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1、路由環(huán)路什么是路由環(huán)路?路由環(huán)路是指數(shù)據(jù)包在一系列路由器之間不斷傳輸卻始終無(wú)法到達(dá)其預(yù)期目的網(wǎng)絡(luò)的一種現(xiàn)象。當(dāng)兩臺(tái)或多臺(tái)路由器的路由信息中存在錯(cuò)誤地指向不可達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的有效路徑時(shí),就可能發(fā)生路由環(huán)路。造成環(huán)路的可能原因有:.靜態(tài)路由配置錯(cuò)誤.路由重分布配置錯(cuò)誤.發(fā)生了改變的網(wǎng)絡(luò)中收斂速度緩慢,不一致的路由表未能得到更新,錯(cuò)誤配置或添加了丟棄的路由距離矢量路由協(xié)議的工作方式比較簡(jiǎn)單。其簡(jiǎn)單性導(dǎo)致它容易存在諸如路由環(huán)路之類的缺陷。在鏈路狀態(tài)路由協(xié)議中,路由環(huán)路較為少見(jiàn),但在某些情況下也會(huì)發(fā)生。注:IP協(xié)議自身包含防止數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中無(wú)休止傳輸?shù)臋C(jī)制。IP設(shè)置了生存時(shí)間(TTL)字段,每經(jīng)過(guò)一臺(tái)路由器

2、,該值都會(huì)減1。如果TTL變?yōu)榱?,則路由器將丟棄該數(shù)據(jù)包。路由環(huán)路會(huì)造成什么影響?路由環(huán)路會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)造成嚴(yán)重影響,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能降低,甚至使網(wǎng)絡(luò)癱瘓。路由環(huán)路可能造成以下后果:.環(huán)路內(nèi)的路由器占用鏈路帶寬來(lái)反復(fù)收發(fā)流量。.路由器的CPU因不斷循環(huán)數(shù)據(jù)包而不堪重負(fù)。.路由器的CPU承擔(dān)了無(wú)用的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)工作,從而影響到網(wǎng)絡(luò)收斂。.路由更新可能會(huì)丟失或無(wú)法得到及時(shí)處理。這些狀況可能會(huì)導(dǎo)致更多的路由環(huán)路,使情況進(jìn)一/少I(mǎi)心。.數(shù)據(jù)包可能丟失在黑洞”中。路由環(huán)路一般是由距離矢量路由協(xié)議引發(fā)的,目前有多種機(jī)制可以消除路由環(huán)路。這些機(jī)制包括:.定義最大度量以防止計(jì)數(shù)至無(wú)窮大.抑制計(jì)時(shí)器.水平分割.路由毒化或毒

3、性反轉(zhuǎn).觸發(fā)更新問(wèn)題:計(jì)數(shù)值無(wú)窮大當(dāng)不正確的路由更新無(wú)休止地增加不再可達(dá)的網(wǎng)絡(luò)的度量值時(shí),就會(huì)出現(xiàn)“計(jì)數(shù)至無(wú)窮大”下面我們來(lái)分析下三臺(tái)路由器不定時(shí)地發(fā)送更新時(shí),路由表會(huì)出現(xiàn)的情況:1.當(dāng)10.4.0.0斷開(kāi)的時(shí)候,r3中的有關(guān)于10.0.0.0的網(wǎng)絡(luò)是不可達(dá)的在r3未發(fā)送更新之前,r2向r3發(fā)送更新,此時(shí)r3中有關(guān)于10.4網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)變?yōu)榱?,隨后,r3向r2發(fā)送更新路由表中10.4網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)為3,接著r2會(huì)向ri發(fā)送更新,ri中有關(guān)于10.4.0.0的條目的跳數(shù)為4第二輪更新為:r2向r3發(fā)送更新,此時(shí)r3中有關(guān)于10.4網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)變?yōu)榱?,隨后,r3向r2發(fā)送更新路由表中i0.4網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)

4、為5,接著r2會(huì)向ri發(fā)送更新,ri中有關(guān)于i0.4.0.0的條目的跳數(shù)為6就這樣不停地更新下去,從而無(wú)休止的更新這個(gè)不可達(dá)目的地的網(wǎng)絡(luò)路由防止計(jì)數(shù)值無(wú)窮大的解決方法:為了防止度量無(wú)限增大,可以通過(guò)設(shè)置最大度量值來(lái)界定“無(wú)窮大”。例如,RIP將無(wú)窮大定義為i6跳,大于等于此值的路由即為“不可達(dá)”。一旦路由器計(jì)數(shù)達(dá)到該“無(wú)窮大”值,該路由就會(huì)被標(biāo)記為不可達(dá)。使用抑制計(jì)時(shí)器防止路由環(huán)路:抑制計(jì)時(shí)器可用來(lái)防止定期更新消息錯(cuò)誤地恢復(fù)某條可能已經(jīng)發(fā)生故障的路由。抑制計(jì)時(shí)器指示路由器將那些可能會(huì)影響路由的更改保持一段特定的時(shí)間。如果確定某條路由為down(不可用)或possiblydown(可能不可用),

5、則在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi),任何包含相同狀態(tài)或更差狀態(tài)的有關(guān)該路由的信息都將被忽略。這表示路由器將在一段足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將路由標(biāo)記為unreachable(不可達(dá)),以便路由更新能夠傳遞帶有最新信息的路由表。抑制計(jì)時(shí)器通過(guò)以下方式工作:1. 路由器從鄰居處接收到更新,該更新表明以前可以訪問(wèn)的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在已不可訪問(wèn)。2. 路由器將該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記為possiblydown并啟動(dòng)抑制計(jì)時(shí)器。3. 如果在抑制期間從任何相鄰路由器接收到含有更小度量的有關(guān)該網(wǎng)絡(luò)的更新,則恢復(fù)該網(wǎng)絡(luò)并刪除抑制計(jì)時(shí)器。4. 如果在抑制期間從相鄰路由器收到的更新包含的度量與之前相同或更大,則該更新將被忽略。如此一來(lái),更改信息便可以繼續(xù)在網(wǎng)絡(luò)中傳

6、播一段時(shí)間。5. 路由器仍然會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)目的網(wǎng)絡(luò)被標(biāo)記為possiblydown的數(shù)據(jù)包。通過(guò)這種方式,路由器便能克服連接斷續(xù)所帶來(lái)的問(wèn)題。如果目的網(wǎng)絡(luò)確實(shí)不可達(dá),但路由器又轉(zhuǎn)發(fā)了數(shù)據(jù)包,黑洞路由就會(huì)建立起來(lái)并持續(xù)到抑制計(jì)時(shí)器超時(shí)。水平分割:防止由于距離矢量路由協(xié)議收斂緩慢而導(dǎo)致路由環(huán)路的另一種方法是水平分割。水平分割規(guī)則規(guī)定,路由器不能使用接收更新的同一接口來(lái)通告同一網(wǎng)絡(luò)。對(duì)前面的示例路由i0.4.0.0應(yīng)用水平分割后,將引發(fā)下面的一系列活動(dòng):R3將i0.4.0.0網(wǎng)絡(luò)通告給R2。R2接收該信息并更新其路由表。R2隨后通過(guò)S0/0/0將i0.4.0.0網(wǎng)絡(luò)通告給Ri。R2不會(huì)通過(guò)S0/0/i將i0

7、.4.0.0通告給R3,因?yàn)樵撀酚烧菑脑摻涌讷@得。5 / 5.R1接收該信息并更新其路由表。因?yàn)槭褂昧怂椒指睿訰1也不會(huì)將關(guān)于網(wǎng)絡(luò)10.4.0.0的信息通告給R2通過(guò)上述活動(dòng),路由器相互交換了完整的路由更新(違反水平分割規(guī)則的路由除外)結(jié)果如下:R2 將網(wǎng)絡(luò) 10.3.0.0R2 將網(wǎng)絡(luò) 10.1.0.0R1 將網(wǎng)絡(luò) 10.1.0.0R3 將網(wǎng)絡(luò) 10.4.0.0和10.4.0.0通告給R1和10.2.0.0通告給R3通告給R2。通告給R2。請(qǐng)注意,R2發(fā)送到R1和R3的路由更新是不同的注:管理員可以禁用水平分割。在特定情況下,為獲得正確的路由必須禁用水平分割。路由毒化路由毒化是距離矢

8、量路由協(xié)議用來(lái)防止路由環(huán)路的一種方法。路由毒化用于在發(fā)往其它路由器的路由更新中將路由標(biāo)記為不可達(dá)。標(biāo)記不可達(dá)”的方法是將度量設(shè)置為最大值。對(duì)于RIP,毒化路由的度量為16o拓?fù)湟廊皇巧厦娴?,讓我們看看路由毒化如何發(fā)揮作用。網(wǎng)絡(luò)10.4.0.0由于鏈路故障而變得不可用。R3通過(guò)將度量值設(shè)置為16使該路由毒化,然后發(fā)送觸發(fā)更新指明10.4.0.0不可達(dá)。R2處理該更新。由于度量為16,所以R2在其路由表中將該路由條目標(biāo)記為無(wú)效。R2隨后將毒性更新發(fā)送給R1,更新中的度量值被再次設(shè)置為16,以此表明該路由不可用。R1處理該更新并將其路由表中的10.4.0.0條目標(biāo)記為無(wú)效。通過(guò)這種方法,在網(wǎng)絡(luò)上傳播

9、有關(guān)10.4.0.0的信息比等待跳數(shù)達(dá)到無(wú)窮大”更加迅速,因此路由毒化可加速收斂過(guò)程。帶毒性反轉(zhuǎn)的水平分割毒性反轉(zhuǎn)可以與水平分割技術(shù)結(jié)合使用。這種方法稱為帶毒性反轉(zhuǎn)的水平分割。帶毒性反轉(zhuǎn)的水平分割”規(guī)則規(guī)定,從特定接口向外發(fā)送更新時(shí),將通過(guò)該接口獲知的所有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)示為不可達(dá)。帶毒性反轉(zhuǎn)的水平分割技術(shù)基于以下理念:相比將路由器蒙在鼓里而言,在第一時(shí)間明確告訴該路由器需要忽略的路由效果更佳。我們來(lái)看下帶毒性反轉(zhuǎn)的水平分割是如何發(fā)揮作用的。網(wǎng)絡(luò)10.4.0.0由于鏈路故障而變得不可用。R3通過(guò)將度量值設(shè)置為16使該路由毒化,然后發(fā)送觸發(fā)更新指明10.4.0.0不可達(dá)。R2處理該更新,在其路由表中將該路

10、由條目標(biāo)記為無(wú)效,然后立即向R3發(fā)送毒性反轉(zhuǎn)。毒性反轉(zhuǎn)非常特殊,它會(huì)使路由器忽略水平分割規(guī)則的要求。它的作用在于確保R3不會(huì)輕易受到有關(guān)網(wǎng)絡(luò)10.4.0.0的錯(cuò)誤更新的影響。注:水平分割功能是默認(rèn)啟用的功能。然而,并非所有IOS實(shí)現(xiàn)都默認(rèn)啟用了帶毒性反轉(zhuǎn)的水平分割。IP和TTLTTL(生存時(shí)間)是IP報(bào)頭中的8位字段,它限制了數(shù)據(jù)包在被丟棄之前能夠在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)奶鴶?shù)。設(shè)置TTL字段的目的是防止無(wú)法投遞的數(shù)據(jù)包無(wú)休止地在網(wǎng)絡(luò)中來(lái)回傳輸。數(shù)據(jù)包的源設(shè)備會(huì)對(duì)8位的TTL字段設(shè)置一個(gè)值。在到達(dá)目的地的過(guò)程中,每經(jīng)過(guò)一臺(tái)路由器,TTL的值就會(huì)減1。如果在到達(dá)目的地之前TTL字段的值減為零,則路由器將丟棄

11、該數(shù)據(jù)包并向該IP數(shù)據(jù)包的源地址發(fā)送Internet控制消息協(xié)議(ICMP)錯(cuò)誤消息。從右側(cè)的動(dòng)畫(huà)可以看出,即使在發(fā)生路由環(huán)路的情況下,數(shù)據(jù)包也不會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中無(wú)休止地傳輸。TTL的值最終會(huì)減為0,然后被路由器丟棄。對(duì)于距離矢量路由協(xié)議,人們實(shí)際上只有兩個(gè)選擇:要么使用RIP,要么使用EIGRP。在實(shí)際環(huán)境中到底使用哪一種協(xié)議取決于多種因素,包括:網(wǎng)絡(luò)規(guī)模路由器型號(hào)之間的兼容性所需的管理知識(shí)RIP經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,RIP已經(jīng)從有類路由協(xié)議(RIPv1)發(fā)展到無(wú)類路由協(xié)議(RIPv2)。RIPv2是一種標(biāo)準(zhǔn)化的路由協(xié)議,能夠工作在多種路由器品牌共存的復(fù)雜環(huán)境中。不同公司生產(chǎn)的路由器可以通過(guò)RIP進(jìn)行通

12、信。它是可用于配置的最早期路由協(xié)議之一,非常適合小型網(wǎng)絡(luò)。但是,RIPv2仍有自身的局限性。RIPv1和RIPv2在計(jì)算路由度量時(shí)都只考慮跳數(shù),有效路由的跳數(shù)不能超過(guò)15跳。RIP的功能:支持用于防止路由環(huán)路的水平分割和帶毒性反轉(zhuǎn)的水平分割。能夠在多達(dá)六條的等價(jià)路徑上進(jìn)行負(fù)載均衡。默認(rèn)為四條等價(jià)路徑。RIPv2對(duì)RIPv1進(jìn)行了如下改進(jìn):在路由更新中包含子網(wǎng)掩碼,從而使協(xié)議變?yōu)闊o(wú)類路由協(xié)議。增加驗(yàn)證機(jī)制以確保路由表更新的安全性。支持可變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼(VLSM)。使用組播地址代替廣播地址。支持手動(dòng)總結(jié)路由。EIGRPEIGRP(增強(qiáng)型IGRP)是在IGRP的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)而來(lái),是另一種距離矢量協(xié)議。E

13、IGRP具備某些鏈路狀態(tài)路由協(xié)議功能,是一種無(wú)類距離矢量路由協(xié)議。與RIP或OSPF不同的是,EIGRP是由Cisco開(kāi)發(fā)的專有協(xié)議,僅在Cisco路由器上運(yùn)行。EIGRP的功能包括:觸發(fā)更新(EIGRP沒(méi)有定期更新)。使用拓?fù)浔砭S護(hù)從鄰居處收到的所有路由(不僅是最佳路徑)。使用EIGRPhello協(xié)議與相鄰路由器建立鄰接關(guān)系。支持VLSM和手動(dòng)路由總結(jié)。這些功能使得EIGRP有能力創(chuàng)建具有層次結(jié)構(gòu)的大型網(wǎng)絡(luò)。EIGRP的優(yōu)點(diǎn):盡管路由以距離矢量方式傳播,但度量是根據(jù)最小帶寬和路徑的累積延遲進(jìn)行計(jì)算,而不是根據(jù)跳數(shù)得出。采用擴(kuò)散更新算法(DUAL)進(jìn)行路由計(jì)算,收斂速度更快。DUAL允許向EIGRP拓?fù)浔聿迦雮溆寐酚?,?dāng)

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