路由基础第四章

1、 第四章第四章 路由原理路由原理本章目标本章目标 通过本章的学习，您应该掌握以下内容通过本章的学习，您应该掌握以下内容： 认识路由认识路由 区分静态、动态路由的不同区分静态、动态路由的不同 对距离矢量和链路状态路由协议的原理有一定对距离矢量和链路状态路由协议的原理有一定的认知的认知 设置静态路由设置静态路由路由功能路由功能NetworkSource HostDestination HostRouterNetwork路由概念路由概念 路由指在路由指在InternetInternet上将信息从源主机发送到目标主机的上将信息从源主机发送到目标主机的过程过程 直接递交直接递交当目标主机所在的网络与源主

2、机或者路由器所在的网络相同时，当目标主机所在的网络与源主机或者路由器所在的网络相同时，使用直接递交，数据包直接发送给目标主机使用直接递交，数据包直接发送给目标主机数据包的数据包的HeaderHeader中目标中目标IPIP地址与目标地址与目标MACMAC地址指向同一台主机地址指向同一台主机间接递交间接递交当目标主机所在的网络与源主机或者路由器所在的网络不同时，当目标主机所在的网络与源主机或者路由器所在的网络不同时，使用间接递交，数据包发送给相应的路由器使用间接递交，数据包发送给相应的路由器数据包的数据包的HeaderHeader中目标中目标IPIP地址与目标地址与目标MACMAC地址不指向同一

3、台主地址不指向同一台主机机路由概念（续）路由概念（续）Data Transfer Across Routers检查数据包检查数据包检查检查IP address将数据包发给上一层将数据包发给上一层目标机器是否在本网目标机器是否在本网Yes, 目标网卡目标网卡MAC address No, 路由器路由器 MAC address总是使用总是使用destinations IP address检查数据包检查数据包检查检查IP address将数据包发给上一层将数据包发给上一层检查数据包检查数据包TTL减一减一目标机器是否在本网目标机器是否在本网Yes, 目标网卡目标网卡MAC address No, 另

4、一路由器另一路由器 MAC addressABCD要实现路由，路由器必须知道要实现路由，路由器必须知道: 目的地址目的地址 源地址源地址 所有可能的路由路径所有可能的路由路径 最佳路由路径最佳路由路径 管理路由信息管理路由信息什么是路由什么是路由172.16.1.010.120.2.0什么是路由什么是路由NetworkProtocolDestinationNetworkConnectedLearned10.120.2.0172.16.1.0Exit InterfaceE0S0可路由协议可路由协议: IP路由器只知道与其直接相连的网络或子网路由器只知道与其直接相连的网络或子网路由器必须知道未和其

5、直接相连的目的地址路由器必须知道未和其直接相连的目的地址172.16.1.010.120.2.0E0S0IP IP 路由路由 发送数据的机器，会把网络号与本机网络号不同的数发送数据的机器，会把网络号与本机网络号不同的数据包，发给路由器（据包，发给路由器（Default GatewayDefault Gateway） 路由器会由路由表决定如何转发数据包路由器会由路由表决定如何转发数据包 RIP RIP、IGRPIGRP、EIGRPEIGRP、OSPFOSPF 转发数据包的依据是网络号（转发数据包的依据是网络号（Network IDNetwork ID）路由表路由表计算机通过路由记录来决定如何将数

6、据包发送给目标主机计算机通过路由记录来决定如何将数据包发送给目标主机多个路由记录组合形成的数据库成为路由表多个路由记录组合形成的数据库成为路由表路由表的结构路由表的结构Network IDNetwork ID：目标目标Network IDNetwork IDForwording AddressForwording Address（GatewayGateway）：）：转发地址、转发地址、下一跳地址下一跳地址InterfaceInterface：数据在本机上有那一个数据在本机上有那一个InterfaceInterface转发到转发到GatewayGatewayMetricMetric：指明路由的困

7、难程度由指明路由的困难程度由Hop CountHop Count（跳数）、网络延迟、网络流量、网络可靠性跳数）、网络延迟、网络流量、网络可靠性等因素决定等因素决定LifetimeLifetime：路由记录的保存时间路由记录的保存时间路由器路由器 维护路由表维护路由表 根据路由表转发记录根据路由表转发记录 分为分为硬件路由器硬件路由器软件路由器软件路由器路由的查询路由的查询 源主机将目标主机名解析为源主机将目标主机名解析为IPIP地址地址 源主机将目标源主机将目标IPIP地址与自己的地址与自己的IPIP地址进行比较，若为地址进行比较，若为本地网络，直接递交本地网络，直接递交 若为远程网络，查询本

8、地路由表数否有相应的记录若为远程网络，查询本地路由表数否有相应的记录查询相应的主机路由查询相应的主机路由查询相应的网络路由查询相应的网络路由若无相应记录，递交给默认路由若无相应记录，递交给默认路由 在路由器上进行相同的查询，若无，则递交给下一个在路由器上进行相同的查询，若无，则递交给下一个路由器路由器 直到直到TTLTTL为零，返回错误为零，返回错误 静态路由静态路由由网络管理员在由网络管理员在路由器上手工添加路由器上手工添加路由信息以实现路路由信息以实现路由目的由目的 动态路由动态路由根据网络结构或根据网络结构或流量的变化，路由流量的变化，路由协议会自动调整路协议会自动调整路由信息以实现路由

9、由信息以实现路由静态路由和动态路由静态路由和动态路由静态路由的应用场合静态路由的应用场合 一个小型到中型的网络，而且没有或只有较小的扩充一个小型到中型的网络，而且没有或只有较小的扩充计划时计划时 静态路由要手工输入，手工管理；管理开销对于动态静态路由要手工输入，手工管理；管理开销对于动态路由来说是一个大大的负担路由来说是一个大大的负担 静态路由的优点：带宽优良，安全性好静态路由的优点：带宽优良，安全性好172.16.2.1SO静态路由静态路由172.16.1.0B172.16.2.2NetworkA在小型网络中适宜设置静态路由。在小型网络中适宜设置静态路由。BStub Network指定一条可

10、以到达目标网络的路径指定一条可以到达目标网络的路径Router(config)#ip route network mask address | interfacedistance permanent 静态路由的配置静态路由的配置Stub Networkip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1172.16.2.1SO静态路由的例子静态路由的例子172.16.1.0B172.16.2.2NetworkAB这是一条单方向的路径，必须配置一条相反的路径。这是一条单方向的路径，必须配置一条相反的路径。Stub Networkip route 0.0.0.0

11、 0.0.0.0 172.16.2.2缺省路由缺省路由172.16.2.1SO172.16.1.0B172.16.2.2NetworkAB使用缺省路由后，使用缺省路由后，Stub Network可以到达路由器可以到达路由器A以外的网络。以外的网络。路由协议路由协议 路由协议路由协议 用于路用于路由器选择路径和由器选择路径和管理路由表。管理路由表。 一旦选择了一条一旦选择了一条路径后，路由器路径后，路由器将路由将路由可路由协可路由协议议 。NetworkProtocolDestinationNetworkConnectedRIPIGRP10.120.2.0172.16.2.0172.17.3.0

12、Exit InterfaceE0S0S1可路由协议可路由协议: IP路由协议路由协议: RIP, IGRP172.17.3.0172.16.1.010.120.2.0E0S0自治系统自治系统 100自治系统自治系统 200IGPs: RIP, IGRPEGPs: BGP自治系统：内部和外部的路由协议自治系统：内部和外部的路由协议自治系统：使用相同的路由准则的网络的集自治系统：使用相同的路由准则的网络的集合合IGP在一个自治系统内运行。在一个自治系统内运行。EGP连接不同的自治系统。连接不同的自治系统。缺省的管理距离缺省的管理距离 直接连接：直接连接：0 0 静态路由：静态路由：1 1（可以修改

13、的）（可以修改的） EIGRPEIGRP：9090 IGRPIGRP：100100 OSPFOSPF：110110 RIPRIP：120120 未知：未知：255255（最大值）（最大值）路由的不可信度路由的不可信度IGRPAdministrative Distance=100RIPAdministrative Distance=120I need to send a packet to Network E. Both router B and C will get it there. Which route is best?路由协议的分类路由协议的分类距离矢量距离矢量混合路由混合路由链路状态

14、链路状态距离矢量的路由协议距离矢量的路由协议 定期将路由表复制给相邻的路由器并且进行矢量堆加定期将路由表复制给相邻的路由器并且进行矢量堆加RoutingTableRoutingTableRoutingTableRoutingTableDistanceHow farVectorIn which direction链路状态协议链路状态协议 传递最佳的路径信息给其它的路由器传递最佳的路径信息给其它的路由器LSP数据包数据包SPF运算运算拓补结构数据拓补结构数据最佳路由信息最佳路由信息路由表路由表 距离矢量和环状路由的综合应用距离矢量和环状路由的综合应用混混 合合 路路 由由选择基于距离矢量的路径选择

15、基于距离矢量的路径Converge rapidly using 通过传递变化的更新信息通过传递变化的更新信息达到快速收敛达到快速收敛平衡的路由平衡的路由路由选择协议路由选择协议 在在IGPIGP中，中，RIPRIP是个广泛使用的协议。是个广泛使用的协议。 RIPRIP也称向量距离协议，用信息包所经过的网关来做距也称向量距离协议，用信息包所经过的网关来做距离的单位，超过离的单位，超过1515跳便无法到达。跳便无法到达。 IGRPIGRP是是CISCOCISCO专用的路由协议，可以服务于大型互连网专用的路由协议，可以服务于大型互连网络，不受限于络，不受限于1515跳的限制（跳的限制（100100跳

16、）跳）路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Routing Table10.2.0.010.3.0.0 00S0S1Routing Table10.3.0.0S0010.4.0.0E00Routing Table10.1.0.010.2.0.0 E0S0 00距离矢量距离矢量源信息的获得源信息的获得路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径10.1.0.010.2.0.010.3.0.01

17、0.4.0.0E0S0S0S1S0E0Routing Table10.1.0.010.2.0.010.3.0.0Routing Table10.2.0.010.3.0.010.4.0.010.1.0.00011S0S1S1S0Routing Table10.3.0.0S0010.4.0.0E0010.2.0.0S0 1E0S0S0100距离矢量距离矢量源信息的获得源信息的获得距离矢量距离矢量源信息的获得源信息的获得路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S

18、0E0Routing Table10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0Routing Table10.2.0.010.3.0.010.4.0.010.1.0.00011S0S1S1S0Routing Table10.3.0.0S0010.4.0.0E0010.2.0.0S010.1.0.0S012E0S0S0S01200 距离矢量距离矢量选择最佳路径选择最佳路径用于确定最佳路由路径的参数信息用于确定最佳路由路径的参数信息56T156T1BAHop countRIPIGRPBandwidthDelayLoadReliabilityMTU距离矢量距离矢量管理路由信息管理路

19、由信息 路由表的更新过程将通过路由器之间一步一步来完成路由表的更新过程将通过路由器之间一步一步来完成更新路由表更新路由表距离矢量距离矢量管理路由信息管理路由信息 路由表的更新过程将通过路由器之间一步一步来路由表的更新过程将通过路由器之间一步一步来完成完成更新路由表更新路由表在下一个周期后在下一个周期后路由器路由器A发送更新发送更新过的路由表过的路由表距离矢量距离矢量管理路由信息管理路由信息 路由表的更新过程将通过路由器之间一步一步来路由表的更新过程将通过路由器之间一步一步来完成完成更新路由表更新路由表更新路由表更新路由表在下一个周期后在下一个周期后路由器路由器A发送更新发送更新过的路由表过的路

20、由表路路 由由 回回 环环每一个节点管理着与之相连的所有网络每一个节点管理着与之相连的所有网络缓慢的收敛容易造成路由信息的不一致缓慢的收敛容易造成路由信息的不一致路路 由由 回回 环环路由器路由器C 推断到达推断到达10.4.0.0 网络的最好路径是通过路由器网络的最好路径是通过路由器B路路 由由 回回 环环路由器路由器 A 根据错误的信息升级它的路由表根据错误的信息升级它的路由表路路 由由 回回 环环无无 限限 计计 数数 10.4.0.0 网络的数据将在路由器网络的数据将在路由器 A, B, 和和 C 之间循环之间循环 10.4.0.0 网络的跳数将无限大网络的跳数将无限大解决方法解决方法

21、1：定义最大跳数：定义最大跳数指定最大跳数来防止路由回环指定最大跳数来防止路由回环解决方法解决方法2：水平分割：水平分割在一个接口上不会发送从此接口接受到的路由更新在一个接口上不会发送从此接口接受到的路由更新解决方法解决方法3：路由毒杀：路由毒杀10.1.0.0E0S0S0S1S0E0Routing Table10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00InfinityRouting Table10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.000Routing Table10.2.0.0S0S1S1E11210.1.

22、0.010.4.0.010.3.0.000ROUTER C当发现当发现 10.4.0.0 出现故障时，把它的出现故障时，把它的HOP修改为修改为16路由器将该路由信息的跳数标记为无限大：路由器将该路由信息的跳数标记为无限大：16（Infinity）10.4.0.010.2.0.010.3.0.0解决方法解决方法4：反转毒杀：反转毒杀10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Routing Table10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00InfinityRouting Table10.1.0.0E0S0

23、S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.000Routing Table10.2.0.0S0S1S1E1PossiblyDown210.1.0.010.4.0.010.3.0.000PoisonReverse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，而是用中删除，而是用16，即不可达的度量值将它广播出去。即可清除，即不可达的度量值将它广播出去。即可清除相邻路由器之间的任何环路相邻路由器之间的任何环路 反转毒杀可以超越水平分割反转毒杀可以超越水平分割解决方法解决方法5：Hold-Down 计时计时路由器在

24、路由器在Hold-Down时间内将该条记录标记为时间内将该条记录标记为possibly down以使以使其它路由器能够重新计算网络结构的变化其它路由器能够重新计算网络结构的变化Hold-Down和路由中毒、反转毒杀同时使用和路由中毒、反转毒杀同时使用Network 10.4.0.0 is downthen back up then back downUpdate afterhold-down TimeNetwork 10.4.0.0is unreachable10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Update afterhold-down Ti

25、me解决方法解决方法6：触发更新：触发更新当路由表发生变化时路由器立即发送更新信息当路由表发生变化时路由器立即发送更新信息10.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XNetwork 10.4.0.0is unreachableNetwork 10.4.0.0is unreachableNetwork 10.4.0.0is unreachable10.1.0.0一个完整的方案一个完整的方案X10.4.0.0HolddownVersion 3.0X10.4.0.0HolddownHolddownHolddownHolddown一个完整的方案一个完整的方案Version

26、 3.0X10.4.0.0HolddownHolddownHolddownPoison ReversePoison ReversePoison ReversePoison Reverse一个完整的方案一个完整的方案HolddownVersion 3.0X10.4.0.0HolddownHolddownHolddownPacket for Network 10.4.0.0Packet for Network 10.4.0.0一个完整的方案一个完整的方案Holddown10.4.0.0一个完整的方案一个完整的方案Link up!10.4.0.0一个完整的方案一个完整的方案RIP for IP 版本