路由协议基础与静态动态路由介绍.ppt

路由协议基础与静态动态路由,2/42,Page2,学习完此课程，您将会：掌握路由的概念和路由表的结构掌握静态路由和缺省路由的配置理解路由自环的概念理解动态路由基本概念,目标,3/42,Page3,第1章路由协议基础第2章静态路由第3章路由自环第4章动态路由,内容介绍,4/42,路由器的概念及基本构成,路由器一种重要的网络设备用于网络互连的计算机设备作为路由器，必须具备条件：两个或两个以上的接口协议至少向上实现到网络层具有存储、转发、寻径功能,5/42,路由器的作用,路由器的核心作用是实现网络互连分组数据转发异种网络互连路由（寻径）：路由表建立、刷新、查找子网间的速率适配隔离网络，防止网络风暴，指定访问规则（防火墙）,6/42,路由器的主要功能,路由器的功能有很多，主要功能：一、提供了异构网互联的机制，怎么提供的呢？一台路由器有多接口，每接口在物理特性上或者电气特性上属于不同的网络类型。二、把报文从一个网络发送到另外一个网络。互联的目的是通信，这就导出一个概念：路由。什么是路由呢？路由是指导ip报文转发的路径信息。怎么转发的呢？这是任何一个交换设备必备的功能，他应该知道某条信息从哪里来到哪里去，这主要是通过一种表的形式表现出来的。,7/42,路由器工作流程,IP,ETH,PPP,以太口,串口,IP,ETH,PPP,串口,以太口,协议封装,路由选择协议转换,路由器,路由器,WAN,传送,拆包,LAN1,LAN2,接收,发送,工作过程,8/42,Page8,什么是路由？,路由就是指导IP数据包发送的路径信息。路由器只是根据所收到的数据报头的目的地址选择一个合适的路径，将数据包传送到下一个路由器，路径上最后的路由器将数据包送交目的主机。数据包在网络上的传输就好像是体育运动中的接力赛一样，每一个路由器只负责自己本站数据包通过最优的路径转发，通过多个路由器一站一站的接力将数据包转发到目的地。,9/42,Page9,显示路由表信息,QuidwaydisplayiproutingRoutingTables:Destination/MaskprotoprefMetricNexthopInterface0.0.0.0/0Static600120.0.0.2Serial08.0.0.0/8RIP1003120.0.0.2Serial09.0.0.0/8OSPF105020.0.0.2Ethernet09.1.0.0/16RIP1004120.0.0.2Serial011.0.0.0/8Static600120.0.0.2Serial020.0.0.0/8Direct0020.0.0.1Ethernet020.0.0.1/32Direct00127.0.0.1InLoopBack080.0.0.1/32BGP2550127.0.0.1Serial0.,10/42,显示路由表信息,路由器转发数据包的关键是路由表，表中每条路由项都指明数据包到某子网或某主机应通过路由器的哪个物理端口发送。路由表中包含了下列关键项：目的地址（Destination）：用来标识IP包的目的地址或目的网络。网络掩码（Mask）：与目的地址一起来标识目的主机或路由器所在的网段的地址。输出接口（Interface）：说明IP包将从该路由器哪个接口转发。下一跳IP地址（Nexthop）：说明IP包所经由的下一个路由器的接口地址。优先级(preference):每个路由协议都对应一个优先级参数，对于到同一目的地址的若干路由，优选优先级参数最小的。度量（Metric）:衡量一条路由的优劣，不同的路由协议之间度量不具备可比性协议(Protocol):指明了路由的来源，即路由是如何生成的。,Page10,11/42,Page11,路由的来源,链路层协议发现的路由（Direct）开销小，配置简单，无需人工维护。只能发现本接口所属网段的路由，如果是PPP链路还能发现对端接口地址路由手工配置静态路由（Static）无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网络。动态路由协议发现的路由（RIP、OSPFIGRPEIGRP）开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。什么是开销？后面会讲到,12/42,静态路由与动态路由,静态路由是一种特殊的路由，它由管理员手工配置而成。通过静态路由的配置可建立一个互通的网络，但这种配置问题在于：当一个网络故障发生后，静态路由不会自动修正，必须有管理员的介入。静态路由无开销，配置简单，适合简单拓扑结构的网络。当网络拓扑结构十分复杂时，手工配置静态路由工作量大而且容易出现错误，这时就可用动态路由协议，让其自动发现和修改路由，无需人工维护，但动态路由协议开销大，配置复杂。,13/42,Page13,路由优先级（Preference）,从优先级最高的协议获取的路由最先被优先选择加入路由表中。到相同的目的地，不同的路由协议可能会发现不同的路由。这样，各路由协议（包括静态路由）都被赋予了一个优先级，这样，当存在多个路由信息源时，具有较高优先级（数值越小表明优先级越高）的路由协议发现的路由将成为最优路由，并被加入路由表中。,14/42,路由的优先级（Preference）,不同厂家的路由器对于各种路由协议优先级的规定各不相同直连：0OSPF路由：10静态路由：60RIP路由：100外部路由（BGP）路由：150,15/42,Page15,路由的度量或花费（Metric）,路由的度量标示出了到达这条路由所指的目的地址的代价，通常以下因素会影响到路由的度量值。线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最大传输单元不同的动态路由协议会选择以上的一种或几种因素来计算花费值（如RIP用跳数来计算花费值）。该花费值只在同一种路由协议内有比较意义。不同的路由协议之间的路由花费值没有可比性，也不存在换算关系。静态路由默认的花费值为0。OSPF路由默认的花费值为50。,16/42,举例：流量规划,NE40E,NE40,省公司老楼NE80,省公司NE80-1,省公司NE80-2,省公司NE40E,NE40E,NE40,VIDEO,采用负载分担+主备用的方式让VPN流量不穿越平面通过调整OSPFCOST对VPN流量进行控制如图:VIDEOVPN走新平面而DMISVPN走老平面,VIDEOVPN流量,DMIS,VIDEO,DMIS,DMISVPN流量,10,10,10,10,20,20,10,10,20,20,20,20,20,20,10,10,500,500,500,500,65,65,10,65,10,安庆,铜陵,65,17/42,衡量路由协议的一些性能指标,正确性能够正确找到最优的路由，且无自环。快收敛当网络的拓朴结构发生变化之后，能够迅速在自治系统中作相应的路由改变。低开销协议自身的开销（内存、CPU、网络带宽）最小。安全性协议自身不易受攻击，有安全机制。普适性适应各种拓朴结构和规模的网络。,18/42,路由选优原则,越“高级”的路由协议发现的路由越优先？优先级可以修改Cost值越小的路由越优先？不同的路由协议发现的路由Cost没有比较意义在RouterA上被优选的路由，RouterB上也一定优选？路由选优完全是“单机行为”,19/42,Page19,第1章路由协议基础第2章静态路由第3章路由自环第4章动态路由,内容介绍,20/42,Page20,静态路由配置,静态路由的配置命令和命令模式Quidwayiproute-static|preferencereject|blackhole例如：iproute129.1.0.01610.0.0.2iproute129.1.0.0255.255.0.010.0.0.2iproute129.1.0.016Serial2注意：只有下一跳所属的的接口是点对点（PPP、HDLC）的接口时，才可以填写，否则必须填写。还有一种静态路由类型为称为接口静态路由，它用于表示那些直接连接到路由器接口上的目的网络。接口静态路由优先级是0，这意味着它是直接连接网络的路由,21/42,Page21,静态路由的其它属性,可达路由：正常的路由都属于这种情况，即IP报文按照目的地标示的路由被送往下一跳，这是静态路由的一般用法。目的地不可达的路由：当到某一目的地的静态路由具有“reject”属性时，任何去往该目的地的IP报文都将被丢弃，并且通过ICMP消息通知源主机目的地不可达。目的地为黑洞的路由：当到某一目的地的静态路由具有“blackhole”属性时，任何去往该目的地的IP报文都将被丢弃。同“reject”的区别是不向源主机发送任何消息iproute-static192.168.168.0255.255.255.0null（无效的、空的、零）0blackhole/rejectarpstatic192.168.0.1550000-0000-0002,22/42,Page22,静态路由配置示例,在路由器QuidwayA上配置：iproute-static129.1.0.0255.255.0.0129.0.0.2或：iproute-static129.1.0.016129.0.0.2或：iproute-static129.1.0.016s0,129.1.0.0/16,E0,QuidwayB,S0,129.0.0.2,QuidwayA,129.0.0.1,S0,23/42,Page23,缺省路由配置示例,在路由器QuidwayA上配置：iproute-static0.0.0.00.0.0.010.0.0.2Internet上大约99.99%的路由器上都存在一条缺省路由!缺省路由并不一定都是手工配置的静态路由，有时也可以由动态路由协议产生。缺省路由就是在没有更明细的路由（合适的路由）时才使用的路由。即只有当没有合适的路由时，缺省路由才被使用。在路由表中。如果没有缺省路由且报文的目的地址不在路由表中，那么该报文被丢弃的同时，将返回源端一个ICMP报文指出该目的地址或网络不可达。,24/42,Page24,第1章路由协议基础第2章静态路由第3章路由自环第4章动态路由,内容介绍,25/42,Page25,路由自环,路由自环的概念：“路由自环”是指某个报文从一台路由器发出，经过几次转发之后又回到初始的路由器。当产生路由自环时，报文会在几个路由器之间循环转发，直至TTL=0时才被丢弃，极大地浪费了网络资源，因此应该尽量避免“路由自环”的产生。原因：其中部分路由器的路由表出现错误。产生的原因：可能是配置静态路由有误，有时动态路由协议也会错误地计算路由。,26/42,Page26,路由自环实例,QuidwayA,10.0.0.1,S0,10.0.0.2,S0,QuidwayB,NetworkN,PublicNetwork,在路由器QuidwayA上配置iproute-static20.0.0.0810.0.0.2,在路由器QuidwayB上配置iproute-static20.0.0.0810.0.0.1,“路由自环”对网络的危害极大，应尽量避免!,20.0.0.08,27/42,方案一：水平分割,E0,S0,S0,S1,S0,E0,11.1.0.0,11.2.0.0,11.3.0.0,11.4.0.0,NotsenttoB,NotsenttoA,NotsenttoC,NotsenttoB,NotsenttoA,A,B,C,水平分割是一种避免路由环的出现和加快路由汇聚的技术。由于路由器可能收到它自己发送的路由信息，而这种信息是无用的，水平分割技术不反向通告任何从终端收到的路由更新信息，即不向原始路由更新的方向再次发送路由更新信息。,28/42,方案二：路由中毒和抑制时间,E0,S0,S0,S1,S0,E0,11.1.0.0,11.2.0.0,11.3.0.0,11.4.0.0,到达11.4.0.0的网络断了,抑制时间后更新,抑制时间后更新,A,B,C,当网络11.4.0.0出现故障无法访问的时候，路由器B便向邻居C路由发送相关路由更新信息，并将其度量值标为无穷大，告诉它们网络11.4.0.0不可到达，路由器C收到毒化消息后将该链路路由表项标记为无穷大，表示该路径已经失效，并向其它邻居路由器通告，依次毒化各个路由器，告诉邻居11.4.0.0这个网络已经失效，不再接收更新信息，从而避免了路由环路。,并启动一个抑制计时器，如果在抑制计时器超时之前从不同邻居收到的更新信息包含的度量值比以前的更差，更新将被忽略，这样可以有更多的时间让更新信息传遍整个网络。,29/42,方案三：触发更新,E0,S0,S0,S1,S0,E0,11.1.0.0,11.2.0.0,11.3.0.0,11.4.0.0,到达11.4.0.0的网络断了,到达11.4.0.0的网络断了,到达11.4.0.0的网络断了,A,B,C,正常情况下，路由器会定期将路由表发送给邻居路由器。而触发更新就是立刻发送路由更新信息，以响应某些变化。检测到网络故障的路由器会立即发送一个更新信息给邻居路由器，并依次产生触发更新通知它们的邻居路由器，使整个网络上的路由器在最短的时间内收到更新信息，从而快速了解整个网络的变化。,30/42,Page30,第1章路由协议基础第2章静态路由第3章路由自环第4章动态路由,内容介绍,31/42,路由协议的基本原理（一）,动态路由协议是做什么的计算路由的计算本地路由器到网络中其它网段的路由如何做到这一点每台路由器将自己已知的路由相关信息发给相邻的路由器，由于大家都这样做，最终每台路由器都会收到网络中所有的路由信息然后运行某种算法，计算出最终的路由来（实际上需要计算的是该条路由的下一跳和花费）,32/42,路由协议的基本原理（二）,动态路由协议是做什么的“天王盖地虎”“宝塔镇河妖”每种路由协议都有自己的语言（相应的路由协议报文），如果两台路由器都实现了某种路由协议并已经启动该协议，则具备了相互通信的基础“初次见面，请多关照”一台新加入的路由器应该主动把自己介绍给网段内的其它路由器通过发送广播报文或发送给指定的路由器邻居来做到这一点“好久不见，近况如何”为了能够观察到某台路由器突然失败（路由器本身故障或连接线路中断）这种异常情况，规定两台路由器之间的协议报文应该周期性地发送,33/42,路由协议之间的互操作,每种路由协议只能发布和学习自己协议已知的路由自己已知的路由是指：在某个接口上运行了该种路由协议，或者在路由表中的本路由协议发现的路由。如果需要知道其它的路由，需要进行引入（import-route）操作最经常使用的是引入静态路由和直接路由。有时也需要引入其它路由协议的路由。引入路由的含义是指：在本路由器的路由表中查询，如果发现要引入的路由（如static），则作为自己已知的路由发布出去。,34/42,动态路由协议种类,距离矢量算法RIPBGP链路状态算法OSPFIS-ISIGRP、EIGRP,35/42,RIP协议概述,RIP是RoutingInformationProtocol（路由信息协议）的简称。RIP路由协议是距离矢量路由协议的一个具体实现。RIP协议适用于中小型网络，有RIP-1和RIP-2，最大支持16跳。RIP-2使用组播（224.0.0.9）发送，支持验证和VLSM。RIP支持：水平分割、路由中毒和触发更新,36/42,RIP协议配置,启动RIP协议，进入RIP协议配置视图Quidwayrip在指定的网络上使能RIPQuidway-ripnetworknetwork-number