距离矢量路由选择协议-标度IP实验室.ppt

距离矢量路由选择协议,目标,完成本章后,你能: 描述距离矢量路由协议的特点,并能举例说明. 描述距离矢量路由协议在实际中可能出现的问题,并能熟悉各种不同的解决方法.,运行距离矢量的路由器就关心两个问题：某一个目的网络在那个方向(direction),有多远(how far),距离矢量路由选择协议,c,b,a,routing table,routing table,routing table,routing table,distance: how far vector: in which direction,d,a,b,c,d,距离矢量路由协议原理,s1/1,s0/0,s0/0,整个,路由表,路由器,b,路由器,a,路由器,b,s1/1,整个,路由表,路由器,a,运行距离矢量路由协议的路由器定期向自己的邻居广播或组播更新自己的整个路由表,运行距离矢量的路由器就关心两样事情: 1、将路由表通过广播或组播的形式发送给所有配置了该协议的接口。 2、从接口接收邻居路由器发送来的路由信息，并根据距离和矢量的组合放入到路由表中。,距离矢量协议拓扑变化,定期更新：就是每经过特定时间周期就要发送更新信息。 广播更新：路由器向广播地址(255.255.255.255)发送更新消息,使用相同路由协议的邻居路由器将会收到广播数据包并采取相应的动作。不关心路由更新消息的主机和其他设备仅仅丢弃该数据包。 全路由表更新：大多数距离矢量路由协议使用非常简单的方式告诉邻居它所知道的一切，该方式就是广播它的整个路由表。 邻居在收到这些更新信息之后，他们会收集自己需要的信息，而丢弃其他信息。,使用度量值(metric)来选择最佳路由,rip使用hop(跳数)作为度量值。 eigrp使用带宽、延迟、负载、可靠性、mtu的组合作为 度量值；缺省只使用带宽和延迟。 带宽：使用到达目的网络所经过路径中的最小带宽。 延迟：是到达目的网络所经过路径所用时间的总和。,当有多条路径到达相同目标网络时，路由器需要一种机制来计算最尤路径。,eigrp bandwidth delay load reliability mtu,56k,56k,e1:2048k,e1:2048k,a,b,距离矢量的路由更新是一跳一跳发生的,每个路由器就是一跳. 当拓扑环境产生变化时(一般是链路down或up,路由策略等)会产生路由的变化,对于距离矢量路由协议来说,不同的路由协议处理方式也不同.有的是定期更新,有的触发(增量)更新;有的用广播来发送分组,有的用多播;我们后面会做详细的介绍.,维护路由信息,收敛时间,收敛时间 （convergence time):从网络拓扑发生变化到网络中所有路由器都知道这个变化的时间就叫 收敛时间,s0/0/0 pxr4,收敛时间,t0,t1,t2,t3,t4,链路失效,convergence,s0/0/0 pxr4,收敛时间,t0,t1,t2,t3,t4,链路失效,收敛:所有路由表都达到一致状态的过程. 收敛时间:全网实现信息共享以及所有的路由器计算最优路径所话费的时间的总和,拓扑发生变化后重新收敛需要一定的时间. 当互联网处于未收敛状态时,路由器易受到错误路由选择信息的影响. 造成路由环路.(临时的),r3,r1,r2,r5,r7,r6,直连路由,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,r1,r2,r3,路由器检查自己的接口的ip地址和相关掩码，即可推导出该接口所连接的网络。 路由器把这些网络连同某种标记一起保存到路由表中，其中标记指明了网络是直连网络。 路由器定期向自己的邻居路由器发送这些数据包的拷贝，或者叫做routing update。,路由表更新过程（一）,在t0时刻，r1到r3正好可用，这时候三台路由器所具有的唯一信息就是它们的直连网络，跳数为0.每台router都将在它所有的链路上广播这些信息。 在t1时刻，路由器接收并处理第一个更新信息。以r1为例，将r2发来的路由条目加1，然后检查自己的路由表 发现网络12.12.12.0已知，且距离为0跳，小于r2通告的跳数，所以r1忽略此信息。 网络23.23.23.0对于r1来讲是新信息，将其添加到路由表中。,路由表更新过程（二）,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,r1,r2,r3,在t2时刻，随着更新周期的再次到来，另一组更新消息被广播。 在t2时刻，网络已经收敛。网络中的每一台路由器都已经知道了每个网络以及到达每个网络的下一跳路由器的地址和距离跳数。 距离矢量算法提供了指向网络的路标，但是没有给出沿着这条路径行走的细节。这使得它很容易收到意外或故意的误导，下面是距离矢量算法所面临的一些困难及算法的改进：,收敛,当网络中的所有路由器对其拓扑结构看法一致时,就是所谓的收敛状态. 快速收敛意味着从链路失效或其他网络变化中能快速地恢复正常路由功能. 路由协议好坏和网络设计的好坏,就是通过收敛的快与慢来评判. 慢收敛使得路由器产生不一致的路由信息,从而产生非常严重的后果路由环路. 距离矢量路由协议是定期更新的一种机制;比如rip每30秒才发送路由更新一次,这样就使得网络拓扑的改变不能及时传递到其他的路由器上造成慢收敛,而慢收敛会产生非常严重的后果路由环路.,不一致的路由条目（一）,r1,r3,r2,路由器互相共享信息,但又必须独立计算各自的路由表,这个过程既合作又独立.要使得各自独立的路由表准确,那么所有的路由器都必须对网络拓扑有一个共识. 如上图,r3的一个接口down,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,不一致的路由条目（二）,r1,r3,r2,如上图,r3的一个接口down,而这种变化需要到达30秒才能传给r2,而这时r2的路由更新时间到了,于是把所有的路由条目距离加1,然后从所有参与路由协议的端口发送出去. r3收到后,由于原来的路由已经无效,就认为r2传来的是最好的路由,于是把这条路由加到路由表中.,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,不一致的路由条目（三）,r1,r3,r2,这时,r3的更新时间到了,同样通过s0/2接口进行路由信息的广播; r2收到30.30.30.0的路由之后,为了反映拓扑的变化,把度量距离跟着调整为3. 这时,r2的更新时间也到了,r1从s0/0接口收到了30.30.30.0的路由,为了反映拓扑的变化,把度量距离调整为4.,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,解决方法1：设定无穷大值,r1,r3,r2,如果任由路由环路滋生,则很快使路由器资源耗尽,网络根本无法运行.于是开发了一些避免环路的方法. 首先是设定无穷大值,比如rip约定16跳就是无穷大值.一旦距离达到这个值,这条路由将标记为possible down状态,但不会马上从路由表中清除,因为没有到达刷新时间,这个时候如果有数据流的话,仍旧被进行环回,直到刷新时间到时.所以,现在已经很难再见到距离矢量路由协议的身影,除非网络比较简单.,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,解决方法2：简单水平分割,距离矢量路由协议规定，每个router在每个更新周期都要向每个邻居发送它的整个路由表。 常识表明，r2把自己从r3学到的路由器在广播给r3是一种资源浪费，因为r3显然是知道这些路由的。 简单水平分割：路由器的某个接口接收到的路由信息不能再从这个接口反向再发送出去.这个方法减少了路由信息的不正确性并使设备负载大大降低. 比如,r2的30.30.30.0路由是从s0/2接收到的,如果r2的路由更新时间到期,就不能再从s0/2接口发送30.30.30.0路由了,其他的路由条目同理.,r1,r3,r2,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,解决方法3：路由中毒,前面讲到的计数到无穷不能从根本上避免路由环路.因为r3并没有明确指明30.30.30.3路由不可用,因此,还需要经过一段时间才能到达16跳或刷新时间,明显不好. 路由中毒就是在r3主动通告这条损坏的路由时,明确告诉邻居这条路由已经坏了,不需要计数到无穷,加快了收敛的时间.,r1,r3,r2,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,解决方法4：毒性逆转水平分割,简单水平分割采用抑制信息的工作方式。毒性逆转水平分割法是一种改进方法，它可以提供更积极的信息。 规则：当更新信息发送出某接口时，信息中将指定从该接口收到的更新中获取的网络是不可达的。 在上图中，假定r3收到错误消息,这条错误消息让r3相信经过r2可以到达子网30.30.30.0。简单水平分割无法纠正这种错误，然而r2的毒性逆转更新信息可以立刻制止这种潜在的环路。,r1,r3,r2,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,r6,解决方法5：触发更新,触发更新和正常的rip更新不一样；当路由表发生变化时，更新信息立即广播给邻居路由器,然后进行扩散,而无需等待30秒的周期. 同样,当一个路由器刚启动rip时,它广播(请求分组),收到此消息的邻居路由器立即应答一个更新报文,而不必等到下一个更新周期. 这样,拓扑的改变会很快传播到全部rip网络,大大减少了收敛的时间.,r1,r3,r2,network 30.30.30.0 is unreschable,network 30.30.30.0 is unreschable,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,解决方法6：抑制计时,抑制计时是直接由触发更新设定的.如果一个路由条目无效,相连的路由器就会发出触发更新,而触发更新里包含的就是这条失效路由的抑制时间. 它的原理是:一个路由条目失效后,一段时间内这条路由处于抑制状态,即在一个特定时间段内不再接收关于这条路由的任何路由更新.然而在下列情况下,抑制时间解除: 1.抑制计时器超时. 2.收到一个更好度量值的路由更新(小于原来的度量值). 3.刷新时间到时.,r1,r3,r2,update after hold-down time,update after hold-down time,network 30.30.30.0 is unreschable,network 30.30.30.0 is down then back up then back down,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,距离矢量路由协议的路由更新流程,以上的6种方法是一个统一的整体,距离矢量路由协议通过上述6种 方法的互相配置来达到避免环路和加速收敛的目的,下面做一个说明: 1.首先30.30.30.0路由发生损坏, r3马上从其他参与距离矢量的接口上发送触发更新通告中毒的路由条目, 其他条目不受影响.,r1,r3,r2,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,2.当触发更新传递的时候,在不同的路由器上启动30.30.30.0的 抑制计时器,对于rip缺省是180秒的时间,除非能学来更好的路 由信息或刷新到时,否则是不会学习30.30.30.0的任何路由信息的.,r1,r3,r2,update after hold-down time,update after hold-down time,距离矢量路由协议的路由更新流程,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,3,随着r1、r2的路由更新时间到期,会跨越水平分割,反向发出毒性逆转的路 由条目,告诉链路中的其他路由器这条路由信息不可达,确保环路不会发生.,r1,r3,r2,update after hold-down time,update after hold-down time,poison reverse,poison reverse,距离矢量路由协议的路由更新流程,s0/0,e1/0,s0/0,s0/