路由協(xié)議的概述

1、路由協(xié)議的概述 09級計研 趙修娜1主要內(nèi)容：路由協(xié)議概述距離矢量路由選擇協(xié)議路由信息選擇協(xié)議RIP實驗2一、動態(tài)路由協(xié)議的基本概述網(wǎng)絡管理員基于很多考慮來選擇路由選擇協(xié)議，包括網(wǎng)絡的規(guī)模，可用鏈路的帶寬，路由器的處理能力、品牌、型號等來選擇所使用的協(xié)議。1、動態(tài)路由選擇相比靜態(tài)的優(yōu)點與缺點靜態(tài)路由選擇允許路由器根據(jù)人工配置的信息正確地將分組從一個網(wǎng)絡路由到另一個網(wǎng)絡。動態(tài)路由選擇是根據(jù)路由選擇表將分組從一個網(wǎng)絡路由到另一個網(wǎng)絡?？梢栽试S網(wǎng)絡快速地更新和適應于變化。動態(tài)路由往往展示了關于一個互聯(lián)網(wǎng)絡的所有知道的信息，靜態(tài)路由選擇允許指定希望展示有限的網(wǎng)絡信息。當一個網(wǎng)絡只有一條路徑到達時，配置

2、網(wǎng)絡的靜態(tài)路由就足夠了。32、動態(tài)路由選擇操作動態(tài)路由選擇的成功基于兩個基本的路由器功能：路由選擇表的維護。以路由選擇更新的形式，將信息適時地發(fā)布給其他路由器（如圖所示）。路由協(xié)議路由協(xié)議路由信息表路由信息表R1R243、識別路由選擇協(xié)議的種類大多數(shù)路由選擇算法可以被分為以下類別：距離矢量。（RIP、IGRP）鏈路狀態(tài)。（OSPF)距離矢量路由選擇協(xié)議確定互聯(lián)網(wǎng)絡中任何一條鏈路的方向和距離。鏈路狀態(tài)路由選擇協(xié)議方法也被稱為最短路徑優(yōu)先（SPF)，它重建整個互連網(wǎng)絡的精確拓撲結構。 4、路由選擇協(xié)議特性 距離矢量路由選擇算法定期地將路由選擇表的拷貝從一個路由器發(fā)往另一個路由器。 鏈路狀態(tài)路由選擇

3、協(xié)議維護一個復雜的拓撲信息數(shù)據(jù)庫。鏈路狀態(tài)算法維護著遠端路由器及其互連情況的全部信息。55、路由選擇協(xié)議的路徑確定路徑確定功能允許路由器評估指向目的的可用路徑，路由選擇服務在評估網(wǎng)絡路徑時使用網(wǎng)絡的拓撲信息。該信息由網(wǎng)絡管理員配置或通過網(wǎng)絡中的動態(tài)進程來收集。網(wǎng)絡層使用IP路由選擇表將分組從源網(wǎng)絡發(fā)送給目的網(wǎng)絡。路由器決定使用哪條路徑后，就進行轉(zhuǎn)發(fā)分組的處理。路由選擇是路由器用來將分組轉(zhuǎn)發(fā)到目的地網(wǎng)絡的過程。路由器根據(jù)分組的目的IP 地址作出決定。沿途所有設備使用目的IP地址指向分組的正確方向。目的IP地址使分組最終可以到達目的地。為了做出正確的決定，路由器必須獲知遠程網(wǎng)絡的方向，當路由器使用

4、動態(tài)路由選擇協(xié)議時，可以從其他路由器學習到達遠程網(wǎng)絡的方向。當使用靜態(tài)路由選擇時，網(wǎng)絡管理員手工配置遠程網(wǎng)絡信息。路由器經(jīng)常使用兩個基本功能將分組從一條數(shù)據(jù)鏈路中繼到另一條數(shù)據(jù)鏈路上：路徑確定功能和交換功能。66、路由選擇協(xié)議配置在路由器上啟動IP 路由協(xié)議，必須設置全局和接口參數(shù)。全局設置包括選擇一個路由選擇協(xié)議，如RIP、IGRP、EIGRP或OSPF。路由選擇配置模式中的主要任務是指明IP網(wǎng)絡號。動態(tài)路由選擇使用廣播和組播與其他路由器通信。路由選擇的度量標準幫助路由器找到到達每個網(wǎng)絡或子網(wǎng)的最佳路徑。Router命令啟動一個路由選擇進程。Router命令的語法如下：Router（conf

5、ig）#router protocoloptions其中：Protocol可以是RIP、IGRP或者EIGRP.Options表示自治系統(tǒng)號碼，例如IGRP和EIGRP協(xié)議中所使用的。Network命令是必需的，因為它允許路由選擇進程識別參與發(fā)送和接收路由選擇更新的接口。Network命令的語法如下：Router（config-router)#network network number這里的network number是直連網(wǎng)絡的IP網(wǎng)絡地址。7二、距離矢量路由選擇協(xié)議1、路由選擇信息協(xié)議（RIP)具有如下特點：它用跳數(shù)作為路徑選擇的度量標準。如果跳數(shù)大于15，則丟棄分組。周期性更新，每30

6、秒更新一次，采用廣播式更新。更新出去的內(nèi)容是自己的路由表。只傳給自己直鄰的鄰居，不會被其他路由收到更新的路由表。適合小型網(wǎng)絡。2、內(nèi)部網(wǎng)關路由選擇協(xié)議（IGRP）具有如下特點：它用帶寬、延遲、負載可靠性、最大傳輸數(shù)據(jù)單元作為路徑選擇的標準。周期性更新，每90秒更新一次，采用廣播式更新?？勺詣犹幚聿淮_定的或復雜的拓撲?？商幚聿煌瑤捄脱舆t的網(wǎng)段。適合大型網(wǎng)絡。83、距離矢量路由選擇更新 當距離矢量協(xié)議的網(wǎng)絡發(fā)生變化的時候，一定會引起路由選擇表的周期更新。路由選擇表更新的效率對路由選擇協(xié)議非常重要。類似于網(wǎng)絡的發(fā)現(xiàn)過程，拓撲改變的更新系統(tǒng)從一個路由器到另一個路由器逐步進行。如圖，說明了距離矢量協(xié)議

7、如何處理拓撲變化。更新該路由選擇表的進程更新該路由選擇表的進程拓撲的變化引起路由選擇表的更新路由器A發(fā)送更新后的路由選擇表AB94、距離矢量路由選擇環(huán)路問題 如果網(wǎng)絡或路由選擇拓撲變化造成路由選擇條目不一致，結果網(wǎng)絡經(jīng)歷了緩慢的收斂，那么就會產(chǎn)生路由選擇環(huán)路。如圖顯示了路由選擇環(huán)路。網(wǎng)絡1不可達備用路由：網(wǎng)絡1，距離4備用路由：網(wǎng)絡1，距離3網(wǎng)絡1故障AEBDC10路由選擇環(huán)路產(chǎn)生的過程如下：在網(wǎng)絡1出現(xiàn)故障以前，所有的路由器都擁有一致的認識和正確的路由選擇表。這是網(wǎng)絡被稱為已經(jīng)收斂。假設該例中路由器C到達網(wǎng)絡1的最佳路徑通過路由器B,并且從路由器C到達網(wǎng)絡1的距離是3 。當網(wǎng)絡1出現(xiàn)故障時，

8、路由器E發(fā)送一條更新給路由器A。路由器A停止向網(wǎng)絡1路由分組，但是路由器B、C、D繼續(xù)向網(wǎng)絡1路由分組，因為該故障沒有通知他們。當路由器A發(fā)出自己的更新后，路由器B和D停止向網(wǎng)絡1發(fā)送路由分組。但是C仍然沒收到更新。對于C而言，網(wǎng)絡1仍然可以通過路由器B到達?，F(xiàn)在路由器C向路由器D發(fā)送定期更新，指示有一條路徑路由器B可以到達網(wǎng)絡1。路由器D修改自己的路由表以反映這條不正確的信息，并把這個信息發(fā)送給路由器A，A將這個信息發(fā)送給路由器B和E，以此類推。任何到達網(wǎng)絡1的分組現(xiàn)在都會沿著路由器C到B到A到D然后回到C如此循環(huán)的傳輸。115、如何解決路由選擇環(huán)路問題 定義一個最大值。如之前的那個例子，網(wǎng)

9、絡1的無效會不斷的循環(huán)下去，直到其它進程停止該循環(huán)。這種情況被稱為計數(shù)到無窮大，盡管目的網(wǎng)絡已經(jīng)出現(xiàn)故障，分組仍然在網(wǎng)絡中循環(huán)。當路由器計數(shù)到無窮大時，無效信息使得路由環(huán)路存在。通過定義最大值，路由選擇協(xié)議允許路由選擇環(huán)路度量標準值超過其最大允許值之前繼續(xù)存在。超過了距離矢量的默認最大值，路由器將丟棄這個分組。在任何情況下，當度量標準值超過最大值時，認為目的網(wǎng)絡不可達。通過水平分割消除路由選擇環(huán)路。路由選擇環(huán)路產(chǎn)生的另一個可能的原因是返回給路由器的不正確的信息與該路由器最初發(fā)送的正確信息矛盾。如圖，解釋這個問題的產(chǎn)生。解釋水平分割怎樣消除路由選擇環(huán)路。12網(wǎng)絡1不可達網(wǎng)絡1故障ECDB不更新路

10、由器A關于網(wǎng)絡1的路由D不更新路由器A關于網(wǎng)絡1的路由AB13過程如下:路由器A向路由器B和D發(fā)送更新，指示網(wǎng)絡1出現(xiàn)故障，然后路由器C還沒有收斂而向路由器B傳輸?shù)母轮甘揪W(wǎng)絡1可以通過路由器D以3跳的距離到達。路由器C也沒有收斂并發(fā)送其到網(wǎng)絡1的路由更新。路由器B錯誤的判斷路由器C仍然有一條有效路徑到達網(wǎng)絡1，盡管它的度量標準差一些。路由器B向路由器 A發(fā)送一個更新，通告路由器A有一條新的路徑到達網(wǎng)絡1.路由器A現(xiàn)在確定它可以通過路由器B向網(wǎng)絡1發(fā)送消息。路由器B又確定它可以通過路由器C向網(wǎng)絡1發(fā)送消息，而路由器C又確定它可以通過路由器D向網(wǎng)絡1發(fā)送消息。所有進入這個環(huán)境的分組都將在路由器之

11、間進行循環(huán)。水平分割通過消除這些路由選擇環(huán)路來嘗試避免這種情況。使用水平分割規(guī)則，如果關于網(wǎng)路1的路由選擇更新從路由器A到達，那么路由器B和D 就不能把關于網(wǎng)絡1的信息返回給路由器A。利用水平分割的規(guī)則，路由器C最終會收到網(wǎng)絡1故障的消息，并且會正確收斂，從而消除了路由選擇環(huán)路。水平分割減少了錯誤的路由信息，也減少了路由選擇開銷。14通過毒性反轉(zhuǎn)消除路由選擇環(huán)路 路由中毒或具有毒性反轉(zhuǎn)的水平分割由各種距離矢量協(xié)議使用，用來克服大型路由選擇環(huán)路，并在一個子網(wǎng)或網(wǎng)絡不能被訪問時提供直接的信息。路由中毒一般通過將跳數(shù)設置成為最大跳數(shù)加1來實現(xiàn)。毒性反轉(zhuǎn)是避免路由選擇環(huán)路的另一種方法。它的規(guī)則是：一旦

12、從一個接口學習到一個路由，那么這個路由作為不可達路由從同一個接口回送。假設如圖所示：各個路由器都啟用了毒性反轉(zhuǎn)。當路由器A從路由器B學習到了網(wǎng)絡1后，它通過它的鏈路向路由器B和C通告網(wǎng)絡1不可到達。路由器C如果收到通過路由器A到達網(wǎng)絡1的路徑，因為不可達的通告就要刪除這條路徑。BC網(wǎng)絡1DA15用觸發(fā)更新避免路由選擇環(huán)路新的路由選擇表一般是定期發(fā)送給鄰接路由器的。然而觸發(fā)更新則是立即發(fā)送以響應路由選擇表的變化。路由器一旦檢測到拓撲發(fā)生變化就向鄰近的路由器發(fā)送一條更新信息。然后這些路由器又產(chǎn)生觸發(fā)更新，將變化通知給它們鄰近鄰居。觸發(fā)更新的使用，并結合路由中毒，能確保所有路由器在抑制定時器期滿之前

13、就知道失效的路由。觸發(fā)更新時無需等待定時器期滿就發(fā)送更新。路由器立即在它的其他接口上發(fā)送路由選擇信息。這個行為使得鄰接路由器上關于該網(wǎng)絡狀態(tài)的更新信息的轉(zhuǎn)發(fā)和抑制定時器的啟動更加迅速。這些更新會很快傳遍整個網(wǎng)絡。C網(wǎng)絡1網(wǎng)絡1不可達BA16用抑制定時器防止路由選擇環(huán)路可以用抑制定時器來避免計數(shù)到無窮大的問題。這個過程的正確順序如下：當一個路由器從鄰居處接收到一條更新，指示以前可到達的網(wǎng)絡目前不可達了，這個路由器標記該路由為不可達，同時啟動一個抑制定時器。如果在抑制定時器期滿以前，從同一個鄰居處收到指示該網(wǎng)絡又可達的更新，那么該路由器就表示這個網(wǎng)絡可達，并刪除抑制定時器。如果這個更新來自其他的鄰

14、接路由器，而且具有比以前記錄更好的度量標準，那么該路由器就標示這個網(wǎng)絡可到達，并刪除抑制定時器。如果在抑制定時器期滿以前收到來自其他鄰接路由器的更新，而且度量標準更差，則忽略這個更新。這種情況下忽略更新會允許有更多的時間將分裂性的變化傳播到整個網(wǎng)絡。17三、路由選擇信息協(xié)議（RIP）路由選擇信息協(xié)議（RIP），其關鍵特點如下：它是一個距離矢量路由選擇協(xié)議。使用跳數(shù)作為路徑選擇的度量標準。路由跳數(shù)值大于15時，丟棄使用該路由的轉(zhuǎn)發(fā)分組。默認情況下，路由選擇的更新每30秒廣播一次。由于RIP只根據(jù)跳數(shù)值確定路徑，即使有快速的路徑，跳數(shù)相比之下多，也不會選擇快速的路徑。配置RIP router ri

15、p命令啟用RIP作為路由選擇協(xié)議，然后使用network命令告知RIP通告哪些直連網(wǎng)絡。路由選擇進程將網(wǎng)絡地址與接口關聯(lián)起來，并在這些接口上發(fā)送和傾聽RIP更新。 路由器由于配置的改變而更新其路由選擇表后，應立即發(fā)送路由選擇更新，將其變化通知其他網(wǎng)絡路由器。這些更新獨立于RIP路由器所發(fā)出的周期性更新。如果更新時從另一個主要網(wǎng)絡不同于接收接口的另一個接口發(fā)送出去的，那么RIP就只通告有類網(wǎng)絡或主要類別的網(wǎng)絡地址。18四、RIP 實驗下面將介紹一下關于RIP的實驗：實驗目的：在兩臺路由器之間配置RIP，測試兩臺主機的連通性。首先在pc上安裝Dynamips模擬器，Dynamips是一個基于虛擬化

16、技術的模擬器（emulator），用于模擬思科（Cisco）的路由器。然后我們需要登錄窗口，也就是進行遠程連接的軟件，我們用SecureCRT軟件，SecureCRT 是高度可定制的終端仿真器，適用于Internet 和 Intranet，支持 IPv6 標準。對于連接到運行 Windows、UNIX 和 VMS 的 遠程系統(tǒng)來說，SecureCRT 是理想的選擇。支持 SSH1，SSH2，Telnet，RLogin，Serial，和 TAPI 協(xié)議。而我們在這里主要用telnet協(xié)議。安裝好之后就是設定參數(shù)了。實驗的拓撲圖如下圖所示：19E1/0 221.101.1.1E1/1 10.0.0

17、.2E1/0 10.0.0.1E1/1 202.10.20.1R1R2PC2PC1 202.10.20.2 221.101.1.2201、首先進行設備參數(shù)設置 本實驗只需要兩個路由器，需要我們設置的參數(shù)有路由器的個數(shù)，虛擬PC，設備類型，ios映像，idle-pc值。21其中計算idle-pc值時需要注意選擇count最大的對應的那個值。如圖所示計算idle-pc值時同時按住ctrl和“】”鍵，然后松手，再按i鍵。22模塊的設置:每個路由器只選擇slot1和slot2，slot1的端口是默認選擇哪個端口，而slot2我們選擇支持4個Ethernet的接口PA-4E。如圖所示：23模塊設置完畢，接下來是進行設備間的連接：根據(jù)拓撲圖我們進行如