通信工程專業(yè)實(shí)習(xí)之路由技術(shù)

通信工程專業(yè)實(shí)習(xí)之路由技術(shù)

什么是路由協(xié)議路由器之間運(yùn)行路由協(xié)議，通過動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)產(chǎn)生全網(wǎng)相應(yīng)的路由信息，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)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(wǎng)絡(luò)層地址中提供足夠的信息，使得一個(gè)分組能夠基于該尋址方案從一臺(tái)主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)到另外一臺(tái)主機(jī)，根據(jù)可路由協(xié)議里的標(biāo)識(shí)信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)例：IPIPX動(dòng)態(tài)路由動(dòng)態(tài)路由概述動(dòng)態(tài)路由是指利用路由器上運(yùn)行的動(dòng)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(xué)習(xí)到的路由信息，自動(dòng)建立起自己的路由。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議RIP路由信息協(xié)議IGRP內(nèi)部網(wǎng)關(guān)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(qiáng)型內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議BGP邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議動(dòng)態(tài)路由協(xié)議基本原理要求網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行相同的路由協(xié)議所有運(yùn)行了路由協(xié)議的路由器會(huì)將本機(jī)相關(guān)路由信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中其他的路由器所有路由器會(huì)根據(jù)所學(xué)的信息產(chǎn)生相應(yīng)網(wǎng)段的路由信息所有路由器會(huì)每隔一段時(shí)間向鄰居通告本機(jī)的狀態(tài)（路由更新）自治系統(tǒng)自治系統(tǒng)（AS）一個(gè)自治系統(tǒng)就是處于一個(gè)管理機(jī)構(gòu)控制之下的路由器和網(wǎng)絡(luò)群組IGP和EGP外部網(wǎng)關(guān)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(wǎng)絡(luò)協(xié)議，如BGP。內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)在自治系統(tǒng)內(nèi)交換路由選擇信息的路由協(xié)議，常用的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)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(bào)文路由器將更新后完整路由信息報(bào)文發(fā)送給鄰居路由器根據(jù)接收到的信息報(bào)文計(jì)算產(chǎn)生路由表RIP、BGP、IGRP整個(gè)路由表路由器BS1/3S1/2S1/2路由器A路由器BS1/3整個(gè)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(bào)文192.168.1.0/24192.168.2.0/24協(xié)議報(bào)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?fù)浒l(fā)生變化將10.4.0.0網(wǎng)段設(shè)為不可達(dá)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(shí)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(jìn)行更新，通過路由B可到達(dá)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(shí)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(fù)，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(dá)的標(biāo)記：從路由自環(huán)產(chǎn)生的后果的角度來考慮問題；缺點(diǎn)是限制了網(wǎng)絡(luò)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(zhuǎn)觸發(fā)更新Hold-down倒計(jì)時(shí)水平分割

路由器向外發(fā)布某網(wǎng)段路由信息后不再接受從反方向發(fā)布回來的同一網(wǎng)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(zhuǎn)

當(dāng)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(dá)的度量值將它廣播出去。缺點(diǎn)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(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(shí)間(hold-downtime)

等待網(wǎng)絡(luò)中其它路由器收斂,在該時(shí)間內(nèi)不學(xué)習(xí)任何與該網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的路由信息(RIP缺省180秒),在倒記時(shí)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(wǎng)擴(kuò)散鏈路狀態(tài)信息鏈路狀態(tài)路由協(xié)議當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)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(tái)路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(一）網(wǎng)絡(luò)的拓樸結(jié)構(gòu)CABD123CABD123CABD123CABD123（四）每臺(tái)路由器分別以自己為根節(jié)點(diǎn)計(jì)算最小生成樹（三）由鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫得到的帶權(quán)有向圖CABD1235RTCRTD3215RTBRTA有類路由有類路由（classful-routing）有類路由協(xié)議在進(jìn)行路由信息傳遞時(shí)，不包含路由的掩碼信息。路由器按照標(biāo)準(zhǔn)A、B、C類進(jìn)行匯總處理當(dāng)與外部網(wǎng)絡(luò)交換路由信息時(shí)，接收方路由器將不會(huì)知道Subnet，因?yàn)镾ubnetMask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(gè)主類（A類，B類，C類）網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)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(gè)主類網(wǎng)絡(luò)里能夠區(qū)分Subnet，是因?yàn)椋喝绻酚筛滦畔⑹顷P(guān)于在接收Interface上所配置的同一主類網(wǎng)絡(luò)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(guān)于在接收Interface上所配置的不同主類網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行路由信息傳遞時(shí)，包含子網(wǎng)掩碼信息，支持VLSM(變長(zhǎng)子網(wǎng)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(yīng)用較早、使用較普遍的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(InteriorGatewayProtocol,簡(jiǎn)稱IGP)，適用于小型同類網(wǎng)絡(luò)，是典型的距離矢量(distance-vector)協(xié)議RIP是基于UDP，端口520的應(yīng)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(dá)目的網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)的一個(gè)終端到另一個(gè)終端的路由跳數(shù)超過15個(gè)，將被認(rèn)為是可不到達(dá)的E0S010.1.0.0E0010.2.0.0S0010.3.0.0S0110.20.0.0S0InfinityRIP啟動(dòng)時(shí)的初始RIPDatabase僅包含本路由器聲明的路由。RIP協(xié)議啟動(dòng)后向各個(gè)接口廣播或組播一個(gè)REQUEST報(bào)文。鄰居路由器的RIP協(xié)議從某接口收REQUEST報(bào)文，根據(jù)自己的RIPDatabase，形成Update報(bào)文向該接口對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)廣播。RIP接收鄰居路由器回復(fù)的包含鄰居路由器RIPDatabase的Update報(bào)文，形成自己的RIPDatabase。RIP的Metric以Hop為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，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(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

結(jié)構(gòu)

發(fā)生改變等待下一個(gè)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(shí)間周期的更新當(dāng)路由器A連接的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生改變后A路由器更新路由表，等到下一個(gè)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(shí)器維護(hù)其數(shù)據(jù)庫：更新定時(shí)器---30秒路由失效定時(shí)器---180秒清除路由條目時(shí)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(bào)文不支持認(rèn)證RIPv2無類路由協(xié)議，支持VLSM以組播的形式發(fā)送更新報(bào)文支持明文和MD5的認(rèn)證配置RIP協(xié)議配置步驟1、開啟RIP路由協(xié)議進(jìn)程Router(config)#routerrip2、申請(qǐng)本路由器參與RIP協(xié)議的直連網(wǎng)段信息3、指定RIP協(xié)議的版本2(默認(rèn)是version1)Router(config-router)#version24、在RIPv2版本中關(guān)閉自動(dòng)匯總Router(config-router)#noauto-summary查看RIP配置信息驗(yàn)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(tái)顯示RIP的工作狀態(tài)Router#debugiprip課程議題OSPF協(xié)議OSPF協(xié)議簡(jiǎn)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(gè)鏈路狀態(tài)協(xié)議，其使用最短路徑優(yōu)先算法（SPF）計(jì)算路由。同時(shí)，它是一個(gè)開發(fā)的協(xié)議目前共有三個(gè)版本：OSPFv1測(cè)試版本，僅在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用OSPFv2發(fā)行版本，目前使用的都是這個(gè)版本OSPFv3測(cè)試版本，提供對(duì)IPv6的路由支持OSPF協(xié)議OSPF協(xié)議的特點(diǎn)：可適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)路由變化收斂速度快無路由自環(huán)支持變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼VLSM支持等值路由支持區(qū)域劃分提供路由分級(jí)管理支持驗(yàn)證支持以組播地址發(fā)送協(xié)議報(bào)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(hào)OSPF的協(xié)議號(hào)是89IPHeader（Protocol#89）OSPFPacketOSPF基本概念RouterID一個(gè)32bit的無符號(hào)整數(shù)，是一臺(tái)路由器的唯一標(biāo)識(shí)，在整個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)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(yùn)行OSPF協(xié)議OSPF運(yùn)行過程OSPF的運(yùn)行過程：1、每個(gè)運(yùn)行OSPF的路由器發(fā)送HELLO報(bào)文到所有啟用OSPF的接口。如果在共享鏈路上兩個(gè)路由器發(fā)送的HELLO報(bào)文內(nèi)容一致，那么這兩個(gè)路由器將形成鄰居關(guān)系。2、從這些鄰居關(guān)系中，部分路由器形成鄰接關(guān)系。鄰接關(guān)系的建立由OSPF路由器交換HELLO報(bào)文和網(wǎng)絡(luò)類型來決定。3、形成鄰接關(guān)系的每個(gè)路由器都宣告自己的所有鏈路狀態(tài)。4、每個(gè)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(gè)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(dāng)數(shù)據(jù)庫同步之后，OSPF通過SPF算法，計(jì)算到目的地的最短路徑，并形成一個(gè)以自己為根的無自環(huán)的最短路徑樹。7、每個(gè)路由器根據(jù)這個(gè)最短路徑樹建立自己的路由轉(zhuǎn)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(jìn)程routerA(config)#routerospf1010代表進(jìn)程編號(hào)，只具有本地意義3、申請(qǐng)直連網(wǎng)段routerA(config-router)#network10.1.1.00.0.0.255area0注意反掩碼和區(qū)域號(hào)查看OSPF配置信息驗(yàn)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(tái)顯示OSPF的工作狀態(tài)Router#debugipospf課程議題三層交換機(jī)的路由配置三層交換的路由功能三層交換機(jī)默認(rèn)開啟路由功能Switch(config)#iprouting(開啟三層交換機(jī)路由功能)三層交換機(jī)配置路由接口的兩種方法開啟三層交換機(jī)物理接口的路由功能Switch(config)#interfacefastethernet0/5Switch(config-if)#noswitchportSwitch(config-if)#noshutdown關(guān)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(shí)現(xiàn)VLAN間路由三層交換機(jī)的每一個(gè)接口連接一個(gè)獨(dú)立的VLAN開啟每個(gè)接口的路由功能，并配置IP三層交換實(shí)現(xiàn)VLAN間路由（續(xù)）分別創(chuàng)建每個(gè)VLAN的SVI接口，并配置IP地址三層交換機(jī)和二層交換機(jī)通過trunk鏈路相連192.