第4章 距离向量路由协议.ppt

第4章距离向量路由协议 主讲 王文学 路由基本概念 自治系统 AS 路由信息传播故障网络分割成一个个便于管理的区域统一管理的策略 路由协议 对外表现出一个单一实体的属性全局唯一的自治系统号路由协议 路由器间交换路由信息的协议 的分类按路由协议工件原理 距离矢量链路状态运行在intra as inter as IGP EGP路由度量跳数 hopcount 分组从源结点到达目的结点经过的路由器的个数 带宽 bandwidth 链路的传输速率 延时 delay 分组从源结点到达目的结点花费的时间 负载 load 通过路由器或线路的单位时间通信量 可靠性 reliability 网络链路的可信度 通常指单位时间内链路的失效次数 开销 overhead 传输过程中的耗费 与所使用的链路带宽相关 2 距离矢量型路由协议 RIP和IGRP是距离矢量路由选择协议 数据包每通过一个路由器 称为一跳 使用最少跳数量到达网络的路由被认为是最佳路由 它们发送整个路由表到直接相邻的路由器 路由表信息的更新若项目中的目的网络不在路由表中 则将该项目添加到路由表中 距离D值加1 否则若下一跳字段给出的路由器地址是同样的 则将收到的项目替换原路由表中的项目 否则若收到的项目中的距离加1的值小于路由表中的距离值 则进行更新 否则 什么也不做 3 静态路由的优缺点 优点 对于路由器的CPU没有管理性开销在路由器之间没有带宽占用增加了安全性缺点 必须真正地了解所配置的互联网络 以及每台路内器应该如何正确地连接以正确配置这些路由 如果某个网络加入到互联的网络中 必须在所有的路由器上 人工 添加对它的路由 大型网络不可行 4 静态路由配置 Iproute用创建静态路由的命令 destination network在路由表中要放置的网络号 mask在这一网络上使用的子网掩码 next hop address下一跳路由器的地址 administrative distance默认时 静态路由有一个取值为1的管理性距离 至于0是你使用某个输出接口来替代下一跳地址 Permanent如果这个接口被关闭或者路由器不能与下一跳路由器进行通信 这一路由将会自动地从路由表中删除 选择permanent选项 将会保留这一路由表项而不管发生了什么情况 演示 Iproute destination network mask next hop address administrative distance permanent 5 默认路由 默认路由可以转发那些在路由表中没有列出的远端目的网络的数据包到下一跳路由器 在存根网络上可以只使用默认路由 即那些与外界只有一个输出连接的网络 默认路由是一个使用通配符来代替网络和子网掩码信息的静态路由 IPclassless演示 6 4 0RIP配置 4 1RIP概述RIP采用贝尔曼 福德 Bellman Ford 算法目前RIP有两个版本RIPv1和RIPv2 RIP有以下一些主要特性 RIP属于典型的距离向量路由选择协议 RIP消息通过广播地址255 255 255 255进行发送 使用UDP协议的520端口 7 4 1RIP概述 续 RIP以到目的网络的最小跳数作为路由选择度量标准 而不是在链路的带宽和延迟的基础上进行选择 RIP是为小型网络设计的 它的跳数计数限制为16跳 这限制了网络的规模 RIP是一种有类路由协议 不支持不连续子网设计 RIP周期进行路由更新 将路由表广播给邻居路由器 广播周期为30秒 RIP的管理距离为120 8 4 1RIP原理 1 路由表维护图5 3 1RIP协议 9 路由更新的发送 图5 3 2RIP路由更新的发送 10 路由更新的接收 在RouterB上执行命令showiproute的输出 11 RIP中的计时器 更新 Update 周期时间 30秒失效 Invalid 计时器 180秒清空 Flushed 计时器 270秒抑制 Hold down 计时器 180秒 12 图5 3 8RIP中的计时器 13 路由信息协议 RIP 配置RIP路由演示 Router config routerrip Router config router networknetwork number 启动RIP路由协议 路由选择协议要通告哪些网络 并启用相应的接口参与动态路由协议的运行进程 Router config router passive interfaceinterface number 抑制RIP传播 14 4 1 3RIP配置 1 基本配置在RouterA上配置RIP协议的过程和命令 15 RIP基本配置 RIP基本配置 16 2 被动接口 PassiveInterface 图5 3 11配置被动接口 17 RIP诊断 1 show命令showrunshowiprouteshowipprotocols 18 图5 3 12显示动态路由协议的配置参数 19 2 Debug命令 对RIP进行诊断 20 内部网关路由协议 IGRP 21 22 内部网关路由协议 IGRP IGRP Cisco专用的距离矢量路由选择协议 IGRP的最大跳计数值为255 默认时为100 IGRP使用了与RIP不同的度量 默认时 使用带宽和线路延迟作为判断到达某个互联网络最佳路由的量度 称为合成度量 可靠性 负载和最大传输单元 MTU 也可以用做度量 23 内部网关路由协议 IGRP IGRP协议度量值所使用的公式 度量值 K1 带宽 K2 带宽 256 负载 K3 延迟 K5 可靠性 K4 K值为权重 常数 可使用命令metricweights定义 缺省值为 K1 K3 1 K2 K4 K5 0所以缺省的公式为 度量值 带宽 延迟 10000000 带宽 延迟 10 带宽 Kbit s 延迟 us 说明 IGRP必须使用相同的自治系统号来共享路由表信息 24 内部网关路由协议 IGRP IGRP定时器演示更新定时器发送路由更新消息间隔 默认值为90秒 失效定时器默认为三倍于更新时间间隔 保持失效定时器默认为三倍于更新时间间隔 10秒刷新定时器默认为七倍于路由更新间隔配置IGRP路由IGRP可实现多达6条链路的负载均衡 RIP网络要实现负载均衡必须具有相同的跳计数 而IGRP使用带宽来决定如何实现负载均衡 在不同开销的链路上实现负载均衡时 variance命令可以在最好的度量和最差可接受的度量之间控制负载均衡 Router config routerripAS号 Router config router networknetwork number 增强内部网关路由协议 EIGRP 25 2020 1 21 26 EIGRP路由协议 EIGRP源于距离矢量型路由协议IGRP 增加了链路状态型路由协议的特性 高级距离矢量型路由协议 Cisco称其为混合 Hybrid 型路由协议 Cisco公司专有 EIGRP特点EIGRP和IGRPEIGRP协议使用的数据包EIGRP协议的运行过程扩散更新算法配置EIGRP检查EIGRP的运行有类路由协议和无类路由协议路由总结EIGRP和IGRP混合运行 2020 1 21 27 EIGRP的特点 EIGRP通告路由信息时携带子网掩码 支持VLSM 无类别路由和不连续网络 没有环路 主要依据链路状态选择到达目标的最佳路由 使用独立于协议的模块 PDM 议 支持不同网络层协议 如IP IPX等 大型 多协议网络环境的理想选择 增量更新 路由器可能有到达目的地的备份路由 收敛快 EIGRP协议在主类网络边界自动归纳路由 也允许在任意比特位边界上手工归纳路内 使用可靠传输协议 RTP 保证路由信息传输的可靠件 2020 1 21 28 EIGRP的特点 使用独立于协议的模块 PDM 议 支持不同网络层协议 如IP IPX等 2020 1 21 29 EIGRP和IGRP EIGRP兼容IGRP协议 如果在路由器上同时启用了这两种协议 并且使用相同的AS号 它们就会互相学习 IGRP属于有类路由协议 而EIGRP属于无类路由协议 所以规划网络时要注意有类路由协议和无类路由协议的特点 EIGRP的度量值的计算公式是在IGRP度量值计算公式基础上乘以256得来的 它们都支持不等值路径负载均衡 EIGRP所能支持的最大跳数是224跳 IGRP所能支持的最大跳数是255跳 EIGRP把从IGRP协议那里学到的路由标记为外部路由 2020 1 21 30 EIGRP协议使用的数据包 Hello包 用于发现邻居和维护邻居关系 使用组播地址224 0 0 10 发送更新 Update 包 新路由且收敛 用更新数据包以组播方式发给邻居 启动时 则单点传送 需确认 查询 Query 包 用于路由器向邻居查询到达某目的路由 组播 确认答复 Reply 包 用来应答查询数据包 单点 确认确认 ACK 包 用来确认更新 查询 答复数据包 单点传送 2020 1 21 31 EIGRP协议的运行过程 发现邻居并建立邻居关系建立拓扑结构数据库计算路由表 hello ACK 这是我完整的路由信息 update ACK R1 R2 这是我完整的路由信息 update 1 2 3 4 5 6 6 拓扑库 拓扑库 路由表 路由表 2020 1 21 32 扩散更新算法 EIGRP术语 R1 R3 R2 10 10 0 0 后继路由器 20 10 可行距离和通告距离 目标 源 AD FD 2020 1 21 33 扩散更新算法 EIGRP术语 可行后继路由器 目标 R1 AD 2 FD 3 R2 R3 2 1 1 1 1 1 2020 1 21 34 DUAL的运行过程 当网络发生变化时 考察R3 R4 R5的拓扑数据库的变化图处于收敛 目标 R5 R3 R2 R1 1 2 1 1 2 1 R4 2020 1 21 35 DUAL的运行过程 目标 R5 R3 R2 R1 1 2 1 1 2 1 1 R4把通过R2到达目标网络的路径记为不可用 R4 2020 1 21 36 DUAL的运行过程 目标 R5 R3 R2 R1 1 2 1 1 2 1 2 R4上由于没有到达目标网络的可行后继路由器 将执行的操作 R5收到R4的查询后将通过R4到达目标网络的路由标为不可用 R3 Q Q R4 2020 1 21 37 DUAL的运行过程 目标 R5 R3 R2 R1 1 2 1 1 2 1 R Q 3 R4收到来自R3的答复 R3声明其到达目标网络的路由未变 R4的操作 R5向R3查询R3 R4 2020 1 21 38 DUAL的运行过程 目标 R5 R3 R2 R1 1 2 1 1 2 1 R 4 R4仍保持到达目标网络的路由为活路状态 等待回答 R5收到R3的应答 声明到达目标网络的路由未变 此后R5执行的操作 R4 2020 1 21 39 DUAL的运行过程 目标 R5 R3 R2 R1 1 2 1 1 2 1 5 R4收到R5的回答 执行的操作 R R4 2020 1 21 40 DUAL的运行过程 目标 R5 R3 R2 R1 1 2 1 1 2 1 6 网络收敛 R4有两条等值的路由到达目标网络 使用两条路径均衡负责 R4 2020 1 21 41 配置EIGRP Router config routereigrpautonomous system 配置运行EIGRP路由协议 网络的自治系统号 Router config router networknetwork number 连接到路由器上的网络号 Router config router passive interfaceinterface 在指定的接口上停止EIGRP的运行 2020 1 21 42 配置EIGRP 例 2020 1 21 43 配置EIGRP 演示 Host1 e0 0 e0 1 e0 0 192 168 10 0 24 LabA LabB LabD 10 0 0 0 8 172 16 20 0 24 e0 1 e0 0 e0 1 路由器网络地址接口地址Lab A172 16 30 0e0 0172 16 30 3Lab A172 16 20 0e0 1172 16 20 3Lab B172 16 20 0e0 0172 16 20 5Lab B192 168 20 0e0 1192 168 20 4Lab C192 168 20 0e0 0192 168 20 6Lab C192 168 10 0e0 1192 168 10 2Lab D192 168 10 0e0 0192 168 10 4Lab D10 0 0 0e0 110 0 0 10 172 16 30 0 24 e0 0 LabC e0 1 e0 1 192 168 20 0 24 2020 1 21 44 验证EIGRP的配置 Router showiproute Router showiprouteeigrp Router showipeigrptraffic Router showipeigrpneighbors Router showipeigrptopology 显示所有EIGRP的邻居 显示EIGRP拓扑表中的项目 显示路由表中EIGRP项目 显示整个路由表 显示发送和接收的IPEIGRP包的数量 2020 1 21 45 有类路由协议和无类路由协议 根据在路由更新过程中是否携带网络掩码 路由协议分为有类路由协议和无类路由协议 有类路由协议 路由更新时不随路由信息发送子网掩码的路由协议 RIPv1 IGRP 有类路由协议的路由表运行有类路由协议的路由器在接收到路由更新数据包后 进行如下判断 如果路由更新信息中的路由与自己的接收接口的地址属于同一主类网络 属于同一主网的所有子网使用相同的子网掩码 且属于同一主网的子网连续 则路由器使用自己接口上的子网掩码作为接收到的路由网络掩码 如果路由更新信息中的路由与自己的接收接口地址不属于同一主类网络 路由器则根据接收到的路由所属的地址类别采用缺省的主类网络网络掩码 把子网归纳到主网 2020 1 21 46 有类路由协议 有类路由协议的路由表 路由表10 11 0 010 15 0 0172 16 0 0 Host1 172 16 13 0 24 LabA LabB LabC 10 15 0 0 16 10 11 0 0 16 172 16 18 0 24 路由表10 11 0 010 15 0 0172 16 13 0172 16 18 0 路由表10 0 0 0172 16 13 0172 16 18 0 2020 1 21 47 有类路由协议 有类路由协议的路由表 当属于同一主网的子网不连续时 路由器A和C都向路由器B通告可以到达网络172 16 0 0 路由器B可能做出不正确的转发决定 Host1 10 15 0 0 16 A B C 10 11 0 0 16 172 16 13 0 24 172 16 18 0 24 2020 1 21 48 有类路由协议 有类路由协议的路由表 观察属于同一主网的子网掩码不同时 路由器的路由 作业 Host1 172 16 4 64 26 A B C 172 16 3 0 24 192 168 1 0 24 10 11 0 0 16 e0 0 e0 1 e0 0 e0 1 e0 0 e0 1 2020 1 21 49 有类路由协议 IPClassless 在运行有类路由协议的路由器上 如果收到数据包的目的地是它直连子网所在的主类网络中的一些该路由器未知的子网 路由器就会丢弃这些数据包 如果让路由器为这些数据选择缺省路由转发 则须使用ipclass命令 IOS11 3之后的版本 ipclassless默认开启 Host1 172 16 4 0 24 A B C 172 16 3 0 24 192 168 1 0 24 10 11 0 0 16 e0 0 e0 1 e0 0 e0 1 e0 0 e0 1 1 1 3 3 0 1 2020 1 21 50 无类路由协议 交换路由信息时携带子网掩码 可构造更精确的路由表包括OSPF EIGRP RIPv2等克服了有类路由协议的另一缺陷 在主类网络边界使用默认的主网掩码进行路由的自动归纳 无类路由环境中 归纳可人工执行 并可在任意比特位归纳 不要求属于同一主网的子网使用相同的子网掩码 即VLSM 2020 1 21 51 EIGRP路由总结 自动总结 EIGRP 具有距离矢量 链路状态型路由协议的双重特性 EIGRP协议在主网边界也会自动总结路由 EIGRP的路由自动总结特性可关闭 支持手工总结 可根据需要在任意比特位归纳路由自动总结 EIGRP协议的路由总结缺省开启 模拟软件关闭 可关闭自动总结 命令noauto summary Host1 e0 0 e0 1 e0 0 192 168 10 0 24 LabA LabB LabD 172 16 20 0 24 e0 1 e0 0 e0 1 172 16 30 0 24 e0 0 LabC e0 1 e0 1 192 168 20 0 24 10 0 0 0 8 2020 1 21 52 EIGRP路由总结 手工总结 自动总结仅发生在主网边界 不完全满足需要 实际工作中需要在任意比特位进行总结 可用手工总结 使用手工总结前要关闭自动总结 手工总结命令在需要发送总结路由的接口下配置 语法如下 Router config if ipsummary addresseigrpAS numbernetworknetwork mask演示 Lab B config interfacee0 1Lab B config if ipsummary addresseigrp200172 16 0 0255 255 0 0 Host1 e0 0 e0 1 e0 0 192 168 10 0 24 LabA LabB LabD 172 16 20 0 24 e0 1 e0 0 e0 1 172 16 30 0 24 e0 0 LabC e0 1 e0 1 192 168 20 0 24 10 0 0 0 8 2020 1 21 53 EIGRP路由总结的考虑 EIGRP无类路由协议 可支持设计地址上地址上不连续的网络环境 但由于路由自动总结的原因可能会带来丢失的问题 演示 Host1 e0 0 e0 1 e0 0 192 168 10 0 24 LabA LabB LabD 172 16 20 0 24 e0 1 e0 0 e0 1 172 16 30 0 24 e0 0