RCCP04+全面掌握IP路由协议3801691298.ppt

第4章全面掌握IP路由协议,锐捷认证资深调试工程师RCCP,本章内容,路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPFstub区域,课程议题,路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPFstub区域,什么叫路由?,路由就是将从一个接口接收到的数据包，转发到另外一个接口的过程。路由器完成两个主要功能:选径根据目标地址和路由表内容，进行路径选择转发根据选择的路径，将接收到的数据包,转发到另一个接口(输出口),路由表,router#showiprouteCodes:C-connected，Sstatic，RRIP，O-OSPFIA-OSPFinterarea，E1-OSPFexternaltype1E2-OSPFexternaltype2，*-candidatedefaultGatewayoflastresortis10.5.5.5tonetwork0.0.0.0172.16.0.0/24issubnetted,1subnetsC172.16.11.0isdirectlyconnected,serial1/2OE2172.22.0.0/16110/20via10.3.3.3,01:03:01,Serial1/2S*0.0.0.0/01/0via10.5.5.5,路由的信息,O172.16.8.0110/20via172.16.7.9,00:00:23,Serial0,O-路由信息的来源(OSPF)172.16.8.0-目标网络（或子网）110-管理距离(路由的可信度)/20-量度值(路由的可到达性)via172.16.7.9-下一跳地址(下个路由器)00:00:23-路由的存活的时间(时分秒)Serial0-出站接口,管理距离可以用来选择采用哪个IP路由协议管理距离值越低，学到的路由越可信静态配置路由优先于动态协议学到的路由采用复杂量度的路由协议优先于简单量度的路由协议。,管理距离(可信度),Connectedinterface0Staticrouteoutaninterface0Staticroutetoanexthop1ExternalBGP20OSPF110IS-IS115RIPv1,v2120InternalBGP200Unknown255,路由源,缺省管理距离,各种路由协议管理距离值,红色标识为要求学员必须掌握的内容,路由决策,最长匹配；例：10.1.1.1/8和10.1.1.1/16根据路由的管理距离。管理距离越小，路由越优先；例：S10.1.1.1/8和R10.1.1.1/8管理距离一样，就比较路由的量度值(metric)。越小越优先；例：S10.1.1.1/81/20和S10.1.1.1/81/40路由量度值一样的路由，可以选中多个路径。,动态路由协议,动态路由协议是做什么的“天王盖地虎”“宝塔镇河妖”“初次见面，请多关照”“好久不见，近况如何”,动态路由协议,介绍动态路由协议的基本工作原理要求网络中运行相同的路由协议所有运行了路由协议的路由器会将本机相关路由信息发送给网络中其他的路由器所有路由器会根据所学的信息产生相应网段的路由信息所有路由器会每隔一段时间向邻居通告本机的状态（路由更新）,动态路由协议,RIP路由信息协议IGRP内部网关路由协议OSPF开放式最短路径优先IS-IS中间系统-中间系统EIGRP增强型内部网关路由协议BGP边界网关协议,动态路由协议的分类,自治系统一个自治系统就是处于一个管理机构控制之下的路由器和网络群组外部网关协议（EGP）在自治系统之间交换路由选择信息的互联网络协议，如BGP。内部网关协议(IGP)在自治系统内交换路由选择信息的路由协议，常用的内部网关协议有OSPF、RIP、IGRP,EIGRP、IS-IS。,是否支持无类路由有类路由协议：RIPv1,IGRP无类路由协议：RIPv2,OSPF,IS-IS,BGPv4,路由协议分类,有类路由路由传递,有类路由协议在进行路由信息传递时，不包含路由的掩码信息。路由器按照标准A、B、C类进行汇总处理。,10.1.0.0/16,172.16.2.0/24,10.2.0.0/16,10.1.0.010.2.0.0172.16.0.0,10.0.0.0172.16.1.0172.16.2.0,10.1.0.010.2.0.0172.16.1.0172.16.2.0,172.16.1.0/24,不包括路由掩码信息,有类路由子网划分,在同一网络内，所有路由器接口的子网掩码必须相同可能造成对地址的浪费,192.168.5.129/27,192.168.5.98/27,192.168.5.33/27,192.168.5.65/27,192.168.5.97/27,S1,S0,E1,E0,E0,实际只需要两个地址却分配了30个地址,无类路由路由传递,无类路由协议在进行路由信息传递时，包含子网掩码信息，支持VLSM(变长子网掩码)。,10.1.0.0/16,172.16.2.0/24,10.2.0.0/16,10.1.0.0/1610.2.0.0/16172.16.1.0/24172.16.2.0/24,172.16.1.0/24,10.1.0.0/1610.2.0.0/16172.16.1.0/24172.16.2.0/24,10.1.0.0/1610.2.0.0/16172.16.1.0/24172.16.2.0/24,包括路由掩码信息,无类路由子网划分,在同一网络内，所有路由器接口的子网掩码可以不同支持VLSM（变长掩码）可以充分利用可用的地址,192.168.5.129/27,192.168.5.209/30,192.168.5.33/27,192.168.5.65/27,192.168.5.210/30,S1,S0,E1,E0,E0,满足2个主机地址的需要,DDN,路由协议的分类,距离矢量路由协议距离矢量路由协议向邻居发送路由信息距离矢量路由协议定时更新路由信息距离矢量路由协议将本机全部路由信息做为更新信息链路状态路由协议链路状态路由协议向全网扩散链路状态信息链路状态路由协议当网络结构发生变化立即发送更新信息链路状态路由协议只发送需要更新的信息,路由更新信息只传播到直连的邻居路由器,路由表,所有路由,距离向量路由协议路由更新,链路状态的通告，扩散到路由域的所有路由器分层设计可以限制广播流量,链路状态路由协议路由更新,路由表,OneRoute,课程议题,路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPFstub区域,路由信息协议-RIP,RIP（RoutingInformationProtocols，路由信息协议），是应用较早、使用较普遍的内部网关协议(InteriorGatewayProtocol,简称IGP)，适用于小型同类网络，是典型的距离矢量(distance-vector)协议。,RIP协议,UDPHeader,PortNo.,SegmentPayload,IPHeader,ProtocolNumber,FrameHeader,CRC,PacketPayload,FramePayload,6-TCP17-UDP,520-RIP,RIP是基于UDP，端口520的应用层协议。,RIP协议的路由算法,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,E0,S0,S0,S1,S0,E0,10.3.0.0,1,2,10.1.0.0,10.2.0.0,10.4.0.0,0,0,10.2.0.0,S0,S1,S1,S1,1,1,10.1.0.0,10.4.0.0,10.3.0.0,0,0,A,B,C,10.4.0.0,RIP协议是以跳数来衡量到达目的网络的度量值（metric）,S1,RIP协议的路由算法,RIP协议假定如果从网络的一个终端到另一个终端的路由跳数超过15个，那么RIP协议认为产生了到了循环，因此当一个路径达到16跳，将被认为是可不到达的。,10.1.0.0,10.2.0.0,E0,S0,S0,S1,E0,10.20.0.0,10.1.0.0,10.20.0.0,10.3.0.0,10.2.0.0,RIP路由信息的更新,A,更新路由表,更新路由表,B,以时间为驱动,RIP路由信息的更新,1、RIP协议每隔30秒定期向外发送一次更新报文。2、如果路由器经过180秒没有收到来自某一路由器的路由更新报文，则将所有来自此路由器的路由信息标志为不可达。3、若在其后240秒内仍未收到更新报文，就将这些路由从路由表中删除,RIP路由协议的版本,RIPv1有类路由协议，不支持VLSM以广播的形式发送更新报文不支持认证RIPv2无类路由协议，支持VLSM以组播的形式发送更新报文支持明文和MD5的认证,配置RIP协议,1、开启RIP路由协议进程Router(config)#routerrip2、申请本路由器参与RIP协议的直连网段信息Router(config-router)#network192.168.1.03、指定RIP协议的版本2(默认是version1)Router(config-router)#version24、在RIPv2版本中关闭自动汇总Router(config-router)#noauto-summary,RIP版本兼容性配置,RGNOS软件能够很好地兼容旧RIP版本缺省行为RGNOS可以接收RIPv1和RIPv2的数据包但是只发送RIPv1的数据包你可以通过配置改变缺省行为路由进程中配置接口中配置,RIP版本兼容性配置,路由进程中的配置，使其工作在版本2：Router(config-router)#version2则所有相关接口均只处理版本2的报文你在接口中，定义每个接口的行为Router(config)#interfaceF0Router(config-if)#ipripsendversion12Router(config-if)#ipripreceiveversion1以上配置使得以太网接口0可发送版本1和2的报文，但是只接收版本1的报文。,RIP的调试,验证RIP的配置Router#showipprotocols显示路由表的信息Router#showiproute清除IP路由表的信息Router#cleariproute在控制台显示RIP的工作状态Router#debugiprip,课程议题,路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPFstub区域,路由环路,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,10.4.0.0,E0,S0,S0,S1,S0,E0,X,10.3.0.0,S0,E0,S0,S0,1,2,10.1.0.0,10.2.0.0,10.4.0.0,0,Down,10.1.0.0,E0,S0,S0,S0,1,2,10.4.0.0,10.3.0.0,10.2.0.0,0,0,10.2.0.0,S0,S1,S1,S0,1,1,10.1.0.0,10.4.0.0,10.3.0.0,0,0,A,B,C,路由环路,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,E0,S0,S0,S1,S0,E0,X,A,B,C,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,E0,S0,S0,S1,S0,E0,X,1,2,0,2,1,4,0,0,3,1,0,0,A,B,C,路由环路,度量值趋向于无穷大,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,E0,S0,S0,S1,S0,E0,X,10.3.0.0,1,2,10.1.0.0,10.2.0.0,10.4.0.0,0,4,1,6,0,0,5,1,0,0,A,B,C,RIP路由协议学习邻居路由器路由信息的依据1、路由器无条件学习本路由器所没有路由信息2、当路由器同时从两个接口收到本路由器所没有的的路由信息，学习路径开销最小的信息3、当路由器从另外一个接口收到已有的更新路由信息，只有当更新信息开销小于现有信息的开销，才进行学习更新4、当路由器从原接口收到已有的更新路由信息，即使比原开销大，也无条件学习,RIP定义最大值为15,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,E0,S0,S0,S1,S0,E0,X,16作为一种不可达的标记从路由自环产生的后果的角度来考虑问题，缺点是限制了网络的规模。,A,B,C,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,10.4.0.0,E0,S0,S0,S1,S0,E0,X,X,X,C,B,A,水平分割,当一条路径信息变为无效之后，路由器并不立即将它从路由表中删除，而是用16，即不可达的度量值将它广播出去。缺点增加了路由表的大小。,毒性反转,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,E0,S0,S0,S1,S0,E0,X,Subnet10.4.0.0metric16,A,B,C,触发更新,10.2.0.0,10.3.0.0,10.4.0.0,E0,S0,S0,S1,S0,E0,X,subnet10.4.0.0,metric16,10.1.0.0,subnet10.4.0.0,metric16,subnet10.4.0.0,metric16,A,C,B,得知网络拓扑结构发生改变,不等待发送周期,立刻通告更新后全部的路由表,Hold-down倒记时,10.1.0.0,10.2.0.0,10.3.0.0,10.4.0.0,E0,S0,S0,S1,S0,E0,X,hold-down倒记时以后更新路由表,A,B,C,等待网络中其它路由器收敛,在该时间内不学习任何与该网络相关的路由信息(RIP缺省180秒),在倒记时其间继续向其它路由器发送毒化信息,课程议题,路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPFstub区域,OSPF协议简介,OSPF路由协议：开放式最短路径优先协议(OpenShortestPathFirst)，是由IETF开发的路由选择协议。OSPF路由协议是一个链路状态协议，其使用最短路径优先算法（SPF）计算路由。同时，它是一个开发的协议。目前共有三个版本：OSPFv1测试版本，仅在实验平台使用。OSPFv2发行版本，目前使用的都是这个版本。OSPFv3测试版本，提供对IPv6的路由支持。,OSPF特点,可适应大规模网络路由变化收敛速度快无路由自环支持变长子网掩码VLSM支持等值路由支持区域划分提供路由分级管理支持验证支持以组播地址发送协议报文,OSPF协议的一些基本概念,OSPF开放式最短路径优先协议号OSPF的协议号是89。,OSPF基本概念,RouterID一个32bit的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，在整个自治系统内唯一首先，路由器选取它所有的loopback接口上数值最高的IP地址；如果路由器没有配置IP地址的loopback接口，那么路由器将选取它所有的物理接口上数值最高的IP地址；用作路由器ID的接口不一定非要运行OSPF协议。,OSPF基本概念,链路状态通告（LSA）：LSA用来描述路由器的本地状态，LSA包括的信息有关于路由器接口的状态和所形成的邻接状态，LSA充满了网络。LSA所包含的信息靠域中的每一个路由器来发送，这些域形成了路由器的拓扑数据库。到达一个目的地的最短路径，可从这些信息中算出。费用（Cost）：是一种标准，路由器用来比较各条路径到同一目的耗费。用低耗费的路径是最好的，OSPF根据带宽来计算使用一种链接的费用，带宽越宽、费用越低越好。,Ethernet,FrameRelay,PPP,RTA,RTB,RTD,RTC,RTE,RTF,OSPF通过链路状态描述网络的拓朴结构,OSPF网络拓朴结构,点到点网络（point-to-point）Ppp链路广播型网络（Broadcast）以太网、令牌环网和FDDI非广播多址（NBMA）网络X.25、帧中继、ATM点到多点网络（point-to-multipoint）是NBMA网络的一个特殊配置，可以被看作是一群点到点链路的集合。虚链路（Virtuallinks）,OSPF协议,邻居：它是一些共享同一网络的路由器，例如在一个以太网接口上的两个路由器称为邻居。邻接（Adjacency）：OSPF在相邻路由器间建立邻接，使之能交换路由信息，在多路访问网络中，每个路由器与指定的路由器形成邻接。、在点到点、点到多点网络中，邻居路由器会建立邻接关系。、在广播式和NBMA式网络中，所有路由器和指定路由器和备份指定路由器建立邻接关系。,OSPF协议,指定路由器（DR）：它是用来降低邻接的数目，这些邻接形成于一些多路访问网络中，例如以太网、令牌环、帧中继。这些形成的邻接的数量降低大大降低拓扑数据库的规模，DR与多路访问网中的其它所有路由器形成邻接，这些路由器把它们的LSA发给DR，而DR的任务是把这些LSA发送到整个网络，DR中的思想是路由器都有一个发送信息的汇点，同时，每个路由器与网络中其它路由器交换信息。备用指定路由器（BDR）：它应用于一个多路访问网络中，它的任务中是在DR失效时，接管它。,OSPF路由协议的形成过程,、确定邻居关系、确定邻接关系、邻接关系间交互链路状态数据、链路状态数据泛洪、根据完整的链路状态数据库，使用SPF算法计算路由、形成路由表,OSPF五种数据包类型,HELLO报文用来发现及维持邻居关系，选举DR、BDR。DD报文用来描述本地LSDB的情况。LSR报文向对端请求本端没有或对端更新的LSA。LSU报文向对端路由器发送所需的LSA。LSAck报文收到LSU之后，进行确认。,链路状态报文交互过程,RT1,RT2,Hello（DR=0.0.0.0，已知邻居0）,Hello（DR=RT2，已知邻居RT1）,DD（seq=x,i=1,M=0,MS=1）,DD（seq=y,i=1,M=1,MS=1）,DD（seq=y,i=0,M=1,MS=0）,DD（seq=y+1,i=0,M=1,MS=1）,DD（seq=y+1,i=0,M=1,MS=0）,DD（seq=y+n,i=0,M=0,MS=1）,DD（seq=y+n+1,i=0,M=0,MS=0）,LS请求,LS更新,LS请求,LS更新,失效,失效,信息交互初始,信息交互初始,信息交换,加载,完全邻接,完全邻接,OSPF运行过程,OSPF的运行过程：1：每个运行OSPF的路由器发送HELLO报文到所有启用OSPF的接口。如果在共享链路上两个路由器发送的HELLO报文内容一致，那么这两个路由器将形成邻居关系。2：从这些邻居关系中，部分路由器形成邻接关系。邻接关系的建立由OSPF路由器交换HELLO报文和网络类型来决定。3：形成邻接关系的每个路由器都宣告自己的所有链路状态。4：每个路由器都接受邻居发送过来的LSA，记录在自己的链路数据库中，并将链路数据库的一份拷贝发送给其它的邻居。5：通过在一个区域中泛洪，使得给区域中的所有路由器同步自己数据库。6：当数据库同步之后，OSPF通过SPF算法，计算到目的地的最短路径，并形成一个以自己为根的无自环的最短路径树7：每个路由器根据这个最短路径树建立自己的路由转发表。,OSPF协议计算路由过程,(一）网络的拓朴结构,（四）每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树,（三）由链路状态数据库得到的带权有向图,C,A,B,D,1,2,3,5,RTC,RTD,3,2,1,5,RTB,RTA,OSPF区域的划分,Area2,Area1,Area0,OSPF术语,外部路由域,区域边界路由器ABR,区域边界路由器ABR,自治域边界路由器ASBR,Area1,Area2,BackboneArea0,区域内部路由器InternalRouter,区域是根据路由器的端口进行划分的,OSPF术语-链路状态通告LSA,1.路由器链路（type=1）在一个区域中的每个路由器产生一个路由器LSA（第1类的LSA），这个通告描述了路由器接口到这个区域的状态和费用，所有到那个区域的路由器链接都会被描述成一个单独的路由LSA。这个路由器LSA只在这个单独的区域中扩散。2.网络链路(type=2)网络链路通告是第2类LSA，每个多路访问网络的DR都有不少于一个的附属路由器，它产生一个网络通告，这个通告描述了网中的所有附属路由器，包括DR本身。3.汇总链路(type=3、type=4)汇总链路是第3类和第4类LSA，ABR产生汇总LSA，它描述了到一个单独目的路径，汇总LSA只在一个单独的区域中发布，并且所表述的目的在区域的外部，但它仍是同一个AS中的部分。主干里只发布区域内的路径。4.外部链路(type=5)ASBR产生一个外部的第5类LSA，它发布路由器知道的目标，它是AS外部。AS外部第5类LSA被用来发布到AS内的缺省路径,课程议题,路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPFstub区域,OSPF协议的配置,1、创建loopback接口，定义ROUTEIDrouterA(config)#interfaceloopback10routerA(config)#ipaddress192.168.100.1255.255.255.02、开启OSPF进程routerA(config)#routerospf1010代表进程编号，只具有本地意义3、申请直连网段routerA(config-router)#network10.1.1.00.0.0.255area0注意反掩码和区域号,Area0,Area1,Area2,课程议题,路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPFstub区域,OSPF-虚拟链接,虚拟链接的作用将一个区域通过非骨干区域连接到骨干区域通过非骨干区域加固骨干区域连通性使用规则必须在两个ABR之间配置虚拟链接穿越的区域，必须有完整路由信息STUBArea不能做过渡域,虚拟链接举例,Area10,Area0,Area1,虚拟链接,ABR,ABR,连接一个区域到骨干区域Area0,Area1,Area0,Area2,虚链路配置,routeA(config-router)#area1virtual-link172.16.2.1routeB(config-router)#area1virtual-link192.168.2.1注:在指明IP时必须是该路由器的RouterID,课程议题,路由基本概念RIP路由协议原理及配置路由环路问题及解决OSPF路由协议简介OSPF路由协议配置OSPF虚拟链接OSPFstub区域,StubArea,Area1,Area2,Area3,Area0,Backbone,Standard,RIP,St