L S A充滿了網絡。L S A所包含的信息靠域中的每一個路由器來發送，這些域形成了路由器的拓撲數據庫。到達一個目的地的最短路徑，可從這些信息中算出。費用（C o s t）：是一種標準，路由器用來比較各條路徑到同一目的耗費。用低耗費的路徑是最好的，O S P F根據帶寬來計算使用一種鏈接的費用，帶寬越寬、費用越低越好。第49頁，共76頁。EthernetFrame RelayPPPRTARTBRTDRTCRTERTFOSPF通過鏈

27、路狀態描述網絡的拓樸結構第50頁，共76頁。OSPF網絡拓樸結構點到點網絡（point-to-point）Ppp鏈路廣播型網絡（Broadcast）以太網、令牌環網和FDDI非廣播多址（NBMA）網絡X.25、幀中繼、ATM點到多點網絡（point-to-multipoint）是NBMA網絡的一個特殊配置，可以被看作是一群點到點鏈路的集合。虛鏈路（Virtual links）第51頁，共76頁。OSPF協議鄰居：它是一些共享同一網絡的路由器，例如在一個以太網接口上的兩個路由器稱為鄰居。鄰接（ A d j a c e n c y）：O S P F在相鄰路由器間建立鄰接，使之能交換路由信息，在多路

28、訪問網絡中，每個路由器與指定的路由器形成鄰接。、在點到點、點到多點網絡中，鄰居路由器會建立鄰接關系。、在廣播式和NBMA式網絡中，所有路由器和指定路由器和備份指定路由器建立鄰接關系。第52頁，共76頁。OSPF協議指定路由器（ D R）：它是用來降低鄰接的數目，這些鄰接形成于一些多路訪問網絡中，例如以太網、令牌環、幀中繼。這些形成的鄰接的數量降低大大降低拓撲數據庫的規模，D R與多路訪問網中的其它所有路由器形成鄰接，這些路由器把它們的L S A發給D R，而D R的任務是把這些L S A發送到整個網絡， D R中的思想是路由器都有一個發送信息的匯點，同時，每個路由器與網絡中其它路由器交換信息。

29、備用指定路由器（ B D R）：它應用于一個多路訪問網絡中，它的任務中是在D R失效時，接管它。第53頁，共76頁。OSPF路由協議的形成過程、確定鄰居關系、確定鄰接關系、鄰接關系間交互鏈路狀態數據、鏈路狀態數據泛洪、根據完整的鏈路狀態數據庫，使用SPF算法計算路由、形成路由表第54頁，共76頁。OSPF五種數據包類型HELLO報文 用來發現及維持鄰居關系，選舉DR、BDR。DD報文 用來描述本地LSDB的情況。LSR報文向對端請求本端沒有或對端更新的LSA。LSU報文向對端路由器發送所需的LSA。LSAck報文收到LSU之后，進行確認。第55頁，共76頁。鏈路狀態報文交互過程RT1RT2He

30、llo（DR=0.0.0.0，已知鄰居0）Hello（DR=RT2，已知鄰居RT1）DD（seq=x,i=1,M=0,MS=1）DD（seq=y,i=1,M=1,MS=1） DD（seq=y,i=0,M=1,MS=0） DD（seq=y+1,i=0,M=1,MS=1） DD（seq=y+1,i=0,M=1,MS=0） DD（seq=y+n,i=0,M=0,MS=1） DD（seq=y+n+1,i=0,M=0,MS=0）LS請求LS更新LS請求LS更新失效失效信息交互初始信息交互初始信息交換加載完全鄰接完全鄰接第56頁，共76頁。OSPF運行過程OSPF的運行過程： 1：每個運行OSPF的路由器

31、發送HELLO報文到所有啟用OSPF的接口。如果在共享鏈路上兩個路由器發送的HELLO報文內容一致，那么這兩個路由器將形成鄰居關系。 2：從這些鄰居關系中，部分路由器形成鄰接關系。鄰接關系的建立由OSPF路由器交換HELLO報文和網絡類型來決定。 3：形成鄰接關系的每個路由器都宣告自己的所有鏈路狀態。 4：每個路由器都接受鄰居發送過來的LSA，記錄在自己的鏈路數據庫中，并將鏈路數據庫的一份拷貝發送給其它的鄰居。 5：通過在一個區域中泛洪，使得給區域中的所有路由器同步自己數據庫。 6：當數據庫同步之后，OSPF通過SPF算法，計算到目的地的最短路徑，并形成一個以自己為根的無自環的最短路徑樹 7：

32、每個路由器根據這個最短路徑樹建立自己的路由轉發表。第57頁，共76頁。OSPF協議計算路由過程LSDBLSA 的 RTALSA 的 RTBLSA 的RTCLSA 的RTD（二）每臺路由器的鏈路狀態數據庫(一）網絡的拓樸結構CABD123CABD123CABD123CABD123（四）每臺路由器分別以自己為根節點計算最小生成樹（三）由鏈路狀態數據庫得到的帶權有向圖CABD1235RTCRTD3215RTBRTA第58頁，共76頁。OSPF區域的劃分Area2Area1Area0第59頁，共76頁。OSPF 術語外部路由域區域邊界路由器ABR區域邊界路由器ABR 自治域邊界路由器ASBRArea

33、1Area 2Backbone Area 0區域內部路由器Internal Router 區域是根據路由器的端口進行劃分的第60頁，共76頁。OSPF 術語-鏈路狀態通告LSA1. 路由器鏈路（type=1）在一個區域中的每個路由器產生一個路由器L S A（第1類的L S A），這個通告描述了路由器接口到這個區域的狀態和費用，所有到那個區域的路由器鏈接都會被描述成一個單獨的路由L S A。這個路由器L S A只在這個單獨的區域中擴散。2. 網絡鏈路 (type=2)網絡鏈路通告是第2類L S A，每個多路訪問網絡的D R都有不少于一個的附屬路由器，它產生一個網絡通告，這個通告描述了網中的所有附

34、屬路由器，包括D R本身。3. 匯總鏈路 (type=3、type=4)匯總鏈路是第3類和第4類L S A，A B R產生匯總L S A，它描述了到一個單獨目的路徑，匯總L S A只在一個單獨的區域中發布，并且所表述的目的在區域的外部，但它仍是同一個A S中的部分。主干里只發布區域內的路徑。4. 外部鏈路 (type=5)A S B R產生一個外部的第5類L S A，它發布路由器知道的目標，它是A S外部。A S外部第5類L S A被用來發布到A S內的缺省路徑第61頁，共76頁。課程議題路由基本概念RIP路由協議原理及配置路由環路問題及解決OSPF路由協議簡介OSPF路由協議配置OSPF虛擬

35、鏈接OSPF stub 區域第62頁，共76頁。OSPF協議的配置1、創建loopback接口，定義ROUTE IDrouterA(config)#interface loopback 10routerA(config)#ip address 192.168.100.1 255.255.255.02、開啟OSPF進程routerA(config)#router ospf 1010代表進程編號，只具有本地意義3、申請直連網段routerA(config-router)#network 10.1.1.0 0.0.0.255 area 0注意反掩碼和區域號第63頁，共76頁。Area 0Area 1

36、Area 2第64頁，共76頁。課程議題路由基本概念RIP路由協議原理及配置路由環路問題及解決OSPF路由協議簡介OSPF路由協議配置OSPF虛擬鏈接OSPF stub 區域第65頁，共76頁。OSPF -虛擬鏈接虛擬鏈接的作用將一個區域通過非骨干區域連接到骨干區域通過非骨干區域加固骨干區域連通性使用規則必須在兩個ABR之間配置虛擬鏈接穿越的區域，必須有完整路由信息STUB Area不能做過渡域第66頁，共76頁。虛擬鏈接舉例Area 10Area 0Area 1虛擬鏈接ABRABR連接一個區域到骨干區域Area 0第67頁，共76頁。Area 1Area 0Area 2第68頁，共76頁。虛鏈路配置routeA(config-router)#area 1 virtual-link 172.16.2.1routeB(config-router)#area 1 virtual-link 192.168.2.1注:在指明IP 時必須是該路由器的Router ID第69頁，共76頁。課程議題路由基本概念RIP路由協議原理及配置路由環路問題及解決OSPF路由協議簡介OSPF路由協議配置OSPF虛擬鏈接OSPF