通信工程專業(yè)實習之路由技術

通信工程專業(yè)實習之路由技術

什么是路由協(xié)議路由器之間運行路由協(xié)議，通過動態(tài)學習產生全網相應的路由信息，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的轉發(fā)例：RIPOSPF什么是可路由協(xié)議可路由協(xié)議是指能夠在網絡層地址中提供足夠的信息，使得一個分組能夠基于該尋址方案從一臺主機轉發(fā)到另外一臺主機，根據(jù)可路由協(xié)議里的標識信息，進行數(shù)據(jù)的轉發(fā)例：IPIPX動態(tài)路由動態(tài)路由概述動態(tài)路由是指利用路由器上運行的動態(tài)路由協(xié)議定期和其他路由器交換路由信息，而從其他路由器上學習到的路由信息，自動建立起自己的路由。動態(tài)路由協(xié)議RIP路由信息協(xié)議IGRP內部網關路由協(xié)議OSPF開放式最短路徑優(yōu)先IS-IS中間系統(tǒng)-中間系統(tǒng)EIGRP增強型內部網關路由協(xié)議BGP邊界網關協(xié)議動態(tài)路由協(xié)議基本原理要求網絡中運行相同的路由協(xié)議所有運行了路由協(xié)議的路由器會將本機相關路由信息發(fā)送給網絡中其他的路由器所有路由器會根據(jù)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(tài)（路由更新）自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)（AS）一個自治系統(tǒng)就是處于一個管理機構控制之下的路由器和網絡群組IGP和EGP外部網關協(xié)議（EGP）在自治系統(tǒng)之間交換路由選擇信息的互聯(lián)網絡協(xié)議，如BGP。內部網關協(xié)議(IGP)在自治系統(tǒng)內交換路由選擇信息的路由協(xié)議，常用的內部網關協(xié)議有OSPF、RIP、IGRP,EIGRP、IS-IS。IGPEGP距離矢量路由協(xié)議距離矢量（DistanceVector）路由器只向鄰居發(fā)送路由信息報文路由器將更新后完整路由信息報文發(fā)送給鄰居路由器根據(jù)接收到的信息報文計算產生路由表RIP、BGP、IGRP整個路由表路由器BS1/3S1/2S1/2路由器A路由器BS1/3整個路由表路由器A距離矢量路由協(xié)議(續(xù))S1/3S1/2S1/2路由器A路由器BS1/3192.168.3.0/24192.168.1.0/24192.168.2.0/24RA路由表1921.68.3.0RBRB路由表192.168.1.0RA協(xié)議報文192.168.1.0/24192.168.2.0/24協(xié)議報文192.168.2.0/24192.168.3.0/24距離矢量路由協(xié)議（續(xù)）拓樸變化引起路由表的更新更新路由表向路由器A傳送更新的路由表更新路由表AB距離矢量協(xié)議-路由環(huán)路C路由器拓撲發(fā)生變化將10.4.0.0網段設為不可達E0S0S0S1S0E0XABC10.1.0.0E0010.2.0.0S0010.3.0.0S0110.4.0.0S0210.2.0.0s0010.3.0.0S1010.4.0.0S1110.1.0.0S0110.3.0.0s0010.4.0.0E0Down10.2.0.0S0110.1.0.0S02路由環(huán)路一段時間后路由器B將到10.4.0.0跳數(shù)為1的路由信息向外發(fā)布，路由器C據(jù)此將自己的路由表進行更新，通過路由B可到達10.4.0.0，跳數(shù)為2E0S0S0S1S0E0XABC10.1.0.0E0010.2.0.0S0010.3.0.0S0110.4.0.0S0210.2.0.0s0010.3.0.0S1010.4.0.0S1110.1.0.0S0110.3.0.0s0010.4.0.0E0210.2.0.0S0110.1.0.0S02路由環(huán)路

再一段時間后，路由器C反過來又將自己的路由信息發(fā)布給路由器，影響路由B的路由信息更新E0S0S0S1S0E0XABC10.1.0.0E0010.2.0.0S0010.3.0.0S0110.4.0.0S0410.2.0.0s0010.3.0.0S1010.4.0.0S1310.1.0.0S0110.3.0.0s0010.4.0.0E0210.2.0.0S0110.1.0.0S02路由環(huán)路

如此循環(huán)往復，互相影響形成路由信息更新環(huán)路E0S0S0S1S0E0XABC10.1.0.0E0010.2.0.0S0010.3.0.0S0110.4.0.0S0610.2.0.0s0010.3.0.0S1010.4.0.0S1510.1.0.0S0110.3.0.0s0010.4.0.0E0410.2.0.0S0110.1.0.0S02定義最大跳數(shù)16作為一種不可達的標記：從路由自環(huán)產生的后果的角度來考慮問題；缺點是限制了網絡的規(guī)模E0S0S0S1S0E0XABC10.1.0.0E0010.2.0.0S0010.3.0.0S0110.4.0.0S01610.2.0.0s0010.3.0.0S1010.4.0.0S11610.1.0.0S0110.3.0.0s0010.4.0.0s01610.2.0.0S0110.1.0.0S02解決路由環(huán)路的方法有以下四種方法可以解決路由環(huán)路：水平分割毒性反轉觸發(fā)更新Hold-down倒計時水平分割

路由器向外發(fā)布某網段路由信息后不再接受從反方向發(fā)布回來的同一網段的路由更新信息XXE0S0S0S1S0E0XABC10.1.0.0E0010.2.0.0S0010.3.0.0S0110.4.0.0S0210.2.0.0s0010.3.0.0S1010.4.0.0S1110.1.0.0S0110.3.0.0s0010.4.0.0E0010.2.0.0S0110.1.0.0S02毒性反轉

當一條路徑信息變?yōu)闊o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播出去。缺點增加了路由表的大小E0S0S0S1S0E0XABC10.1.0.0E0010.2.0.0S0010.3.0.0S0110.4.0.0S0210.2.0.0s0010.3.0.0S1010.4.0.0S1down10.1.0.0S0110.3.0.0s0010.4.0.0E01610.2.0.0S0110.1.0.0S02觸發(fā)更新

得知網絡拓撲結構發(fā)生改變,不等待發(fā)送周期,立刻通告更新后全部的路由表10.2.0.010.3.0.0E0S0S0S1S0E0X

subnet10.4.0.0,

metric1610.1.0.0

subnet10.4.0.0,

metric16

subnet10.4.0.0,

metric16ACB抑制時間(hold-downtime)

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(xù)向其它路由器發(fā)送毒化信息10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XABC鏈路狀態(tài)路由協(xié)議鏈路狀態(tài)（Link-State）鏈路狀態(tài)路由協(xié)議向全網擴散鏈路狀態(tài)信息鏈路狀態(tài)路由協(xié)議當網絡結構發(fā)生變化立即發(fā)送更新信息鏈路狀態(tài)路由協(xié)議只發(fā)送需要更新的信息鏈路狀態(tài)OneRoute鏈路狀態(tài)路由協(xié)議（續(xù)）LSDBLSA的RTALSA的RTBLSA的RTCLSA的RTD（二）每臺路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(一）網絡的拓樸結構CABD123CABD123CABD123CABD123（四）每臺路由器分別以自己為根節(jié)點計算最小生成樹（三）由鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫得到的帶權有向圖CABD1235RTCRTD3215RTBRTA有類路由有類路由（classful-routing）有類路由協(xié)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類進行匯總處理當與外部網絡交換路由信息時，接收方路由器將不會知道Subnet，因為SubnetMask信息沒有被包括在路由更新數(shù)據(jù)包中RIPv1、IGRP注意：Classfulrouting路由可以交換屬于同一個主類（A類，B類，C類）網絡子網的路由，但必須使用相同的Subnetmask有類路由協(xié)議有類路由協(xié)議在同一個主類網絡里能夠區(qū)分Subnet，是因為：如果路由更新信息是關于在接收Interface上所配置的同一主類網絡的，那么路由器將采用配置在本地Interface上的SubnetMask如果路由更新信息是關于在接收Interface上所配置的不同主類網絡的，那么路由器將根據(jù)其所屬地址類別采用缺省的SubnetMask無類路由－路由傳遞無類路由協(xié)議(Classlessrouting)無類路由協(xié)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)RIPv2、OSPF、IS-IS、BGP包括路由掩碼信息10.1.0.0/16172.16.2.0/2410.2.0.0/16172.16.1.0/24路由信息協(xié)議-RIPRIP協(xié)議概述RIP（RoutingInformationProtocols，路由信息協(xié)議），是應用較早、使用較普遍的內部網關協(xié)議(InteriorGatewayProtocol,簡稱IGP)，適用于小型同類網絡，是典型的距離矢量(distance-vector)協(xié)議RIP是基于UDP，端口520的應用層協(xié)議UDPHeaderPortNo.SegmentPayloadIPHeaderProtocolNumberFrameHeaderCRCPacketPayloadFramePayload6-TCP17-UDP520-RIPRIP協(xié)議的路由算法度量值：RIP協(xié)議是以跳數(shù)來衡量到達目的網絡的度量值（metric）E0S0S0S1S0E0ABC10.1.0.0E0010.2.0.0S0010.3.0.0S0110.4.0.0S0210.2.0.0s0010.3.0.0S1010.4.0.0S1110.1.0.0S0110.3.0.0s0010.4.0.0E0010.2.0.0S0110.1.0.0S02RIP協(xié)議的路由算法S110.2.0.0S0S1E010.20.0.0度量值RIP協(xié)議假定如果從網絡的一個終端到另一個終端的路由跳數(shù)超過15個，將被認為是可不到達的E0S010.1.0.0E0010.2.0.0S0010.3.0.0S0110.20.0.0S0InfinityRIP啟動時的初始RIPDatabase僅包含本路由器聲明的路由。RIP協(xié)議啟動后向各個接口廣播或組播一個REQUEST報文。鄰居路由器的RIP協(xié)議從某接口收REQUEST報文，根據(jù)自己的RIPDatabase，形成Update報文向該接口對應的網絡廣播。RIP接收鄰居路由器回復的包含鄰居路由器RIPDatabase的Update報文，形成自己的RIPDatabase。RIP的Metric以Hop為計算標準，最大有效跳數(shù)為15跳，16跳為無窮大代表無效。RIP協(xié)議的工作原理RIP路由信息的更新A更新路由表網絡拓撲

結構

發(fā)生改變等待下一個發(fā)送

周期通告更新后

全部的路由表

更新路由表B依托于時間周期的更新當路由器A連接的網絡拓撲發(fā)生改變后A路由器更新路由表，等到下一個發(fā)送周期通告更新后的路由表，路由器B收到此更新信息后更新自己的路由表RIP路由信息的更新RIP依賴三種定時器維護其數(shù)據(jù)庫：更新定時器---30秒路由失效定時器---180秒清除路由條目時間240秒RIP路由協(xié)議的版本RIPv1有類路由協(xié)議，不支持VLSM以廣播的形式發(fā)送更新報文不支持認證RIPv2無類路由協(xié)議，支持VLSM以組播的形式發(fā)送更新報文支持明文和MD5的認證配置RIP協(xié)議配置步驟1、開啟RIP路由協(xié)議進程Router(config)#routerrip2、申請本路由器參與RIP協(xié)議的直連網段信息3、指定RIP協(xié)議的版本2(默認是version1)Router(config-router)#version24、在RIPv2版本中關閉自動匯總Router(config-router)#noauto-summary查看RIP配置信息驗證RIP的配置Router#showipprotocols顯示路由表的信息Router#showiproute清除IP路由表的信息Router#cleariproute在控制臺顯示RIP的工作狀態(tài)Router#debugiprip課程議題OSPF協(xié)議OSPF協(xié)議簡介OSPF路由協(xié)議：開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議(OpenShortestPathFirst)，是由IETF開發(fā)的路由選擇協(xié)議OSPF路由協(xié)議是一個鏈路狀態(tài)協(xié)議，其使用最短路徑優(yōu)先算法（SPF）計算路由。同時，它是一個開發(fā)的協(xié)議目前共有三個版本：OSPFv1測試版本，僅在實驗平臺使用OSPFv2發(fā)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OSPF協(xié)議OSPF協(xié)議的特點：可適應大規(guī)模網絡路由變化收斂速度快無路由自環(huán)支持變長子網掩碼VLSM支持等值路由支持區(qū)域劃分提供路由分級管理支持驗證支持以組播地址發(fā)送協(xié)議報文OSPF協(xié)議的一些基本概念OSPF：開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議號OSPF的協(xié)議號是89IPHeader（Protocol#89）OSPFPacketOSPF基本概念RouterID一個32bit的無符號整數(shù)，是一臺路由器的唯一標識，在整個自治系統(tǒng)內唯一首先，路由器選取它所有的loopback接口上數(shù)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(shù)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(xié)議OSPF運行過程OSPF的運行過程：1、每個運行OSPF的路由器發(fā)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(fā)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(tài)。4、每個路由器都接受鄰居發(fā)送過來的LSA，記錄在自己的鏈路數(shù)據(jù)庫中，并將鏈路數(shù)據(jù)庫的一份拷貝發(fā)送給其它的鄰居。5、通過在一個區(qū)域中泛洪，使得給區(qū)域中的所有路由器同步自己數(shù)據(jù)庫。6、當數(shù)據(jù)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(huán)的最短路徑樹。7、每個路由器根據(jù)這個最短路徑樹建立自己的路由轉發(fā)表。OSPF區(qū)域的劃分Area2Area1Area0OSPF協(xié)議OSPF配置如下：1、創(chuàng)建loopback接口，定義ROUTEIDrouterA(config)#interfaceloopback102、開啟OSPF進程routerA(config)#routerospf1010代表進程編號，只具有本地意義3、申請直連網段routerA(config-router)#network10.1.1.00.0.0.255area0注意反掩碼和區(qū)域號查看OSPF配置信息驗證OSPF的配置Router#showipospf顯示路由表的信息Router#showiproute清除IP路由表的信息Router#cleariproute在控制臺顯示OSPF的工作狀態(tài)Router#debugipospf課程議題三層交換機的路由配置三層交換的路由功能三層交換機默認開啟路由功能Switch(config)#iprouting(開啟三層交換機路由功能)三層交換機配置路由接口的兩種方法開啟三層交換機物理接口的路由功能Switch(config)#interfacefastethernet0/5Switch(config-if)#noswitchportSwitch(config-if)#noshutdown關閉物理接口路由功能Switch(config-if)#switchport采用SVI方式（switchvirtualinterface）Switch(config)#interfacevlan10Switch(config-if)#noshutdownVLAN20Network172.16.20.4VLAN30Network172.16.30.5VLAN10Network172.16.10.3三層交換實現(xiàn)VLAN間路由三層交換機的每一個接口連接一個獨立的VLAN開啟每個接口的路由功能，并配置IP三層交換實現(xiàn)VLAN間路由（續(xù)）分別創(chuàng)建每個VLAN的SVI接口，并配置IP地址三層交換機和二層交換機通過trunk鏈路相連192.