項(xiàng)目5 設(shè)計(jì)實(shí)施企業(yè)路由網(wǎng)絡(luò)

知識(shí)結(jié)構(gòu)5.1路由基礎(chǔ)5.1.1路由的基本概念路由器提供了將異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連起來(lái)的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到另一網(wǎng)絡(luò)。路由（Route）是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)層的術(shù)語(yǔ)，作為名詞它是指從某一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備出發(fā)去往某個(gè)目的地的路徑，作為動(dòng)詞它是指跨越一個(gè)從源主機(jī)到目標(biāo)主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。5.1.2路由表查看到路由器R1的路由表在路由器R1上執(zhí)行【displayiprouting-table】命令便可查看到路由器R1的路由表，在這個(gè)路由表中，每一行就是一條路由信息（一個(gè)路由項(xiàng)或一個(gè)路由條目）。通常情況下，一條路由信息由3個(gè)要素組成：目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)/掩碼（Destination/Mask）、出接口（Interface）和下一跳IP地址（NextHop）[R1]displayiprouting-tableRouteFlags:R-relay,D-downloadtofib------------------------------------------------------------------------------Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface2.2.2.0/24Direct00D2.2.2.1GigabitEthernet1/0/12.2.2.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack03.3.3.0/24Static600D1.1.1.2GigabitEthernet1/0/21.1.1.0/24Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet1/0/21.1.1.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack0(1)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)/掩碼（Destination/Mask）：用來(lái)標(biāo)識(shí)IP數(shù)據(jù)報(bào)文的目的地址或目的網(wǎng)絡(luò)。將目的地址和網(wǎng)絡(luò)掩碼“邏輯與”后，可得到目的主機(jī)或路由器所在網(wǎng)段的地址。例如，目的地址2.2.2.0，掩碼為255.255.255.0的主機(jī)或路由器所在網(wǎng)段的地址為2.2.2.0。掩碼由若干個(gè)連續(xù)“1”構(gòu)成，既可以用點(diǎn)分十進(jìn)制表示，也可以用掩碼中連續(xù)“1”的個(gè)數(shù)來(lái)表示。(2)出接口（Interface）：指明IP數(shù)據(jù)包將從路由器的哪個(gè)接口轉(zhuǎn)發(fā)出去。(3)下一跳IP地址（NextHop）：更接近目的網(wǎng)絡(luò)的下一個(gè)路由器地址。如果只配置了出接口，下一跳IP地址為出接口的地址。接下來(lái)以Destination/Mask為3.3.3.0/24這個(gè)路由項(xiàng)為例，具體說(shuō)明路由信息的3個(gè)要素。(1)3.3.3.0是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址，掩碼長(zhǎng)度是24。由于路由器R1的路由表中存在3.3.3.0/24這個(gè)路由項(xiàng)，就說(shuō)明路由器R1知道自己所在的網(wǎng)絡(luò)上存在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址為3.3.3.0的網(wǎng)絡(luò)；(2)3.3.3.0這個(gè)路由項(xiàng)的出接口是GigabitEthernet1/0/2，其含義是，如果路由器R1需要將一個(gè)IP報(bào)文送往3.3.3.0/24這個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，那么路由器R1應(yīng)該把這個(gè)IP報(bào)文從路由器R1的GigabitEthernet1/0/2接口發(fā)送出去；(3)3.3.3.0這個(gè)路由項(xiàng)下一跳IP地址（NextHop）是1.1.1.2，其含義是，如果路由器R1需要將一個(gè)IP報(bào)文送往3.3.3.0/24這個(gè)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，則路由器R1應(yīng)該把這個(gè)IP報(bào)文從路由器R1的GigabitEthernet1/0/2接口發(fā)送出去，并且這個(gè)IP報(bào)文離開(kāi)路由器R1的GigabitEthernet1/0/2接口后應(yīng)該到達(dá)的下一個(gè)路由器的接口的IP地址是1.1.1.2。5.1.3路由信息的來(lái)源(1)直連路由（DirectRoute）：直連路由不需要配置，當(dāng)接口存在IP地址并且接口狀態(tài)正常（UP）時(shí)，路由進(jìn)程自動(dòng)發(fā)現(xiàn)本接口所屬網(wǎng)段的路由。它的特點(diǎn)是開(kāi)銷(xiāo)小，不需要維護(hù)。(2)靜態(tài)路由（StaticRoute）：靜態(tài)路由需網(wǎng)絡(luò)管理員手動(dòng)配置。通過(guò)配置靜態(tài)路由，可以建立一個(gè)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。它的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)開(kāi)銷(xiāo)；缺點(diǎn)是當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)故障發(fā)生后，靜態(tài)路由不會(huì)自動(dòng)修正，必須網(wǎng)絡(luò)管理員手動(dòng)修改配置。適用于簡(jiǎn)單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。(3)動(dòng)態(tài)路由（DynamicRoute）：動(dòng)態(tài)路由協(xié)議（如RIP、OSPF等）自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和修改路由，無(wú)需網(wǎng)絡(luò)管理員介入維護(hù)。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議開(kāi)銷(xiāo)大，配置較復(fù)雜。5.1.4路由的優(yōu)先級(jí)路由的優(yōu)先級(jí)（Preference）代表了路由協(xié)議的可信度。在計(jì)算路由信息的時(shí)候，不同的路由協(xié)議計(jì)算出的路徑可能不同。也就是說(shuō)在路由器上到相同目的地址，不同的路由協(xié)議（包括靜態(tài)路由）所生成的路由下一跳地址可能不同。在這種情況下，路由器會(huì)選擇哪一條路由作為轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的依據(jù)呢？此時(shí)就取決于路由的優(yōu)先級(jí)，具有較高優(yōu)先級(jí)（優(yōu)先級(jí)值越小）的路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)的路由將成為最優(yōu)路由，并且被加入到IP路由表中。路由類(lèi)型優(yōu)先級(jí)的默認(rèn)值直連路由0OSPF內(nèi)部路由10IS-IS路由15靜態(tài)路由60RIP路由100OSPFASE路由150OSPFNSSA路由150IBGP路由255EBGP路由2555.1.5路由的開(kāi)銷(xiāo)路由的開(kāi)銷(xiāo)標(biāo)識(shí)到達(dá)這條路由目的地址的代價(jià)，也成為路由的度量值。各路由協(xié)議定義開(kāi)銷(xiāo)的方法不同，一般情況下主要考慮如下因素：跳數(shù)、鏈路帶寬、鏈路延遲、鏈路的使用率、鏈路的可信度等。同一種路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)有多條路由可以到達(dá)同一目的地/掩碼時(shí)，將優(yōu)選開(kāi)銷(xiāo)最小的路由，即只把開(kāi)銷(xiāo)最小的路由加入進(jìn)本協(xié)議的路由表中。不同的路由協(xié)議對(duì)于開(kāi)銷(xiāo)的具體定義是不同的，例如，RIP只能以“跳數(shù)（HopCount）”作為開(kāi)銷(xiāo)，OSPF主要考慮鏈路帶寬作為開(kāi)銷(xiāo)，帶寬越大，開(kāi)銷(xiāo)越小。路由開(kāi)銷(xiāo)只在同一路由協(xié)議內(nèi)比較才有意義，不同的路由協(xié)議之間的路由開(kāi)銷(xiāo)沒(méi)有可比性，也不存在換算的關(guān)系。5.2靜態(tài)路由與默認(rèn)路由5.2.1靜態(tài)路由的概述

靜態(tài)路由概述靜態(tài)路由（StaticRoute）是指通過(guò)手動(dòng)方式為路由器配置路由信息，可以簡(jiǎn)單地讓路由器獲知達(dá)到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路由。靜態(tài)路由的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：靜態(tài)路由配置簡(jiǎn)單、路由器資源負(fù)載小、可控性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)：不能動(dòng)態(tài)反映網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，?dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，網(wǎng)絡(luò)管理員就必須手動(dòng)配置改變路由表，因此靜態(tài)路由不適合于在大型網(wǎng)絡(luò)中使用。5.2.2靜態(tài)路由和默認(rèn)路由的配置方法靜態(tài)路由的配置在系統(tǒng)視圖下進(jìn)行，命令如下：iproute-staticdest-address{mask|mask-length}{gateway-address|interface-typeinterface-number}[preferencepreference-value]其中各個(gè)參數(shù)的含義如下：(1)dest-address：靜態(tài)路由的目的IP地址，點(diǎn)分十進(jìn)制格式。(2)mask：IP地址掩碼，點(diǎn)分十進(jìn)制格式。掩碼和目的地址一起來(lái)標(biāo)識(shí)目的網(wǎng)絡(luò)。把目的IP地址和掩碼進(jìn)行“邏輯與”，即可得到目的網(wǎng)絡(luò)。例如，目的地址為192.168.2.1，掩碼為255.255.255.0，則目的網(wǎng)絡(luò)為192.168.2.0。(3)mask-length：掩碼長(zhǎng)度，取值范圍為0~32。由于掩碼要求“1”必須是連續(xù)的，所以通過(guò)掩碼長(zhǎng)度能夠得知具體的掩碼。比如，掩碼長(zhǎng)度為24，則掩碼為255.255.255.0。(4)gateway-address：指定路由的下一跳的IP地址，點(diǎn)分十進(jìn)制格式。(5)interface-typeinterface-number：指定靜態(tài)路由的出接口類(lèi)型和接口編號(hào)。注意對(duì)于接口類(lèi)型為非點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的接口（包括NBMA類(lèi)型接口或廣播類(lèi)型接口，如以太網(wǎng)接口、Virtural-Template、VLAN接口等），不能使用參數(shù)出接口，必須使用上述(4)gateway-address下一跳地址。(6)preferencepreference-value：這是一個(gè)可選參數(shù)，指定靜態(tài)路由的優(yōu)先級(jí)，取值范圍1~255，如果不寫(xiě)，默認(rèn)值為60。案例要求：在路由器RouterA、RouterB、RouterC和RouterD上配置靜態(tài)路由，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通。配置RouterA：[RouterA]iproute-static10.3.0.0255.255.255.010.2.0.2[RouterA]iproute-static10.4.0.0255.255.255.010.2.0.2[RouterA]iproute-static10.5.0.0255.255.255.010.2.0.2配置RouterB：[RouterB]iproute-static10.1.0.0255.255.255.010.2.0.1[RouterB]iproute-static10.4.0.0255.255.255.010.3.0.2[RouterB]iproute-static10.5.0.0255.255.255.010.3.0.2配置RouterC：[RouterC]iproute-static10.1.0.0255.255.255.010.3.0.1[RouterC]iproute-static10.2.0.0255.255.255.010.3.0.1[RouterC]iproute-static10.5.0.0255.255.255.010.4.0.2配置RouterD：[RouterD]iproute-static10.1.0.0255.255.255.010.4.0.1[RouterD]iproute-static10.2.0.0255.255.255.010.4.0.1[RouterD]iproute-static10.3.0.0255.255.255.010.4.0.1默認(rèn)路由：目的地/掩碼為0.0.0.0/0的路由稱(chēng)為默認(rèn)路由（DefaultRoute）。如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的路由表中存在默認(rèn)路由，那么當(dāng)一個(gè)待發(fā)送或待轉(zhuǎn)發(fā)的IP報(bào)文不能匹配IP路由表中的任何非默認(rèn)路由時(shí)，就會(huì)根據(jù)默認(rèn)路由來(lái)進(jìn)行發(fā)送或轉(zhuǎn)發(fā)；如果網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP路由表中不存在默認(rèn)路由，那么當(dāng)一個(gè)待發(fā)送或待轉(zhuǎn)發(fā)的IP報(bào)文不能匹配IP路由表中的任何路由時(shí)，該IP報(bào)文就會(huì)被直接丟棄。在RouterA和RouterD上可不用配置3條靜態(tài)路由，可以用1條靜態(tài)默認(rèn)路由代替。配置RouterA：[RouterA]iproute-static0.0.0.00.0.0.010.2.0.2配置RouterD：[RouterD]iproute-static0.0.0.00.0.0.010.4.0.15.2.3靜態(tài)路由配置案例案例背景與要求：路由器R1是因特網(wǎng)服務(wù)提供商（InternetServiceProvider,ISP）路由器，并且假設(shè)路由器R1上已經(jīng)有了通往Internet的路由。要求管理員配置路由器，實(shí)現(xiàn)所有的PC都能夠互通，并且都能夠訪問(wèn)Internet。配置路由器R1<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR1[R1]iproute-static3.3.3.0241.1.1.2[R1]iproute-static0.0.0.004.4.4.2配置路由器R2<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR2[R2]iproute-static0.0.0.001.1.1.1配置路由器R3<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR3[R3]iproute-static0.0.0.004.4.4.1完成以上配置后，在路由器R1系統(tǒng)視圖狀態(tài)下輸入【displayiprouting-table】命令查看其路由表。從輸出結(jié)果顯示，路由器R1的路由表中己經(jīng)有了一條默認(rèn)路由。[R1]displayiprouting-tableRouteFlags:R-relay,D-downloadtofib--------------------------------------------------------------------------Destination/MaskProtoPreCostFlagsNextHopInterface0.0.0.0/24Static600RD4.4.4.2GigabitEthernet1/0/02.2.2.0/24Direct00D2.2.2.1GigabitEthernet1/0/12.2.2.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack03.3.3.0/24Static600D1.1.1.2GigabitEthernet1/0/21.1.1.0/24Direct00D127.0.0.1GigabitEthernet1/0/21.1.1.1/32Direct00D127.0.0.1InLoopBack05.2.4浮動(dòng)靜態(tài)路由和負(fù)載均衡浮動(dòng)靜態(tài)路由（FloatingStaticRoute）是一種特殊的靜態(tài)路由，通過(guò)配置去往相同的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)，但優(yōu)先級(jí)不同的靜態(tài)路由，以保證在網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)先級(jí)較高的路由工作。而一旦主路由失效，備份路由會(huì)接替主路由，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。案例背景與要求：路由器R1模擬某公司總部，路由器R2與路由器R3模擬兩個(gè)分部，主機(jī)PC1與PC2所在的網(wǎng)段分別模擬兩個(gè)分部中的辦公網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)需要總部與各個(gè)分部、分部與分部之間都能夠通信，且分部之間在通信時(shí)，直連鏈路為主用鏈路，通過(guò)總部的鏈路為備用鏈路。本實(shí)驗(yàn)要求使用浮動(dòng)靜態(tài)路由實(shí)現(xiàn)路由備份，并可以通過(guò)調(diào)整優(yōu)先級(jí)的值實(shí)現(xiàn)路由器R2到12.1.1.0/24網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡。路由器R1的配置如下：<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR1[R1]iproute-static12.1.1.0242.1.1.2[R1]iproute-static11.1.1.0241.1.1.2路由器R2的配置如下：<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR2[R2]iproute-static12.1.1.0243.1.1.2[R2]iproute-static12.1.1.0241.1.1.1preference100路由器R3的配置如下：<Huawei>system-view[Huawei]sysnameR3[R3]iproute-static11.1.1.0243.1.1.1[R3]iproute-static11.1.1.0242.1.1.1preference1005.3動(dòng)態(tài)路由協(xié)議及分類(lèi)動(dòng)態(tài)路由協(xié)議具有自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和維護(hù)路由信息的能力。動(dòng)態(tài)路由的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)須管理員手工配置具體的路由表項(xiàng)，而是通過(guò)路由協(xié)議自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和計(jì)算。這樣當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，使用動(dòng)態(tài)路由可減少管理員的配置工作，且減少配置錯(cuò)誤。另外，動(dòng)態(tài)路由協(xié)議支持路由備份，如果原有鏈路故障導(dǎo)致路由表項(xiàng)失效，協(xié)議可自動(dòng)計(jì)算和使用另外的路徑，無(wú)需管理員人工介入。但路由器使用動(dòng)態(tài)路由協(xié)議后，路由器之間需要交互動(dòng)態(tài)路由協(xié)議報(bào)文，會(huì)占用一部分鏈路開(kāi)銷(xiāo)；并且動(dòng)態(tài)路由協(xié)議配置復(fù)雜，需要管理員掌握一定的路由協(xié)議知識(shí)。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議的目的在于對(duì)路由信息的計(jì)算與維護(hù)。通常，各種動(dòng)態(tài)路由協(xié)議的工作過(guò)程大致相同，都包括以下四個(gè)階段。（1）鄰居發(fā)現(xiàn)（2）交換路由信息（3）計(jì)算路由（4）維護(hù)路由5.3.1距離矢量路由協(xié)議距離矢量路由協(xié)議基于貝爾曼-福特算法，也稱(chēng)D-V算法。這種算法的特點(diǎn)就是計(jì)算路由時(shí)只考慮到目的網(wǎng)絡(luò)的距離和方向。路由器從鄰居接收到路由更新后，將路由更新中的路由表項(xiàng)加入到自己的路由表中，其度量值在原來(lái)基礎(chǔ)上加1，表示經(jīng)過(guò)了一跳。并將路由表項(xiàng)的下一跳置為鄰居路由器的地址，表示是經(jīng)過(guò)鄰居路由器學(xué)到的。距離矢量路由協(xié)議完全信任鄰居路由器，它并不知道整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洵h(huán)境，這樣在環(huán)型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中可能會(huì)產(chǎn)生路由環(huán)路。所以采用D-V算法的路由器采用了一些避免環(huán)路的機(jī)制，例如水平分割、路由毒化、毒性逆轉(zhuǎn)等?？偨Y(jié)距離矢量路由協(xié)議的特點(diǎn)如下：周期性、廣播式發(fā)送路由更新路由更新中攜帶全部路由表，接收方據(jù)此更新自己的路由超過(guò)一定時(shí)間接收不到路由更新，則認(rèn)為路由失效以到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的距離（跳數(shù)）作為度量值拓?fù)渥兓灾鹛姆绞綌U(kuò)散路由收斂速度慢采用D-V算法，可能導(dǎo)致路由環(huán)路5.3.2鏈路狀態(tài)路由協(xié)議

鏈路狀態(tài)路由協(xié)議首先是基于Dijkstra算法，此算法又被稱(chēng)為最短路徑優(yōu)先算法。鏈路狀態(tài)路由協(xié)議以到目的網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)銷(xiāo)（Cost）作為度量值。路由器根據(jù)該接口的帶寬自動(dòng)計(jì)算到達(dá)鄰居的權(quán)值，帶寬與權(quán)值成反比，帶寬越高，權(quán)值越小，表示到鄰居的路徑越好。在使用最短路徑優(yōu)先算法計(jì)算最短路徑樹(shù)時(shí)，將自己到各節(jié)點(diǎn)的路徑上權(quán)值相加，也就計(jì)算出了到達(dá)各節(jié)點(diǎn)的開(kāi)銷(xiāo)，將此開(kāi)銷(xiāo)作為路由度量值。總結(jié)鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的特點(diǎn)如下：通過(guò)Hello報(bào)文來(lái)發(fā)現(xiàn)鄰居建立鄰接關(guān)系后，只發(fā)送鏈路狀態(tài)通告（LSA）根據(jù)自己鏈路狀態(tài)信息庫(kù)（LSDB）來(lái)計(jì)算路由以到目的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)（Cost）作為度量值鏈路狀態(tài)變化時(shí)，立即發(fā)送LSA到區(qū)域內(nèi)所有路由器路由收斂速度快采用最短路徑樹(shù)算法，無(wú)路由環(huán)路5.4距離矢量路由協(xié)議RIPRIP—路由信息協(xié)議作為最早的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，它是一種基于距離矢量的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議。它配置容易、原理簡(jiǎn)單。RIP使用跳數(shù)（HopCount）衡量到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的距離（度量值）。在RIP中，路由器與它直連網(wǎng)絡(luò)的距離記為0（直連網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)為0），通過(guò)與其直接相連的路由器到達(dá)下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的跳數(shù)記為1，以此類(lèi)推，每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器，跳數(shù)加1。為了達(dá)到路由收斂，限制收斂時(shí)間，RIP度量值限定在0~15之間。度量值大于等于16，則定義為無(wú)窮大，也就是網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)。正是因?yàn)檫@個(gè)限制，運(yùn)行RIP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不能太大。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模超過(guò)16跳，標(biāo)記度量值為16，由于協(xié)議本身缺陷，認(rèn)為該網(wǎng)絡(luò)不可達(dá)。5.4.1RIP路由協(xié)議工作原理每臺(tái)路由器將收到的路由信息和本地路由器中的路由表信息進(jìn)行比較，根據(jù)以下原則進(jìn)行路由更新：（1）對(duì)本地路由表中不存在的路由項(xiàng)，當(dāng)度量值小于16時(shí)，添加此路由項(xiàng)到本地路由表中；（2）對(duì)本地路由表中存在的路由項(xiàng)，如果是同一個(gè)鄰居發(fā)送的，不論度量值增大還是減小，都更新該路由項(xiàng)（這可能鄰居路由器學(xué)習(xí)到新的路由）；（3）對(duì)本地路由表中存在的路由項(xiàng)，如果是不用鄰居發(fā)送的，只有度量值減小才更新（這可能是不同鄰居學(xué)習(xí)到更優(yōu)的路由）。AR1、AR2、AR3三臺(tái)路由器連接4個(gè)子網(wǎng)，在每個(gè)路由器上配置了RIP動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。初始狀態(tài)每個(gè)路由器僅有自己的直連路由，RIP開(kāi)始工作，各個(gè)路由器和鄰居開(kāi)始交換路由信息。AR1路由器將自己的兩條直連路由傳遞給AR2路由器，在AR2路由器中，由于192.168.2.0路由為直連路由無(wú)須更新（優(yōu)先級(jí)為0），而另一條路由192.168.1.0，在AR2路由器中沒(méi)有，所以AR2路由器在其路由表中添加192.168.1.0路由，協(xié)議類(lèi)型為R，優(yōu)先級(jí)是100，跳數(shù)（Cost）為1，表示經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器可以到達(dá)該網(wǎng)絡(luò)，由于是從G0/0/0接口接收到的路由，所以接口標(biāo)示為G0/0/0在AR2路由器更新完路由之后，它將最新的路由表信息繼續(xù)向右傳送給它的鄰居AR3路由器，采用同樣的方法AR3路由器添加192.168.1.0和192.168.2.0兩條路由，這樣AR3就實(shí)現(xiàn)了完整的路由更新。RIP路由信息維護(hù)是依靠定時(shí)器完成的，包括以下3個(gè)重要定時(shí)器：（1）更新計(jì)時(shí)器（UpdateTimer）：定義了發(fā)送路由更新的時(shí)間間隔，默認(rèn)是30秒；（2）老化計(jì)時(shí)器（AgeTimer）：定義了路由失效時(shí)間，默認(rèn)是180秒；（3）垃圾回收定時(shí)器（Garbage-CollegeTimer）：定義了路由刪除時(shí)間，默認(rèn)是120秒。5.4.2RIP路由環(huán)路避免當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，運(yùn)行RIP路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)中，有可能會(huì)發(fā)生路由環(huán)路現(xiàn)象。RIP設(shè)計(jì)了一些機(jī)制來(lái)避免網(wǎng)絡(luò)中路由環(huán)路的產(chǎn)生。主要包括：定義最大跳數(shù)、水平分割、毒性逆轉(zhuǎn)、觸發(fā)更新、毒性路由。上述幾種防環(huán)機(jī)制中，水平分割是最常用的避免環(huán)路發(fā)生的解決方案之一，默認(rèn)是開(kāi)啟的。（1）定義最大跳數(shù)為了避免RIP路由在網(wǎng)絡(luò)中被無(wú)休止地泛洪（即廣播），IETF在RFC1058中定義了RIP路由的最大跳數(shù)——15跳，也就是說(shuō)，RIP路由的最大可用跳數(shù)為15跳，當(dāng)一條路由的度量值達(dá)到16跳時(shí)，該路由將被視為不可用，路由所指向的網(wǎng)段被視為不可達(dá)。（2）水平分割水平分割（SplitHorizon）的原理是，RIP路由器從某個(gè)接口收到的路由不會(huì)再?gòu)脑摻涌谕ǜ婊厝ァ＿@個(gè)機(jī)制再很大程序上消除了RIP路由的環(huán)路隱患。（3）毒性逆轉(zhuǎn)毒性逆轉(zhuǎn)(PoisonReverse）是另一種防止路由環(huán)路的有效機(jī)制，其原理是，RIP路由器從某個(gè)接口學(xué)到路由后，當(dāng)它從該接口發(fā)送Response報(bào)文時(shí)會(huì)攜帶這些路由，但是這些路由度量值被設(shè)置為16跳（16跳意味著該路由不可達(dá))。利用這種方式，可以清除對(duì)方路由表中的無(wú)用路由。毒性逆轉(zhuǎn)也可以防止產(chǎn)生路由環(huán)路。（4）觸發(fā)更新觸發(fā)更新機(jī)制指的是，當(dāng)路由器感知到拓?fù)浒l(fā)生變更或RIP路由度量值變更時(shí)，它無(wú)需等待下一個(gè)更新周期到來(lái)即可立即發(fā)送Response報(bào)文。AR1、AR2及AR3三臺(tái)路由器運(yùn)行了RIP，AR1在RIP中發(fā)布192.168.1.0/24路由，它立即向AR2發(fā)送一個(gè)Response報(bào)文，在該報(bào)文中包含這條路由以及路由的度量值。AR2收到這條路由更新后，將路由加載到自己的路由表，然后（無(wú)需等待下一個(gè)更新周期到來(lái)）立即向AR3發(fā)送Response報(bào)文，將192.168.1.0/24路由通告給它。（5）毒性路由當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)變?yōu)椴豢蛇_(dá)時(shí)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)變化的路由器立即觸發(fā)一個(gè)16跳的路由更新來(lái)通知網(wǎng)絡(luò)中的路由器——目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不可達(dá)，這種路由被稱(chēng)為毒性路由。R2的直連網(wǎng)段192.168.2.0/24因故障變?yōu)椴豢蛇_(dá)，AR2將立即發(fā)送Response報(bào)文(觸發(fā)更新機(jī)制使然)用于通告這個(gè)更新，在其發(fā)送給AR3的這個(gè)Response報(bào)文中，包含著192.168.2.0/24路由，最重要的是這條路由的度量值被設(shè)置為16。5.4.3RIP的缺陷RIP路由協(xié)議由于其自身算法的限制，不可避免的引入路由環(huán)路。盡管后續(xù)增加了水平分割等環(huán)路避免機(jī)制，但這些功能也使得RIP網(wǎng)絡(luò)的路由計(jì)算變得復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)收斂速度變慢，而且在一些稍大的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，仍然無(wú)法達(dá)到完全避免環(huán)路的目的。對(duì)于RIP來(lái)說(shuō)，當(dāng)一臺(tái)路由器出現(xiàn)故障時(shí)，可能需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間，才能確認(rèn)一條路由是否失效。RIP至少需要經(jīng)過(guò)3分鐘的延遲，才能啟動(dòng)備份路由。這個(gè)時(shí)間對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，都會(huì)出現(xiàn)超時(shí)錯(cuò)誤，用戶(hù)能明顯地感覺(jué)到網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了短暫的故障。RIP路由協(xié)議在選擇路由時(shí)，不考慮鏈路的連接速度，而僅僅用跳數(shù)來(lái)衡量路徑的長(zhǎng)短。在多路由器互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)中，跳數(shù)最少的路徑就會(huì)被選中為最佳路徑。如圖5?21所示，PC1與PC2通信，經(jīng)過(guò)RTA→RTB→RTC的1000Mbit/s沒(méi)有被選擇，除非RTA→RTC的線路出現(xiàn)故障，這條1000Mbit/s才被啟用。5.4.4RIPv2的配置和實(shí)施AR1的配置如下：[AR1]rip1[AR1-rip-1]version2[AR1-rip-1]network192.168.2.0[AR1-rip-1]network10.0.0.0AR2的配置如下：[AR2]rip1[AR2-rip-1]version2[AR2-rip-1]network192.168.2.0[AR2-rip-1]network192.168.3.0AR3的配置如下：[AR3]rip1[AR3-rip-1]version2[AR3-rip-1]undosummary[AR3-rip-1]network192.168.3.0[AR3-rip-1]network172.16.0.0RIPv2支持報(bào)文認(rèn)證，例如可以在AR1和AR2的接口上激活RIP報(bào)文認(rèn)證即可增加RIP報(bào)文傳遞過(guò)程的安全性。命令如下：AR1的配置如下：[AR1]interfaceGigabitEthernet0/0/1[AR1-interfaceGigabitEthernet0/0/1]ripauthentication-modesimpleplainHUAWEIAR2的配置如下：[AR2]interfaceGigabitEthernet0/0/0[AR2-interfaceGigabitEthernet0/0/0]ripauthentication-modesimpleplainHUAWEI5.5鏈路路由協(xié)議OSPF開(kāi)放最短路徑優(yōu)先（OpenShortestPathFirst，OSPF）是由IETF組織開(kāi)發(fā)的開(kāi)放性標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，它是一個(gè)鏈路狀態(tài)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議，是目前業(yè)內(nèi)使用最為廣泛的IGP之一。OSPF將協(xié)議包直接封裝在IP包中，協(xié)議號(hào)為89。由于IP協(xié)議本身是無(wú)連接、不可靠的，所以O(shè)SPF協(xié)議定義了一些機(jī)制保障協(xié)議的安全性和可靠性。5.5.1OSPF的一些重要概念1、Router-IDRouter-ID（RouterIdentification，路由器標(biāo)識(shí)）是一個(gè)32bit長(zhǎng)度的數(shù)值，通常采用點(diǎn)分十進(jìn)制的形式（與IPv4地址格式一樣，例如10.0.1.1）。它用于在OSPF域中唯一地標(biāo)識(shí)一臺(tái)OSPF路由器，也就是說(shuō)OSPF要求路由器的Router-ID必須全域唯一。2、鏈路和鏈路狀態(tài)鏈路是路由器上的一個(gè)接口。鏈路狀態(tài)是有關(guān)各鏈路的狀態(tài)的信息，用來(lái)描述路由器及其鄰居路由器的關(guān)系，這些信息包括接口的IP地址和子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型、鏈路的開(kāi)銷(xiāo)以及鏈路上所有相鄰路由器。所有鏈路狀態(tài)信息構(gòu)成鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。3、鄰居表（PeerTable或NeighborTable）在OSPF協(xié)議中，每臺(tái)路由器的接口都會(huì)周期性地向外發(fā)送Hello報(bào)文。如果“相鄰”兩臺(tái)路由器之間發(fā)送給對(duì)方的Hello報(bào)文完全一致，那么這兩臺(tái)路由器就會(huì)成為彼此的鄰居路由器，他們之間才存在“鄰居”關(guān)系。4、LSA（Link-StateAdvertisement）和LSDB（Link-StateDatabase）運(yùn)行鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的路由器在網(wǎng)絡(luò)中泛洪鏈路狀態(tài)信息，在OSPF中，這些信息被稱(chēng)為L(zhǎng)SA（鏈路狀態(tài)通告）。路由器網(wǎng)絡(luò)中的LSA搜集后裝載到LSDB（鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)）中，因此LSDB可以當(dāng)作是路由器對(duì)網(wǎng)絡(luò)的完整認(rèn)知。5、OSPF區(qū)域在OSPF網(wǎng)絡(luò)中，每一個(gè)區(qū)域都有一個(gè)編號(hào)，稱(chēng)為區(qū)域ID（AreaID）。區(qū)域ID是一個(gè)32位的二進(jìn)制數(shù)，一般用十進(jìn)制數(shù)來(lái)表示。區(qū)域ID為0的區(qū)域稱(chēng)為骨干區(qū)域（BackboneArea），其他區(qū)域都稱(chēng)為非骨干區(qū)域。單區(qū)域OSPF網(wǎng)絡(luò)只包含一個(gè)區(qū)域，這個(gè)區(qū)域必須是骨干區(qū)域。多區(qū)域OSPF網(wǎng)絡(luò)中，除骨干區(qū)域外，還有若干個(gè)非骨干區(qū)域，一般來(lái)說(shuō)，每一個(gè)非骨干區(qū)域都需要與骨干區(qū)域直連，當(dāng)非骨干區(qū)域沒(méi)有與骨干區(qū)域直連時(shí)，要采用虛鏈路（VirtualLink）技術(shù)從邏輯上實(shí)現(xiàn)非骨干區(qū)域與骨干區(qū)域直連。6、OSPF消息中的報(bào)文如圖5?25所示，OSPF協(xié)議報(bào)文有5種類(lèi)型，分別是Hello報(bào)文、DD報(bào)文（DatabaseDescriptionPacket）、LSR報(bào)文（Link-StateRequestPacket）、LSU報(bào)文（Link-StateUpdatePacket）和LSAck（Link-StateAcknowledgementPacket）報(bào)文。7、OSPF支持的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型OSPF所支持的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型是指OSPF能夠支持的二層網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型，根據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議類(lèi)型將網(wǎng)絡(luò)分為下列4種類(lèi)型：①

廣播型多路訪問(wèn)類(lèi)型（BroadcastMulti-Access，BMA）②非廣播型多路訪問(wèn)類(lèi)型（Non-BroadcastMulti-Access，NBMA）③點(diǎn)到多點(diǎn)P2MP（point-to-multipoint）類(lèi)型：④點(diǎn)到點(diǎn)P2P(point-to-point)類(lèi)型：8、OSPF網(wǎng)絡(luò)的DR與BDR指定路由器（DesignateRouter，DR）和備份指定路由器（BackupDesignateRouter