路由器原理及常用路由协议

1、All rights reserved 2007, Enovell 路由器原理及常用路由协议路由器原理及常用路由协议NGN项目组 2007.12All rights reserved 2007, Enovell路由器的概念及基本构成路由器路由器一种重要的网络设备一种重要的网络设备用于网络互连的计算机设备用于网络互连的计算机设备作为路由器，必须具备：作为路由器，必须具备：两个或两个以上的接口两个或两个以上的接口协议至少向上实现到网络层协议至少向上实现到网络层具有存储、转发、寻径功能具有存储、转发、寻径功能All rights reserved 2007, Enovell路由器的作用路由器的核心作

2、用是实现网络互连路由器的核心作用是实现网络互连分组数据转发分组数据转发路由（寻径）：路由表建立、刷新、查找路由（寻径）：路由表建立、刷新、查找子网间的速率适配子网间的速率适配隔离网络，防止网络风暴，指定访问规则（防隔离网络，防止网络风暴，指定访问规则（防火墙）火墙）异种网络互连异种网络互连All rights reserved 2007, Enovell路由器工作流程IPETHPPP以太网口以太网口串口串口IPPPPETH串口串口以太网口以太网口协议封装协议封装路由选择路由选择协议转换协议转换路由器路由器路由器路由器WAN传送传送拆包拆包LAN1LAN2接收接收发送发送工作过程工作过程All

3、rights reserved 2007, Enovell什么是路由？Network ANetwork B?How does Network A send Data to Network B?All rights reserved 2007, EnovellRouting Table EntriesAll rights reserved 2007, Enovell路由的来源（Protocol）l链路层协议发现的路由链路层协议发现的路由开销小，配置简单，无需人工维护。只开销小，配置简单，无需人工维护。只能发现本接口所属网段的路由。能发现本接口所属网段的路由。l手工配置静态路由手工配置静态路由无开

4、销，配置简单，需人工维护，适合无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓朴结构的网络。简单拓朴结构的网络。l动态路由协议发现的路由动态路由协议发现的路由开销大，配置复杂，无需人工维护，适开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络。合复杂拓朴结构的网络。All rights reserved 2007, Enovell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。选择加入路由表中。RIPOSPF10.0.0.0 R010.0.0.0 R110.0.0.0R1路由表路由表All rights reserve

5、d 2007, Enovell路由的花费（Metric）l路由的花费表示到达这条路由所指的目的地址的路由的花费表示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花费值。代价，通常以下因素会影响到路由的花费值。线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最大传输单元最大传输单元l静态路由的花费值为静态路由的花费值为0。不同的动态路由协议会。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。该花选择以上的一种或几种因素来计算花费值。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

6、间的路由花费值没有可比性，也不存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。在换算关系。All rights reserved 2007, Enovell静态路由static-route in Router 1: Config router static route 192.168.1.0/24 next-hop 10.1.1.1 metric ? pref ?Or Config router static route 192.168.1.0/24 next-hop interface torouter2 metric ? pref ?192.168.1.0/2410.1.1.1/3

7、010.1.1.2/30Router 1Router 2All rights reserved 2007, Enovell默认路由Static-route in Router 2: Config router static route 0.0.0.0/0 next-hop 10.1.1.2 metric ? pref ?Or Config router static route 0.0.0.0/0 next-hop interface torouter1 metric ? pref ?192.168.1.0/2410.1.1.1/3010.1.1.2/30Router 1Router 2Stu

8、bAll rights reserved 2007, Enovell路由协议的基本原理（一）l动态路由协议是做什么的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计算路由的计算本地路由器到网络中其它网段的路由段的路由l如何做到这一点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，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计算出最终的路由来（实际上需要计算的是

9、该条路由的下一跳和花费）路由的下一跳和花费）All rights reserved 2007, Enovell路由协议的基本原理（二）动态路由协议是做什么的动态路由协议是做什么的l“天王盖地虎天王盖地虎”“宝塔镇河妖宝塔镇河妖”每种路由协议都有自己的语言（相应的路由协议报文），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，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则具备了相互通信的基础l“初次见面，请多关照初次见面，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一台新加入的路由器应该主动把自己介

10、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来做到这一点l“好久不见，近况如何好久不见，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协议报文应该周期性地发送All rights reserved 2007, Enovell自治系统（）由同一机构管理，使用同一组选路策略的路由器由同一机构管理，使用同一组选路策略的路由器的集合。的集合。A

11、ll rights reserved 2007, Enovell内部路由协议（）内部路由协议（）自治系统自治系统自治系统自治系统外部路由协议（）外部路由协议（）、All rights reserved 2007, Enovell 按寻径算法划分l距离矢量算法距离矢量算法RIPBGPl链路状态算法链路状态算法OSPFIS-ISAll rights reserved 2007, Enovell 路由协议之间的互操作l每种路由协议只能发布和学习自己协议已知的路由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

12、者在路由表中的本路由协议发现的路由协议，或者在路由表中的本路由协议发现的路由。路由。l如果需要知道其它的路由，需要进行引入操作如果需要知道其它的路由，需要进行引入操作最经常使用的是引入静态路由和直接路由。有时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。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（如询，如果发现要引入的路由（如staticstatic），则作），则作为自己已知的路由发布出去。为自己已知的路由发布出去。All rights reserved 2007, Eno

13、vell 衡量路由协议的一些性能指标l正确性正确性能够正确找到最优的路由，且无自环。能够正确找到最优的路由，且无自环。l快收敛快收敛当网络的拓朴结构发生变化之后，能够迅速在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。自治系统中作相应的路由改变。l低开销低开销协议自身的开销（内存、协议自身的开销（内存、CPUCPU、网络带宽）最小。、网络带宽）最小。l安全性安全性协议自身不易受攻击，有安全机制。协议自身不易受攻击，有安全机制。l普适性普适性适应各种拓朴结构和规模的网络。适应各种拓朴结构和规模的网络。All rights reserved 2007, Enovell 现有路

14、由协议的性能比较综合性能综合性能有路由环路问题有路由环路问题无路由环路问无路由环路问题题RIP1RIP2BGPOSPFIS-ISAll rights reserved 2007, Enovell距离矢量算法Routing TableRouting TableRouting TableRouting Table-路由信息路由信息其它信息其它信息ABCDAll rights reserved 2007, Enovell距离矢量协议路由发现Routing Table目标网络下一跳N1R3N2R4N3R5Routing Table目标网络下一跳N4R6Routing Table目标网络下一跳N1R3N

15、2R4N3R5N4R2路由交换路由交换Routing Table目标网络下一跳N1R1N2R1N3R1N4R6R1R2R1R2All rights reserved 2007, Enovell距离矢量协议拓朴变化拓朴变拓朴变化引起化引起路由表路由表的更新的更新更新路由更新路由表表向路由器向路由器A传送更传送更新的路由新的路由表表更新路由更新路由表表ABAll rights reserved 2007, Enovell路由环路Routing Table目标网络接口花费11.1.0.0E0011.2.0.0S0011.3.0.0S0111.4.0.0.S04Routing Table目标网络接口花

16、费11.3.0.0s0011.4.0.0s0211.2.0.0s0111.1.0.0s02Routing Table目标网络接口花费11.2.0.0S0011.3.0.0s1011.4.0.0s0311.1.0.0s01E0S0S0S1S0E011.1.0.011.2.0.011.3.0.011.4.0.0ABCAll rights reserved 2007, Enovell定义一个最大值Routing Table目标网络接口花费11.1.0.0E0011.2.0.0S0011.3.0.0S0111.4.0.0.S016Routing Table目标网络接口花费11.3.0.0s0011.4

17、.0.0s01611.2.0.0s0111.1.0.0s02Routing Table目标网络接口花费11.2.0.0S0011.3.0.0s1011.4.0.0s01611.1.0.0s01E0S0S0S1S0E011.1.0.011.2.0.011.3.0.011.4.0.0 如果如果“花费花费”为为16，则认为该路由不可达。则认为该路由不可达。ABCAll rights reserved 2007, Enovell方案一：水平分割Routing Table目标网络接口花费11.1.0.0E0011.2.0.0S0011.3.0.0S0111.4.0.0.S02Routing Table目

18、标网络接口花费11.3.0.0s0011.4.0.0s0011.2.0.0s0111.1.0.0s02Routing Table目标网络接口花费11.2.0.0S0011.3.0.0s1011.4.0.0s0111.1.0.0s01E0S0S0S1S0E011.1.0.011.2.0.011.3.0.011.4.0.0Not sent to BNot sent to ANot sent to CNot sent to BNot sent to AABCAll rights reserved 2007, Enovell 方案二：路由中毒和抑制时间11 2234567891 01 1E0S0S0S

19、1S0E011.1.0.011.2.0.011.3.0.011.4.0.0到达到达11.4.0.0的的网络断了网络断了抑制时间后更抑制时间后更新新抑制时间后更抑制时间后更新新112234567891011ABCAll rights reserved 2007, Enovell 方案三：触发更新E0S0S0S1S0E011.1.0.011.2.0.011.3.0.011.4.0.0到达到达11.4.0.0的的网络断了网络断了到达到达11.4.0.0的的网络断了网络断了到达到达11.4.0.0的的网络断了网络断了ABCAll rights reserved 2007, EnovellRIP协议概述

20、 RIP是是Routing Information Protocol（路（路由信息协议）的简称。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路由协议是距离矢量路由协议的一个具体实现。实现。RIP协议适用于中小型网络，有协议适用于中小型网络，有RIP-1和和RIP-2。RIP-2使用组播（使用组播（224.0.0.9）发送，支持验证）发送，支持验证和和VLSM。RIP支持：水平分割、路由中毒和触发更新。支持：水平分割、路由中毒和触发更新。All rights reserved 2007, EnovellOSPF协议概述可适应大规模网络可适应大规模网络路由变化收敛速度快路由变化收

21、敛速度快无路由自环无路由自环支持变长子网掩码支持变长子网掩码VLSM支持等值路由支持等值路由支持区域划分支持区域划分提供路由分级管理提供路由分级管理支持验证支持验证支持以组播地址发送协议报文支持以组播地址发送协议报文All rights reserved 2007, EnovellOSPF协议的一些基本概念lRouter ID一个一个32bit的无符号整数，是一台路由器的唯一标识，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。在整个自治系统内唯一。l协议号协议号OSPF的协议号是的协议号是89。IP Header（Protocol # 89）OSPF PacketAll rights reserved 2007, EnovellOSPF通过链路状态描述网络的拓朴结构EthernetX.25Frame RelayPPPRTARTBRTDRTCRTERTFAll rights reserved 2007, EnovellOSPF协议计算路由过程LSDBLSA 的 RTALSA 的 RTBLSA