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1、2 路由协议技术,2 路由协议技术,2.1 路由基础2.2 静态路由2.3 动态路由协议2.4 RIP2.5 路由表2.6 EIGRP2.7 OSPF,2 路由协议技术,2.1 路由基础（N2-1）,2.1.1 路由器的内部构造,路由器也是计算机路由器中含有许多其它计算机中常见的硬件和软件组件，包括：CPU、RAM、ROM、操作系统。路由器是网络的核心路由器负责在网络间将数据包从初始源位置转发到最终目的地的。路由器可连接多个网络，这意味着它具有多个接口，每个接口属于不同的 IP 网络。,2.1.1 路由器的内部构造,路由器确定最佳路径路由器主要负责将数据包传送到本地和远程目的网络，其方法是：确
2、定发送数据包的最佳路径 将数据包转发到目的地路由器使用路由表来确定转发数据包的最佳路径。路由器使用静态路由和动态路由协议来获知远程网络和构建路由表路由器经常会收到以某种类型的数据链路帧封装的数据包，当转发这种数据包时，路由器可能需要将其封装为另一种类型的数据链路帧。数据链路封装取决于路由器接口的类型及其连接的介质类型。,2.1.1 路由器的内部构造,ISR1841路由器,高速 WAN 接口卡(HWIC)插槽,快速以太网端口,控制台端口,辅助端口,袖珍闪存模块,4 端口 Cisco EtherSwitch 10BASE-T/100BASE-TX 自感应 HWIC（高速 WAN 接口卡）,2.1.
3、1 路由器的内部构造,路由器的内部结构中央处理器(CPU)CPU 执行操作系统指令，如系统初始化、路由功能和交换功能。随机访问存储器(RAM)操作系统：启动时，操作系统会将 Cisco IOS 复制到 RAM 中。运行配置文件：这是存储路由器 IOS 当前所用的配置命令的配置文件，此文件也称为 running-config。IP 路由表：此文件存储着直连网络以及远程网络的相关信息，用于确定转发数据包的最佳路径。ARP 缓存：此缓存包含 IPv4 地址到 MAC 地址的映射，类似于 PC 上的 ARP 缓存。使用在有 LAN 接口（如以太网接口）的路由器上。数据包缓冲区：数据包到达接口之后以及从
4、接口送出之前，都会暂时存储在缓冲区中。,2.1.1 路由器的内部构造,路由器的内部结构只读存储器(ROM)一种永久性存储器。用 来存储：bootstrap 指令、基本诊断软件精简版 IOS。闪存 闪存是非易失性计算机存储器，在大多数 Cisco 路由器型号中，IOS 是永久性存储在闪存中的，在启动过程中才复制到 RAM，然后再由 CPU 执行。路由器断电或重新启动，闪存中的内容不会丢失。NVRAM 非易失性 RAM，在电源关闭后不会丢失信息。NVRAM 被 Cisco IOS 用作存储启动配置文件(startup-config)的永久性存储器。,2.1.1 路由器的内部构造,Internetw
5、ork Operating System Cisco 路由器采用的操作系统软件称为 Cisco Internetwork Operating System(IOS)。与计算机上的操作系统一样，Cisco IOS 会管理路由器的硬件和软件资源，包括存储器分配、进程、安全性和文件系统。Cisco IOS 属于多任务操作系统，集成了路由、交换、网际网络及电信等功能。Cisco IOS 用户界面。图形用户界面(GUI)和命令行界面(CLI)。路由器启动时，NVRAM 中的 startup-config 文件会复制到 RAM，并存储为 running-config 文件。IOS 接着会执行 runnin
6、g-config 中的配置命令。网络管理员输入的任何更改均存储于 running-config 中，并由 IOS 立即执行。,2.1.1 路由器的内部构造,路由器启动过程启动过程分为四个主要阶段：执行 POST加载 bootstrap 程序查找并加载 Cisco IOS 软件查找并加载启动配置文件，或进入设置模式,2.1.1 路由器的内部构造,路由器启动过程如果 NVRAM 中不存在启动配置文件，则路由器可能会搜索 TFTP 服务器。如果路由器检测到有活动链路连接到已配置路由器，则会通过活动链路发送广播，以搜索配置文件。这种情况会导致路由器暂停，但是您最终会看到如下所示的控制台消息：%Erro
7、r opening tftp:/255.255.255.255/network-confg(Timed out)%Error opening tftp:/255.255.255.255/cisconet.cfg(Timed out),2.1.1 路由器的内部构造,路由器启动过程进入设置模式（可选）。如果不能找到启动配置文件，路由器会提示用户进入设置模式。设置模式包含一系列问题，提示用户一些基本的配置信息。不适于复杂的路由器配置，网络管理员一般不会使用该模式。当启动不含启动配置文件的路由器时，您会在 IOS 加载后看到以下问题：Would you like to enter the initia
8、l configuration dialog?yes/no:no如果回答 yes 并进入设置模式，可随时按 Ctrl-C 终止设置过程。,2.1.1 路由器的内部构造,show version,Cisco IOS和其它系统进程/数据包存储器,2.1.1 路由器的内部构造,路由器接口路由器管理接口：Console 口和Auxiliary 口路由器物理接口使得路由器接受或发送数据包，每个接口连接到一个独立的网络路由器外部由各种插孔和插座组成，接口类型包括:以太网 快速以太网 串口 DSL ISDN Cable,2.1.1 路由器的内部构造,路由器和网络层路由器上的每个接口都是不同 IP 网络的成员
9、。每个接口必须配置一个 IP 地址以及对应网络的子网掩码。Cisco IOS 不允许同一路由器上的两个活动接口属于同一网络。,2.1.1 路由器的内部构造,路由器和网络层路由器的主要用途是连接多个网络，并将数据包转发到自身的网络或其它网络。由于路由器的主要转发决定是根据第 3 层 IP 数据包（即根据目的 IP 地址）做出的，因此路由器被视为第 3 层设备。作出决定的过程称为路由。路由器工作在第 1、第 2 和第 3 层路由器接收一串编码比特流比特流被解码后传至二层路由器解压缩数据帧数据包传至第三层在这层检测目的IP地址决定路由路径数据包被压缩封装送至出口,2.1.1 路由器的内部构造,路由器
10、工作在第 1、第 2 和第 3 层,2.1.2 CLI配置和编址,基本路由器配置命名路由器设置口令配置接口配置标语保存路由器更改检验基本配置和路由器操作,2.1.2 CLI配置和编址,基本路由器配置,2.1.2 CLI配置和编址,基本路由器配置,2.1.3 构建路由表,路由表存储在 RAM 中，包含以下信息:直连网络 一个设备连接到另一个路由器接口时会出现远程网络连接 这个网络并非直接连接到某一台路由器网络的详细信息包括源信息、网络地址和子网掩码，下一条路由的IP地址建立路由表的三种途径:直连路由 直接连到路由器上的网络静态路由 管理员手工构建路由表动态路由 路由器之间动态学习到的路由表,2.
11、1.3 构建路由表,直连路由在路由器上配置静态或动态路由之前，路由器只知道与自己直连的网络。这些网络是在配置静态或动态路由之前唯一显示在路由表中的网络。配置路由器的接口并使用 no shutdown 命令将其激活后，该接口必须收到来自其它设备（路由器、交换机、集线器等）的载波信号，其状态才能视为“up”（开启）。一旦接口为“up”（开启）状态，该接口所在的网络就会作为直连网络而加入路由表。,2.1.3 构建路由表,直连路由show ip route,2.1.3 构建路由表,静态路由通过配置静态路由或启用动态路由协议，可以将远程网络添加至路由表。静态路由包括远程网络的网络地址和子网掩码，以及下一
12、跳路由器或送出接口的 IP 地址。何时使用静态路由：网络中仅包含几台路由器。网络仅通过单个 ISP 接入 Internet。以集中星型拓扑结构配置的大型网络。,2.1.3 构建路由表,静态路由show ip route,2.1.3 构建路由表,动态路由路由器使用动态路由协议共享有关远程网络连通性和状态的信息。动态路由协议的功能包括：网络发现 更新和维护路由表常用的IP 路由协议 RIP（路由信息协议）IGRP（内部网关路由协议）EIGRP（增强型内部网关路由协议）OSPF（开放最短路径优先）IS-IS（中间系统到中间系统）BGP（边界网关协议）,2.1.3 构建路由表,路由表原理路由器三大原理
13、：每台路由器根据其自身路由表中的信息独立作出决策。一台路由器的路由表中包含某些信息并不表示其它路由器也包含相同的信息。有关两个网络之间路径的路由信息并不能提供反向路径（即返回路径）的路由信息。,2.1.3 构建路由表,路由表原理非对称路由 数据包沿网络中的一条路径传送，而通过另一条路径返回。这称为非对称路由。当设计和排除网络故障时，网络管理员应检查以下路由信息：从源到目的地的路径是否双向可用？往返路径是否相同？,2.1.4 路径选择和交换功能,数据包字段和帧字段,2.1.4 路径选择和交换功能,最佳路径要确定路由器的最佳路径，就需要对指向相同目的网络的多条路径进行评估，从中选出到达该网络的最优
14、或“最短”路径。当存在到达相同网络的多条路径时，每条路径会使用路由器上的不同送出接口来到达该网络。路由协议根据其用来确定网络距离的值或度量来选择最佳路径。一些路由协议（如 RIP）使用跳数（即路由器与目的网络之间所要经过的路由器个数）作为度量。其它路由协议（如 OSPF）通过检查链路的带宽来决定最短路径，它们会采用路由器与目的网络之间带宽最高的链路。跳数，是指在数据包到达目的地之前必须经过的路由器个数。每台路由器即为一跳。带宽，表示链路的数据传输能力，有时也称为链路速度。,2.1.4 路径选择和交换功能,等价负载均衡当路由器有多条到达目的网络的路径，并且这些路径的度量值（跳数、带宽等）相等时（
15、即所谓的等开销度量），路由器将进行等价负载均衡。不等价负载均衡即使度量不等，如果路由器使用的路由协议具备相应的能力，那么它仍能够通过多个网络发送数据包。我们将此称为不等价负载均衡。,2.1.4 路径选择和交换功能,路径决定是指路由器在转发数据包时决定路径的这一过程。为决定最佳路径，路由器需要在其路由表中搜索能够匹配数据包目的 IP 地址的网络地址。通过该搜索过程，可得到以下三种路径决定结果中的一种：直连网络 如果数据包目的 IP 地址属于与路由器接口直连的网络中的设备，则该数据包将直接转发至该设备。这表示数据包的目的 IP 地址是与该路由器接口处于同一网络中的主机地址。远程网络 如果数据包的目
16、的 IP 地址属于远程网络，则该数据包将转发至另一台路由器。只有将数据包转发至另一台路由器才能到达远程网络。无法决定路由 如果数据包的目的 IP 地址即不属于直连网络也不属于远程网络，并且路由器没有默认路由，则该数据包将被丢弃。路由器会向该数据包的源 IP 地址发送 ICMP 不可达消息。,2.1.4 路径选择和交换功能,交换功能当路由器通过路径决定功能确定送出接口之后，便需要将数据包封装成送出接口的数据链路帧。交换功能是指路由器在一个接口接收数据包并将其从另一个接口转发出去的过程。交换功能的重要责任是将数据包封装成适用于传出数据链路的正确数据帧类型。对于从一个网络传入，以另一个网络为目的地的
17、数据包，路由器会进行哪些处理？路由器主要执行以下三个步骤：通过删除第 2 层帧报头和报尾来解封第 3 层数据包。检查 IP 数据包的目的 IP 地址以便从路由表中选择最佳路径。将第 3 层数据包封装成新的第 2 层帧，并将该帧从送出接口转发出去。,2.1.4 路径选择和交换功能,2 路由协议技术,2.2 静态路由（N2-2）,2.2.1 路由器配置介绍,路由器的连接路由器连接到广域网 DB-60 接口 smart串行口连接到以太网 直通电缆 交叉电缆,2.2.1 路由器配置介绍,配置以太网接口以太网接口参与 ARP配置串行接口show controllers serial 0/0用来检查端口是
18、处于DCE还是DTE状态,R1(config)#interface fastethernet 0/0R1(config-if)#no shutdown,R1(config)#interface serial 0/0R1(config-if)#clock rate 64000/仅配置在广域网连接的DCE端R1(config-if)#no shutdown,2.2.1 路由器配置介绍,以太网接口参与ARP,2.2.1 路由器配置介绍,接口及其状态缺省所有接口是关闭的 这两条消息非常重要。第一条changed state to up消息表示在物理上而言该连接没有任何问题。第二条changed sta
19、te to up消息表示数据链路层运行正常。为了不让这些自动提供的输出对您的输入造成干扰，可进入控制台端口的线路配置模式（Router(config-line)#），然后添加 logging synchronous 命令，这样IOS 返回的消息不会再干扰您的输入。,R1#show interfaces fastethernet 0/0FastEthernet0/0 is administratively down,line protocol is down,2.2.1 路由器配置介绍,路由表路由表是一种数据结构，用于存储从其它源获得的路由信息。路由表的主要用途是为路由器提供通往不同目的网络的路
20、径。路由表包含一组“已知”网络地址 即那些直接相连、静态配置以及动态获知的地址。路由器一般存储网络地址。观察路由如何添加到路由表中，show ip route 命令可显示路由表的内容。,2.2.1 路由器配置介绍,检测路由器接口-Show IP route 用于查看路由表-Show IP Interface brief 用于显示接口部分信息-Show Interfaces 用于显示接口状态-Show running-config 用于显示存储器中的配置文件,2.2.2 直连网络,直连网络上的设备当一个路由器只配置接口而没有配置路由协议 路由表只包含直连网络 只有直连网络上的设备才可达,2.2.
21、2 直连网络,直连网络上的设备,2.2.2 直连网络,检查路由表的更改相对于 show 命令，debug 命令可以对路由器操作进行实时监视。使用 debug ip routing 命令，我们可以查看当添加或删除路由时路由器发生的变化。,2.2.2 直连网络,检查路由表的更改相对于 show 命令，debug 命令可以对路由器操作进行实时监视。使用 debug ip routing 命令，我们可以查看当添加或删除路由时路由器发生的变化。,2.2.2 直连网络,CDP协议Cisco 发现协议(CDP)是功能强大的网络监控与故障排除工具。默认每台 Cisco 设备会定期向直连的 Cisco 设备发送
22、CDP 通告。Cisco 设备启动时会默认启动 CDP。第 3 层邻居，共享同一网络地址空间的设备视为邻居。第 2 层邻居，物理上直连并共享同一数据链路的 Cisco 设备视为邻居。CDP 只工作在第 2 层。CDP 会自动发现运行 CDP 的邻近 Cisco 设备，无论这些设备运行的是何种协议或协议簇。CDP 还会与直连的 CDP 邻居交换硬件和软件设备信息。CDP 提供每台 CDP 邻居设备的以下信息：设备标识符、地址列表、端口标识符、功能列表(例如路由器或交换机)、设备硬件平台等。禁用 CDP，全部禁用在全局配置模式使用no cdp run，只在接口下禁用在相应接口的接口配置模式使用no
23、 cdp enable。,2.2.2 直连网络,CDP协议show cdp neighbors，show cdp neighbors detail命令来查看。,2.2.3 静态路由,ip route 的用途和命令语法我们在前面已讨论过，路由器可通过两种方式获知远程网络：手动方式，通过配置的静态路由获知自动方式，通过动态路由协议获知从一个网络路由到末节网络时，一般使用静态路由。末节网络是只能通过单条路由访问的网络。,2.2.3 静态路由,ip route 的用途和命令语法ip route 命令ip-address：带下一跳地址的静态路由exit-interface：带送出接口的静态路由,2.2.
24、3 静态路由,带下一跳地址的静态路由Show ip routeShow running-config,管理距离/度量值,目标网络,下一跳地址,2.2.3 静态路由,检查静态路由show running-configshow ip route,2.2.3 静态路由,路由表3大原理每台路由器根据其自身路由表中的信息独立作出决策。一台路由器的路由表中包含某些信息并不表示其它路由器也包含相同的信息。有关两个网络之间路径的路由信息并不能提供反向路径（即返回路径）的路由信息。,2.2.3 静态路由,递归到送出接口在路由器转发任何数据包之前，路由表过程必须确定用于转发数据包的送出接口。我们将此过程称为路由解
25、析。递归路由查找 如果路由器在转发数据包前需要执行多次路由表查找，那么它的查找过程就是一种递归查找首先匹配下一跳地址与目的地址下一跳地址匹配一个出接口,2.2.3 静态路由,带送出接口的静态路由大多数静态路由都可以配置送出接口，这使得路由表可以在一次搜索中解析出送出接口，而不用进行两次搜索。,2.2.3 静态路由,送出接口关闭时路由表的变化当关闭送出接口，所有被解析到该端口转出的静态路由都被删除。但是，这些静态路由仍保留在设备的运行配置内。如果该接口重新开启（通过 no shutdown 再次启用），则 IOS 路由表过程将把这些静态路由重新安装到路由表中。,2.2.3 静态路由,修改静态路由
26、出现以下情况时，我们需要对以前配置的静态路由进行修改：目的网络不再存在，此时应删除相应的静态路由。拓扑发生变化，所以中间地址或送出接口必须相应进行修改。修改时必须将现有的静态路由删除，然后重新配置一条。删除静态路由时，使用no ip route 命令删除静态路由，例如：检查静态路由show running-configshow ip routeping和traceroute,2.2.3 静态路由,带以太网接口的静态路由以太网接口和 ARP 配置带送出接口的静态路由，如果送出接口为以太网，该静态路由或许能正常工作，也或许不能。,2.2.4 静态路由的汇总,路由汇总就是将多条路由化为一条，汇总路由
27、减小路由表。配置汇总静态路由1:删除当前静态路由2:配置汇总静态路由3:检验,2.2.5 默认静态路由,默认静态路由这个路由将匹配所有的包.像汇总路由一样能帮助你减少路由条目配置一条默认静态路由和静态路由相似，但IP地址和子网掩码全部是零子网掩码 代表匹配所有网络例如:-Router(config)#ip route 0.0.0.0 exit-interface|ip-address,2.2.5 默认静态路由,R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 serial 0/0/0,默认静态路由,2 路由协议技术,2.3 动态路由协议（N2-3）,协议介绍及其优点,背景
28、与展望动态路由协议的发展动态路由协议的优势网络拓扑结构发生了变化，路由器就会相互交换路由信息。路由协议的概念路由协议由一组处理进程、算法和消息组成，用于交换路由信息，并将其选择的最佳路径添加到路由表中。,协议介绍及其优点,动态路由协议的目的发现远程网络维护最新路由信息选择通往目的网络的最佳路径当前路径无法使用时找出新的最佳路径路由协议的内容数据结构，某些路由协议使用路由表和/或数据库来完成路由过程。此类信息保存在内存中。算法，算法是指用于完成某个任务的一定数量的步骤。路由协议使用算法来路由信息并确定最佳路径。路由协议通告，路由协议使用各种消息找出邻近的路由器，交换路由信息，并通过其它一些任务来
29、获取和维护准确的网络信息。,协议介绍及其优点,静态路由的优点和缺点静态路由的优点：占用的 CPU 处理时间少。便于管理员了解路由。易于配置。静态路由的缺点：配置和维护耗费时间。配置容易出错，尤其对于大型网络。需要管理员维护变化的路由信息。不能随着网络的增长而扩展；维护会越来越麻烦。需要完全了解整个网络的情况才能进行操作。,动态路由的优点和缺点动态路由的优点：增加或删除网络时，管理员维护路由配置的工作量较少。网络拓扑结构发生变化时，协议可以自动做出调整。配置不容易出错。扩展性好，网络增长时不会出现问题。动态路由的缺点：需要占用路由器资源（CPU 时间、内存和链路带宽）。管理员需要掌握更多的网络知
30、识才能进行配置、验证和故障排除工作。,2.3.2 动态路由协议的分类,概要,2.3.2 动态路由协议的分类,IGP和EGPAS（自治系统）-也称为路由域，是指一个共同管理区域内的一组路由器。由于 Internet 基于自治系统，因此既需要使用内部路由协议，也需要使用外部路由协议。,IGP（内部网关协议），用于在自治系统内部路由。此类网络由单个公司或组织管理。适用于 IP 协议的 IGP 包括 RIP、IGRP、EIGRP、OSPF 和 IS-IS。EGP（外部网关协议），用于在自治系统之间路由。用于不同机构管控下。BGP 是目前唯一使用的一种 EGP 协议，属于距离矢量路由协议。,2.3.2
31、动态路由协议的分类,距离矢量(Distance Vector)和链路状态(Link-state)内部网关协议(IGP)可以划分为两类：距离矢量路由协议链路状态路由协议距离矢量协议适用于以下情形：网络结构简单、扁平，不需要特殊的分层设计。管理员没有足够的知识来配置链路状态协议和排查故障.特定类型的网络拓扑结构，如集中星形(Hub-and-Spoke)网络。无需关注网络最差情况下的收敛时间。链路状态协议适用于以下情形：网络进行了分层设计，大型网络通常如此。管理员对于网络中采用的链路状态路由协议非常熟悉。网络对收敛速度的要求极高。,2.3.2 动态路由协议的分类,有类(Classful)和无类(Cl
32、assless)路由协议有类路由协议网络地址是按类（A 类、B 类或 C 类）来分配的。在路由信息更新过程中不发送子网掩码信息，因为子网掩码可以根据网络地址的第一组二进制八位数来确定。不支持 VLSM（可变长子网掩码）。有类路由协议包括 RIPv1 和 IGRP。无类路由协议在无类路由协议的路由信息更新中，同时包括网络地址和子网掩码。无类路由协议支持 VLSM。无类路由协议包括 RIPv2、EIGRP、OSPF、IS-IS 和 BGP 等。,2.3.2 动态路由协议的分类,网络收敛(Convergence)收敛是指所有路由器的路由表达到一致的过程。当所有路由器都获取到完整而准确的网络信息时，网
33、络即完成收敛。收敛时间是指路由器共享网络信息、计算最佳路径并更新路由表所花费的时间。网络在完成收敛后才可以正常运行，因此，大部分网络都需要在很短的时间内完成收敛。收敛的有关属性包括路由信息的传播速度以及最佳路径的计算方法。可以根据收敛速度来评估路由协议。收敛速度越快，路由协议的性能就越好。通常，RIP 和 IGRP 收敛较慢，而 EIGRP 和 OSPF 收敛较快。,4.3.3 度量（Metrics）,度量的作用度量是指路由协议用来分配到达远程网络的路由开销的值。有多条路径通往同一远程网络时，路由协议使用度量来确定最佳的路径。每一种路由协议都有自己的度量。例如，RIP 使用跳数；EIGRP 使
34、用带宽和延迟；OSPF和IS-IS使用开销，Cisco 版本的 OSPF 使用的是带宽。,2.3.3 度量（Metrics）,IP 路由协议中使用的度量跳数，一种简单的度量，计算的是数据包所必须经过的路由器数量带宽，通过优先考虑最高带宽的路径来做出选择负载，考虑特定链路的通信量使用率延迟，考虑数据包经过某个路径所花费的时间可靠性，通过接口错误计数或以往的链路故障次数来估计出现链路故障的可能性开销，由 IOS 或网络管理员确定的值，表示优先选择某个路由。开销既可以表示一个度量，也可以表示多个度量的组合，还可以表示路由策略。负载均衡数据分组会使用所有路由开销相同的路径转发出去。,2.3.4 管理距
35、离（Administrative Distance）,管理距离的用途这个数值用于指定路由协议的优先级使用管理距离值按从高到低的优选顺序来排定优先级。管理距离是从 0 到 255 的整数值。值越低表示路由来源的优先级别越高。,2.3.4 管理距离（Administrative Distance）,动态路由show ip routeshow ip protocols,2.3.4 管理距离（Administrative Distance）,静态路由管理距离为“1”,2.3.4 管理距离（Administrative Distance）,直连路由管理距离为“0”,2 路由协议技术,2.4 RIP（N2
36、-4N2-7）,2.4.1 距离矢量路由协议概述,距离矢量的意义:使用距离矢量路由协议的路由器并不了解到达目的网络的整条路径。该路由器只知道：自身与目的网络之间的距离应该往哪个方向或使用哪个接口转发数据包距离矢量路由协议有一些共同特征周期更新邻居广播更新整个路由表更新,2.4.1 距离矢量路由协议概述,路由协议的算法定义了以下过程：发送和接收路由信息的机制。计算最佳路径并将路由添加到路由表的机制。检测并响应拓扑结构变化的机制。路由协议特征收敛时间可扩展性无类或有类（是否使用 VLSM）资源使用率实现和维护,2.4.1 距离矢量路由协议概述,距离矢量路由协议的优缺点优点 实现和维持网络方式简单
37、资源要求低缺点 收敛慢 扩展性差 容易产生回环,2.4.1 距离矢量路由协议概述,网络发现过程路由器初始启动，直连网络写入路由表。配置路由协议后，路由器就会开始交换路由更新。一开始，这些更新仅包含有关其直连网络的信息。收到更新后，路由器会检查更新，从中找出新信息。任何当前路由表中没有的路由都将被添加到路由表中。此时，路由器已经获知与其直连的网络，以及与其邻居相连的网络。接着路由器开始交换下一轮的定期更新，并继续收敛。路由器继续交换路由信息，当无新信息时收敛结束。网络在达到收敛前无法完全正常工作。,2.4.1 距离矢量路由协议概述,路由表的维护定期更新:RIPv1&IGRP。RIP应用 4个计时
38、器更新计时器(30秒)无效计时器(180秒)抑制计时器(180秒)清除计时器(240秒),2.4.1 距离矢量路由协议概述,路由表的维护限定更新，EIGRP。在路径改变或路由的度量改变时发送，只发送有关该网络的信息，而不是整个路由表，只发往确实需要此信息的那些路由器。部分更新 拓扑改变触发更新 局限的 不定期的触发更新，RIP。路由发生改变后立即发送出去。触发更新不需要等待更新计时器超时。接口状态改变（开启或关闭）某条路由进入（或退出）“不可达”状态 路由表中增加了一条路由,2.4.1 距离矢量路由协议概述,路由表的维护随机抖动 当多路访问 LAN 网段上的多台路由器同时发送路由更新时，更新数
39、据包可能会发生冲突（集线器网络），从而导致延迟或消耗过多带宽。为防止路由器之间同步进行更新，Cisco IOS 引入了称为 RIP_JITTER 的随机变量，此变量会为网络中每台路由器的更新时间间隔减去一段可变时间量。此随机抖动（即可变时间量）的范围是指定更新时间间隔的 0%到 15%。在这种方式下，默认 30 秒的更新间隔实际会在 25 到 30 秒之间随机变化。,2.4.1 距离矢量路由协议概述,路由回环路由环路是指数据包在一系列路由器之间不断传输却始终无法到达其预期目的网络的一种现象。造成环路的可能原因有：静态路由配置错误 路由重分布配置错误 发生了改变的网络中收敛速度缓慢，不一致的路由
40、表未能得到更新 错误配置或添加了丢弃的路由,2.4.1 距离矢量路由协议概述,路由环路会造成的影响:环路内的路由器占用链路带宽来反复收发流量路由器的 CPU 因不断循环数据包而不堪重负影响到网络收敛路由更新可能会丢失或无法得到及时处理目前有多种机制可以消除路由环路。这些机制包括：定义最大度量以防止计数至无穷大抑制计时器水平分割路由毒化或毒性反转触发更新,2.4.1 距离矢量路由协议概述,使用最大度量预防路由环路当不正确的路由更新无休止地增加不再可达的网络的度量值时，就会出现“计数至无穷大”。距离矢量路由协议指定一个度量值来限定无穷大，一旦路由器计数达到该“无穷大”值，该路由就会被标记为不可达。
41、,2.4.1 距离矢量路由协议概述,使用抑制时间预防路由环路抑制计时器可用来防止定期更新消息错误地恢复某条可能已经发生故障的路由。抑制计时器通过以下方式工作：路由器从邻居处接收到更新，该更新表明以前可以访问的网络现在已不可访问。路由器将该网络标记为 possibly down 并启动抑制计时器。如果在抑制期间从任何相邻路由器接收到含有更小度量的有关该网络的更新，则恢复该网络并删除抑制计时器。如果在抑制期间从相邻路由器收到的更新包含的度量与之前相同或更大，则该更新将被忽略。路由器仍然会转发目的网络被标记为 possibly down 的数据包。通过这种方式，路由器便能克服连接断续所带来的问题。如
42、果目的网络确实不可达，但路由器又转发了数据包，黑洞路由就会建立起来并持续到抑制计时器超时。,2.4.1 距离矢量路由协议概述,使用水平分割预防路由回环水平分割规则规定，路由器不能使用接收更新的同一接口来通告同一网络。,2.4.1 距离矢量路由协议概述,使用路由毒化预防路由回环路由毒化用于在发往其它路由器的路由更新中，将相应不可用网络的路由标记为不可达。标记“不可达”的方法是将度量设置为最大值。对于 RIP，毒化路由的度量为 16。路由毒化后，发送触发更新指明网络不可达。,2.4.1 距离矢量路由协议概述,使用带毒性反转的水平分割预防路由回环“带毒性反转的水平分割”规则规定，从特定接口向外发送更
43、新时，将通过该接口获知的所有网络标示为不可达。,网络 10.4.0.0 由于链路故障而变得不可用。R3 通过将度量值设置为 16 使该路由毒化，然后发送触发更新指明 10.4.0.0 不可达。R2 处理该更新，在其路由表中将该路由条目标记为无效，然后立即向 R3 发送毒性反转。它的作用在于确保 R3 不会轻易受到有关网络 10.4.0.0 的错误更新的影响。,2.4.1 距离矢量路由协议概述,距离矢量路由协议现状在实际环境中到底使用哪一种协议取决于多种因素，包括：网络规模路由器型号之间的兼容性所需的管理知识,2.4.1 距离矢量路由协议概述,距离矢量路由协议现状RIP 的功能:支持用于防止路由
44、环路的水平分割和带毒性反转的水平分割。能够在多达六条的等价路径上进行负载均衡。默认为四条等价路径。易于配置能够工作在多种路由器品牌共存的复杂环境中EIGRP的功能包括：触发更新使用拓扑表维护从邻居处收到的所有路由支持 VLSM 和手动路由总结。使用 EIGRP hello 协议与相邻路由器建立邻接关系无类距离矢量路由协议Cisco 私有协议,2.4.1 距离矢量路由协议概述,距离矢量路由协议现状,2.4.2 RIP第1版,RIP 特征和消息格式RIP，路由信息协议RIP 是一种距离矢量路由协议RIPv1 是一种有类别路由协议,RIPv2 是一种无类别路由协议RIP 使用跳数作为路径选择的唯一度
45、量将跳数超过 15 的路由通告为不可达每 30 秒广播一次消息,2.4.2 RIP第1版,RIPv1 特征和消息格式,2.4.2 RIP第1版,RIPv1消息格式RIPv1 报头 命令字段 版本字段 必须为零路由条目 地址类型标识符 IP 地址 度量,2.4.2 RIP第1版,RIP工作方式RIP使用两种类型的消息:请求消息RIP 的接口在启动时都会发送请求消息要求所有 RIP 邻居发送完整的路由表响应消息此消息回应请求的路由器包含整个路由表由于RIPv1 是一个有类路由协议，因此更新中不包含子网掩码RIP的管理距离RIP的默认管理距离是120,2.4.2 RIP第1版,RIPv1的基本配置拓
46、扑结构,2.4.2 RIP第1版,RIPv1的基本配置配置和激活所有接口进入全局配置模式使用Router RIP命令启用rip协议R1(config)#router rip进入 RIP 路由配置模式，使用network命令设置需要通告的本地连接的网络。Network的作用：在属于某个指定网络的所有接口上启用 RIP，相关接口将开始发送和接收 RIP 更新。在每 30 秒一次的 RIP 路由更新中向其它路由器通告该指定网络。,2.4.2 RIP第1版,RIPv1的基本配置,2.4.2 RIP第1版,RIPv1的检验和故障排除show ip route,2.4.2 RIP第1版,RIPv1的检验和
47、故障排除show ip protocol,2.4.2 RIP第1版,RIPv1的检验和故障排除debug ip rip,2.4.2 RIP第1版,RIPv1的检验和故障排除不必要的 RIP 更新会影响网络性能 带宽浪费在传输不必要的更新上。LAN 上的所有设备都必须逐层处理更新，直到传输层后接收设备才会丢弃更新。在广播网络上通告更新会带来严重的风险。被动接口防止从接口发送更新在路由器配置模式下输入 passive-interface 命令。R2(config-router)#passive-interface FastEthernet 0/0,2.4.2 RIP第1版,RIPv1的检验和故障排
48、除,2.4.2 RIP第1版,边界路由器边界路由器总结从一个主网到另一个主网的 RIP 子网。RIP 自动汇总为有类网络。控制 RIPv1更新的两条原则如果某条路由更新及其接收接口属于相同的主网，则在路由更新中对该网络应用该接口的子网掩码。如果某条路由更新及其接收接口属于不同的主网，则在路由更新中对该网络应用网络的有类子网掩码。,2.4.2 RIP第1版,自动汇总,2.4.2 RIP第1版,自动汇总的优缺点优点:可以使发送和接收的路由更新较小使用单条路由可加快 路由表的查找过程缺点:不支持不连续网络路由器只宣告主网络地址,2.4.2 RIP第1版,默认路由和 RIPv1禁用 R2 上网络 19
49、2.168.4.0 的 RIP 路由。为 R2 配置一条默认路由，以将默认流量发送给 R3。完全禁用 R3 上的 RIP 路由。为 R3 配置一条通往 172.30.0.0 子网的静态路由。在路由器配置模式中使用 default-information originate 命令指定该路由器为默认信息的来源，由该路由器在 RIP 更新中传播静态默认路由。,2.4.2 RIP第1版,默认路由和 RIPv1,2.4.3 VLSM和CIDR,有类IP寻址截止到 2007 年 1 月，Internet 的主机数量已经超过 4.33 亿台。保留 IPv4 地址空间地方法:VLSM 和 CIDR(1993,
50、RFC 1519)网络地址转换-NAT(1994,RFC 1631)私有地址(1996,RFC 1918)有类路由更新有类 IP 地址意味着网络地址的子网掩码可由第一组二进制八位数的值来确定，或者更准确地说，掩码由地址的前三个位来确定。在路由更新中不发送子网掩码，例如：RIPv1,2.4.3 VLSM和CIDR,无类IP寻址无类域间路由(CIDR RFC 1517)CIDR允许:更灵活地使用 IPv4 地址空间前缀聚合，减小了路由表路由更新中要求提供子网掩码，因为地址类别已经没有意义了CIDR 和路由汇总CIDR 可以根据具体的需要而不是按照地址类，使用可变长子网掩码(VLSM)为子网分配IP
