常見路由協(xié)議與標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)

講師ShengyiYu常見路由協(xié)議技術(shù)與標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)ContentsIP地址的分類01靜態(tài)路由022動(dòng)態(tài)路由(RIP,OSPF,EIGRP,BGP)03距離矢量路由協(xié)議04鏈路狀態(tài)路由協(xié)議05IGP與EGP06MPLS標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)07IP報(bào)文解析08簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)09總結(jié)10IP地址的分類3IP地址是InternetProtocol（國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）的縮寫，就是給每一個(gè)連接在Internet上的主機(jī)分配一個(gè)在全世界范圍內(nèi)唯一的32bit地址；就像用身份證號(hào)碼來區(qū)分我們每個(gè)人一樣，IP地址能區(qū)別網(wǎng)上的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)。IP地址由網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和主機(jī)標(biāo)識(shí)組成。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)：確定主機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)。主機(jī)標(biāo)識(shí)：用于識(shí)別該網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)。IP地址的分類4IP地址的分類5TCP/IP協(xié)議規(guī)定：IP地址是32位的二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制11000000000010010001000000001100十進(jìn)制192.9.16.12IP地址的轉(zhuǎn)換6例1：（34）10=（？）2在這里需要借用數(shù)學(xué)中的短除法，即用十進(jìn)制數(shù)除2取余法。342170282142221200001請(qǐng)注意：取余數(shù)時(shí)需要從下往上取。解得:（34）10=（100010）2=（00100010）2IP地址的分類7A類地址1.A類地址⑴A類地址第1字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址，其它3個(gè)字節(jié)為主機(jī)地址。另外第1個(gè)字節(jié)的最高位固定為0。⑵A類地址范圍：到55。⑶A類地址中的私有地址和保留地址：①到55是私有地址（所謂的私有地址就是在互聯(lián)網(wǎng)上不使用，而被用在局域網(wǎng)絡(luò)中的地址）。②到55是保留地址，用做循環(huán)測(cè)試用的。IP地址的分類8B類地址2.B類地址⑴B類地址第1字節(jié)和第2字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址，其它2個(gè)字節(jié)為主機(jī)地址。另外第1個(gè)字節(jié)的前兩位固定為10。⑵B類地址范圍：到55。⑶B類地址的私有地址和保留地址①到55是私有地址②到55是保留地址。如果你的IP地址是自動(dòng)獲取IP地址，而你在網(wǎng)絡(luò)上又沒有找到可用的DHCP服務(wù)器，這時(shí)你將會(huì)從到55中臨時(shí)獲得一個(gè)IP地址。IP地址的分類9C類地址3.C類地址⑴C類地址第1字節(jié)、第2字節(jié)和第3個(gè)字節(jié)為網(wǎng)絡(luò)地址，第4個(gè)個(gè)字節(jié)為主機(jī)地址。另外第1個(gè)字節(jié)的前三位固定為110。⑵C類地址范圍：到55。⑶C類地址中的私有地址：到55是私有地址。靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由10路由介紹：什么是路由：路由就是去往目的地的一條信息，它指明了去往目的地的方向要完成對(duì)數(shù)據(jù)包的傳輸，路由器必須知道并處理哪些信息：1、目的地址2、相鄰路由器，并且能夠從鄰居處獲得遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的信息3、到遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的所有可能的路徑4、能計(jì)算出到達(dá)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑5、要能夠維護(hù)并驗(yàn)證路由信息，在路徑發(fā)生改變時(shí)，要能很快的知道什么是路由表：路由器使用一個(gè)路由表來保存去往目的地的路由信息，路由表中的信息描述了如何到達(dá)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由11路由器根據(jù)路由表的路由來進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，如果在路由表中找不到去往目的地的路由，數(shù)據(jù)包將會(huì)被丟棄。路由表的基本元素：1、目的地址2、去往目的地的下一跳地址（直連的鄰居地址）3、出接口4、管理距離5、metric值描述了去往目的地的路線的好壞路由分兩類：1、靜態(tài)路由--手工配置的路由2、動(dòng)態(tài)路由--由動(dòng)態(tài)路由協(xié)議學(xué)習(xí)到的路由還有一種默認(rèn)路由，是路由的一種特殊形式，它指明了如果在路由表內(nèi)找不到去往目的地的路由時(shí)，可以將數(shù)據(jù)從哪個(gè)方向轉(zhuǎn)發(fā)出去。配置靜態(tài)路由12配置靜態(tài)路由：路由表中默認(rèn)只有直連路由iproutes0配置一條靜態(tài)路由，也可以用下一跳iproute可以在存根網(wǎng)絡(luò)上只配置默認(rèn)路由：存根網(wǎng)絡(luò)是指與外界只有一個(gè)輸出連接的網(wǎng)絡(luò)。iproutes0ipclassless如果想使用默認(rèn)路由，就必須打上這一命令，否則數(shù)據(jù)包會(huì)被丟棄?，F(xiàn)已是默認(rèn)配置。配置動(dòng)態(tài)路由13例子：＜OSPF＞R1(config)#routerospf110注意：進(jìn)程號(hào)是cisco的私有技術(shù),十進(jìn)制或點(diǎn)分十進(jìn)制表示都可R1(config-router)#network55area0(正/反掩碼皆可）R1(config-router)#networkarea0R1#showipprotocolsR1#showipospf可查看router-id,進(jìn)程號(hào),域的數(shù)量R1#showipospfinterfaceR1#showipospfinterfacebriefR1#showipospfneighbor查看鄰居信息查看Router-idnetwork55area不同進(jìn)程號(hào)不同AreaHello/DeadIntervals距離矢量路由協(xié)議與鏈路狀態(tài)路由協(xié)議14從工作原理分為：1、距離矢量協(xié)議例如：RIP距離矢量協(xié)議通過判斷距離查找到達(dá)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑。數(shù)據(jù)包每通過一個(gè)路由器，稱為一跳。使用最少跳數(shù)到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的路由被認(rèn)為是最佳路由。距離矢量路由協(xié)議發(fā)送完整的路由表到相鄰的路由器，一個(gè)傳一個(gè)，所以被戲稱為傳言路由。BGP實(shí)際上也是一種距離矢量路由協(xié)議。2、鏈路狀態(tài)協(xié)議例如：OSPF3、混合型協(xié)議例如：EIGRP（采用DUAL算法，主要查看帶寬、延遲、負(fù)載、可靠性、MTU這5個(gè)參數(shù)）還可分為：1、有類協(xié)議RIP-V1、IGRP通告時(shí)不帶掩碼，在主類邊界自動(dòng)匯總，不以手工匯總2、無類協(xié)議RIP-V2、EIGRP、OSPFIGP與EGP15IGP：主要包括靜態(tài)路由、RIP、OSPF、ISIS、EIGRP內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議。EGP：主要包括IBGP和EBGP?！GP屬于EGP，是高級(jí)DV協(xié)議，也被稱為路徑矢量協(xié)議，基于TCP179端口?！がF(xiàn)在使用版本BGP4。建立TCP連接后，第一次做完整更新，以后就只增量更新、觸發(fā)更新?！GP的目地是提供一種域間路由選擇系統(tǒng)，確保自主系統(tǒng)能夠無環(huán)路的交換路由選擇信息。BGP路由器交換有關(guān)前往目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑的信息?！utonomousSystems：運(yùn)行同一種選路策略，由統(tǒng)一管理者管理。RFC對(duì)AS的定義：一組被統(tǒng)一管理的路由器，它們使用相同的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議和統(tǒng)一的度量值在AS內(nèi)部路由分組，并使用外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議將分組路由到其他AS。取值范圍：1-655351－64511（公有）64512－65535（私有）電信AS號(hào)：4134網(wǎng)通AS號(hào)：9929B一個(gè)好的網(wǎng)站，可以了解到關(guān)于AS號(hào)的一些信息Telnet這一地址可以看到公網(wǎng)上的路由條目數(shù)<>標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)16MultiProtocollabelswitching多協(xié)議標(biāo)簽交換Multi-Protocol：支持多種三層協(xié)議，如IP、IPv6、IPX等LabelSwitching：給報(bào)文打上標(biāo)簽，以標(biāo)簽交換取代IP轉(zhuǎn)發(fā)MPLS報(bào)文支持多層標(biāo)簽的嵌套和轉(zhuǎn)發(fā)平面面向連接的特性，在MPLSL3/L2VPN（VirtualPrivateNetwork）、MPLSQOS（QualityofService）、MPLSTE（TrafficEngineering）等方面有廣泛的應(yīng)用。MPLS位于TCP/IP協(xié)議棧中的鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層之間，MPLS以標(biāo)簽交換替代IP轉(zhuǎn)發(fā)。標(biāo)簽是一個(gè)短而定長(zhǎng)的、只具有本地意義的連接標(biāo)識(shí)符，標(biāo)簽封裝在鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層之間。與傳統(tǒng)IP路由方式相比，它在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，只在網(wǎng)絡(luò)邊緣分析IP報(bào)文頭，而不用在每一跳都分析IP報(bào)文頭，節(jié)約了處理時(shí)間。MPLS并不是一種業(yè)務(wù)或者應(yīng)用，它實(shí)際上是一種隧道技術(shù)。這種技術(shù)不僅支持多種高層協(xié)議與業(yè)務(wù)，而且在一定程度上可以保證信息傳輸?shù)陌踩浴PLS報(bào)文17MPLS報(bào)文結(jié)構(gòu)LabelExpSTTL019222331MPLS標(biāo)簽在封裝中的位置，可認(rèn)為是2.5層的協(xié)議L2HeaderL3HeaderL3PayloadLabelLabel：20比特，標(biāo)簽值域。標(biāo)簽值0－15預(yù)留，有特殊用途。其他值可自由使用。Exp：3比特，用于擴(kuò)展?，F(xiàn)在通常用做CoS（ClassofService），其作用與Ethernet802.1p的作用類似。S：1比特，棧底標(biāo)識(shí)。MPLS支持多層標(biāo)簽，即標(biāo)簽嵌套。S值為1時(shí)表明為最底層標(biāo)簽。TTL：8比特，和IP分組中的TTL（TimeToLive）意義相同。標(biāo)簽封裝在鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層之間。這樣，標(biāo)簽?zāi)軌虮蝗我獾逆溌穼铀С?。MPLS基本概念——標(biāo)簽棧18標(biāo)簽棧L2HeaderL2HeaderL2PayloadLSPLabelPWLabelL2VPNLabelStackL2HeaderL3HeaderL3PayloadLSPLabelL3VPNLabelL3VPNLabelStack標(biāo)簽棧（Labelstack）是指標(biāo)簽的排序集合。MPLS報(bào)文支持同時(shí)攜帶多個(gè)標(biāo)簽，靠近二層首部的標(biāo)簽稱為棧頂標(biāo)簽或外層標(biāo)簽；靠近IP首部的標(biāo)簽稱為棧底標(biāo)簽，或內(nèi)層標(biāo)簽。理論上，MPLS標(biāo)簽可以無限嵌套。標(biāo)簽棧按后進(jìn)先出（LastInFirstOut）方式組織標(biāo)簽，從棧頂開始處理標(biāo)簽。MPLS標(biāo)簽嵌套有著非常廣泛的應(yīng)用，比如在PTN的PWE3技術(shù)中，就用到了兩層標(biāo)簽，外層標(biāo)簽標(biāo)識(shí)Tunnel，內(nèi)層標(biāo)簽用來標(biāo)識(shí)PW。19標(biāo)簽控制模式：independentcontrol(獨(dú)立控制)--LSR出現(xiàn)FEC，立即與Label關(guān)聯(lián)，不等待下游的LSR的Label,以最快速度建立LSP。orderedcontrol（有序控制）--上游LSR要等待下游LSR的Label，才能建立LSP。標(biāo)簽分配模式：downstream-on-demand（自主分發(fā)）:上游LSR通過Lablerequest向下游的LSR請(qǐng)求Labelunsoliciteddownstream（按需分發(fā)）:下游LSR自動(dòng)將Label通知給鄰居標(biāo)簽保留方式：LiberalRetention（自由保留）：LSR會(huì)保留所有LSR分配的LabelConseviativeRetention（保守保留）：LSR只保留下游LSR(最優(yōu)的)分配的LabelMPLS的兩種模式：幀方式的MPLS使用"獨(dú)立控制/自主分發(fā)/自由保留",幀模式中一個(gè)標(biāo)簽32bit。ATM（信元模式）的MPLS使用"有序控制/按需分發(fā)/保守保留"對(duì)標(biāo)簽的處理有三種方法：1、POP彈出2、PUSH壓入3、SWAP交換標(biāo)簽untagged表示彈出所有標(biāo)簽MPLS基本概念——標(biāo)簽棧20MPLS基本概念——標(biāo)簽棧rouer(config)#ipcefrouer(config)#ints0/0rouer(config-if)#mplsip在接口下啟用MPLSrouer(config)#mplslabelprotocol強(qiáng)制起用LDP(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))rouer(config)#mplslabelrange200299指定路由器分配標(biāo)簽的范圍rouer(config)#mplslabelrouter-idlo0rouer(config-if)#mplsldpdiscoverytransport-addressinterface以我本接口的地址和對(duì)方建鄰居showmplsinterfacesshowtag-switchingtdpneighbor原來在TDP中使用的命令showmplsldpneighbor注意這個(gè)命令和上面的命令都是通用的，建議用下面這條,LIB(TIB)這里的TIB是cisco自已的叫法，其實(shí)就是LIBshowmplsldpbindingsPHP:倒數(shù)第二跳彈出一個(gè)優(yōu)化技術(shù)在倒數(shù)第二跳就不再打標(biāo)簽，直接發(fā)給最后一個(gè)路由器，省得它再去查標(biāo)簽，去標(biāo)簽最后一個(gè)路由器會(huì)發(fā)一個(gè)值為3（保留）的標(biāo)簽給自已的鄰居，就是POP的意思注意這個(gè)倒數(shù)第二跳是一個(gè)絕對(duì)的概念實(shí)際上PHP就是---路由器對(duì)自已的直連路由，會(huì)向自已的鄰居發(fā)送一個(gè)POP標(biāo)簽。21協(xié)議報(bào)文分析22協(xié)議報(bào)文分析版本:占4位,指IP協(xié)議的版本目前的IP協(xié)議版本號(hào)為4(即IPv4)首部長(zhǎng)度:占4位,可表示的最大數(shù)值是15個(gè)單位(一個(gè)單位為4字節(jié))因此IP的首部長(zhǎng)度的最大值是60字節(jié)區(qū)分服務(wù):占8位,用來獲得更好的服務(wù),在舊標(biāo)準(zhǔn)中叫做服務(wù)類型,但實(shí)際上一直未被使用過.1998年這個(gè)字段改名為區(qū)分服務(wù).只有在使用區(qū)分服務(wù)(DiffServ)時(shí),這個(gè)字段才起作用.一般的情況下都不使用這個(gè)字段總長(zhǎng)度:占16位,指首部和數(shù)據(jù)之和的長(zhǎng)度,單位為字節(jié),因此數(shù)據(jù)報(bào)的最大長(zhǎng)度為65535字節(jié).總長(zhǎng)度必須不超過最大傳送單元MTU標(biāo)識(shí):占16位,它是一個(gè)計(jì)數(shù)器,用來產(chǎn)生數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)標(biāo)志(flag):占3位,目前只有前兩位有意義?MF：標(biāo)志字段的最低位是MF(MoreFra