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1、IP路由协议（一）路由协议（一）NE实验室，2008西安邮电学院1/27/20231什么是路由（什么是路由（Routing）?l路由是将一个分组从一个位置转发到另一个位置的过程。l在计算机网络中，路由器转发分组的目的地用一个逻辑地址表示。l 路由器的两个基本功能:lRouting学习网络的拓扑结构构造路由表lForwarding将分组从入端口转发到去往目的地的出端口1/27/20232执行路由功能的需要哪些信息执行路由功能的需要哪些信息l设备上必须有相应的路由协议组件l路由设备必须知道相应的目的网络l路由表上是否有相应的路由项?l路由当前是否可用?l哪一个出端口代表最佳路径?l拥有最小 met
2、ric值的路径优先l等值路径则负荷分担1/27/20233路由信息路由信息l大部分路由信息都已经包含在路由表中！rip 172.16.8.0100/118654 via 172.16.7.9,00:00:23,Fei-0/1 rip-How the route was learned(rip)172.16.8.0-Destination logical network or subnet100-Administrative distance(trustworthiness factor)/118654-Metric value(reachability)via 172.16.7.9-Next-
3、hop logical address(next router)00:00:23-Age of entry(in hours:minutes:seconds)Fei-0/1-Interface through which the route was learned and through which the packet will leave1/27/20234管理距离（Administrative Distance）l管理距离 提供了一种路由协议的选择方式l管理距离越小,则路由的可信度越高l手工输入的静态路由由于通过路由协议学到的动态路由l使用复杂 metrics计算方式的路由协议优先级高于
4、计算简单的路由协议1/27/20235管理距离实例表管理距离实例表Connected interface 0Static route out an interface0Static route to a next hop1EIGRP summary route5External BGP20Internal EIGRP90IGRP100OSPF110IS-IS 115RIP v1,v2120EGP140External EIGRP170Internal BGP200Unknown255Route SourceRoute SourceDefault DistanceDefault Distance
5、1/27/20236路由选择路由选择l路由协议为每个目的网络保持一条无环路的路径l路由和metric值一起在路由器间广播l到一个目的网络路径的metric值等于由构成该路径的所有中间链路的metric值之和l选路过程就是根据metric值选择一条到目的网络的最优路径。l假如到同一目的网络存在多条路径Metric值相等，则可以使用多路径。1/27/20237RIP 路由的路由的 MetricslRIP 使用跳数作为路由的metric值l使用一个邻居的接口就是1跳l RIP路由进程会从多条等值路由中任意选一条，加入路由表TR10.05.15.25.35.4C 4.0 dir conn Ser0C
6、5.0 dir conn Eth0R 10.0 120/4 via 5.2,Eth0R 10.0 120/4 via 5.3,Eth0R 10.0 120/4 via 5.4,Eth04.0FDDI1/27/20238路由器转发分组路由器转发分组l路由协议维持和邻接路由器的邻居关系l邻居路由器之间通过路由协议交换以下分组:Hello分组路由更新分组l路由表中包含从邻居路由器学来的路由l路由器通过将分组转发到下一跳设备的方式来将分组最终传递到目的网络。1/27/20239MapTable(WAN)基本转发功能基本转发功能帧校验和帧校验和分组缓存分组缓存将将 目的目的IP地址与下一跳设备，地址与下
7、一跳设备，以及出端口关联起来以及出端口关联起来将下一跳将下一跳IP地址与下一跳关联地址与下一跳关联起来起来成帧、转发分组成帧、转发分组InboundInterfaceRoutingTableARPCache(LAN)OutboundInterface由路由协议维护由路由协议维护*由由ARP 或或 InverseARP 进程维护进程维护s*1234*可以手工维护、创建可以手工维护、创建1/27/202310分类路由协议概述分类路由协议概述l分类路由是距离矢量型协议进行路由计算的结果lRIPv1lIGRPl掩码不随周期型发送的路由更新消息传送l在网络内,每一类地址的掩码默认是固定的。1/27/20
8、2311分类路由分类路由l子网路由被同一个网络内的设备共享l汇总后的路由在外部网络之间交换l汇总路由会在A，B，或C类网络的边界自动创建。1/27/202312分类路由的子网需求分类路由的子网需求l网络中所有的路由器接口要求有相同的子网掩码。l缺点是地址的使用效率仍然不够充分。192.168.5.129/27192.168.5.98/27192.168.5.33/27192.168.5.65/27192.168.5.97/27S1S0E1E0E0仅需要两个主机地址，实际仅需要两个主机地址，实际却分配却分配30个主机地址个主机地址1/27/202313无分类路由简介无分类路由简介l无分类路由协议
9、路由掩码随路由更新消息一起传播 tlOSPFlEIGRPlRIPv2lIS-ISlBGPl在一个网络内部是否汇总路由可以手动控制1/27/202314无类型子网的需求无类型子网的需求l同一个网络内的路由器接口可以有不同的子网掩码lVariable-length subnet masking(VLSM)支持l该方式最大限度地提高了IP地址的利用率192.168.5.129/27192.168.5.209/30192.168.5.33/27192.168.5.65/27192.168.5.210/30S1S0E1E0E0仅需要两个主机地址仅需要两个主机地址VLSM 支持该要求支持该要求1/27/2
10、02315距离向量路由更新距离向量路由更新l在距离向量协议中,路由更新消息只在直接相连的邻居路由器之间传播。Routing Table所有路由所有路由 1/27/202316距离向量路由协议距离向量路由协议l路由协议依靠IP分组传递路由信息 UDP HeaderPort No.SegmentPayloadIP HeaderProtocol NumberFrame HeaderCRCPacket PayloadFrame Payload9-IGRP 6-TCP17-UDP520-RIP69-TFTP53-DNS1/27/202317距离向量协议比较距离向量协议比较CharacteristicRI
11、Pv1RIPv2IGRPEIGRPCount to infinity X X XSplit horizon X X X XHold-down timer X X XTriggered updates with route poisoning X X X XLoad balancingEqual paths X X X XLoad balancingUnequal paths X XVLSM support X XRouting algorithm B-F B-F B-F DUALMetric Hops Hops Comp CompHop count limit 16 16 100 100Sca
12、lability Med Med Large Large*1/27/202318链路状态路由更新链路状态路由更新l在链路状态协议中,链路状态通告在整个路由域中的所有设备间传递。l通过分层设计来限制一条更新通告要传递给所有设备的情况Routing Table一条路由一条路由 1/27/202319链路状态协议比较链路状态协议比较Characteristic OSPF IS-ISEIGRPHierarchical topologyRequired X X Retains knowledge of all possible routes X X XRoute summarizationManual
13、X X XRoute summarizationAutomatic XEvent-triggered announcements X X XLoad balancingEqual paths X X XLoad balancingUnequal paths XVLSM support X X XRouting algorithm Dijkstra IS-IS DUALMetric Cost Cost CompHop count limit 200 1024 100Scalability Large VryLg Large*1/27/202320Convergencel汇聚时间指：网络发生一次变
14、化后，所有路由器对网络拓扑重新达成一致所需要的时间:l增加新路由l现有路由状态改变l影响汇聚时间的因素:l更新机制(hold-down timers)l路由表的大小l路由算法l媒介类型1/27/202321RIP Convergence步骤步骤:1.C 检测到链路故障检测到链路故障;发送更新给发送更新给 D 和和 B-到到 B和和D的路由被中毒的路由被中毒;从从C的路由表中删除的路由表中删除2.C 给邻居发送消息请求替换路由给邻居发送消息请求替换路由-v1使用广播使用广播,v2使用多播使用多播3.D 报告没有替换路由报告没有替换路由;B 报告有一条替换路由报告有一条替换路由-通过通过B的路由立
15、即加入路由表中的路由立即加入路由表中4.C 将经将经B的路由周期广播给的路由周期广播给D-但但D由于处于由于处于 hold-down时间内，不会改变路由表时间内，不会改变路由表5.在在 D,E,和和F中中,由于由于 hold-down 定时器期满定时器期满,新路由被加进路由表新路由被加进路由表-新路由按周期更新方式传播新路由按周期更新方式传播F的汇聚时间的汇聚时间:hold-down 时间两到三个更新时间时间两到三个更新时间S1S0E1E0S0S0E0F FEEBBAACCDD1/27/202322OSPF ConvergenceS1S0E1E0S0S0E0步骤步骤:1.C 检测到链路故障检测
16、到链路故障;发送链路状态广播给发送链路状态广播给 D和和B-Topology change is detected,traffic forwarding suspended2.所有路由器更新所有路由器更新 网络拓扑数据库网络拓扑数据库;并向邻居洪泛并向邻居洪泛LSA-All devices have topological awareness3.所有路由器执行所有路由器执行 Dijkstra算法算法,生成新的路由表生成新的路由表-Route via B in routing tables,traffic forwarding resumedF的汇聚时间的汇聚时间:大约大约6秒秒F FEEBBA
17、ACCDD1/27/202323Single Entry路由更新路由更新RoutingTableRoutingTable整张整张路由表路由表Distance Vector方法方法Link-State方法方法l路由信息的发送方式1/27/202324分类和无分类的分类和无分类的分类和无分类的分类和无分类的路由路由路由路由更新更新更新更新RIPv1 网络网络A AB B分类和无分类的分类和无分类的分类和无分类的分类和无分类的路由路由路由路由更新更新更新更新C CRouting tableRIPv1 网络网络A AB B分类和无分类的分类和无分类的分类和无分类的分类和无分类的路由路由路由路由更新更新
18、更新更新OSPF 网络网络A AB BC CRouting tableRIPv1 网络网络A AB B分类和无分类的路由更新分类和无分类的路由更新A AB BC CRouting TableOSPF NetworkA AB BC CRouting TableRIPv1 NetworkA AB B路由表路由表lEntries are listed in an efficient search orderlSimplifies the search mechanismlMultiple paths to a common destination can be listedlLoad balanci
19、ng is enabled by default for IPlDisplayed by the show ip route commandlEntries can be refreshed by the clear ip route commandlSpecify a single entry,use network numberlSpecify all entries,use*as a wildcard character1/27/202329路由表实例路由表实例GAR#show ip routeIPv4 Routing Table:Dest Mask Gw Interface Owner
20、 pri metric10.26.32.0 255.255.255.0 10.26.245.5 fei_1/1 bgp 200 0 10.26.33.253 255.255.255.255 10.26.245.5 fei_1/1 ospf 110 14 10.26.33.254 255.255.255.255 10.26.245.5 fei_1/1 ospf 110 13 10.26.36.0 255.255.255.248 10.26.36.2 gei_5/2.1 direct 0 0 10.26.36.2 255.255.255.255 10.26.36.2 gei_5/2.1 address 0 0 10.26.36.24 255.255.255.248 10.26.36.26 gei_5/2.4 direct 0 0 10.26.245.4 255.255.255.252 10.26.245.6 fei_1/1 direct 0 0 10.26.245.6 255.255.255.255 10.26.245.6 fei_1/1 address 0 0 1/27/202330总结总结l关键知识点：l路由器完成分组转发，需要哪些关键信息！l分类和无分类选路协议的主要特征l距离向量和链路状态协议的不同点l能够描述路由表中每一个参数的含义。