工学第5章-IP路由原理

第5章IP3/31/20241主要内容IP路由原理和路由过程路由协议的分类方法常规静态路由、默认路由的配置方法汇总静态路由的原理、配置方法负载分担路由的原理、配置方法浮动静态路由的原理、配置方法3/31/202425.1路由协议概述5.1.1路由基本原理1．路由表图5-1-1路由选择3/31/20243图5-1-2路由表3/31/20244图5-1-3路由表输出的解释3/31/20245条目元素1、目标网络地址/掩码字段2、管理距离/代价字段3、下一跳地址字段4、路由信息更新时间字段5、输出接口字段3/31/202462．管理距离和代价图5-1-4管理距离3/31/20247表5-1-1常见路由信息源及其对应的管理距离值3/31/202483．最长掩码匹配原则图5-1-5最长掩码匹配原则3/31/202494．路由过程中的数据包交换图5-1-6路由过程中的数据包交换3/31/2024105.1.2路由协议的分类被（可）路由协议（routedprotocols）

由终端节点使用，用来将数据和网络层地址信息一起封装在数据包中。路由选择协议（routingprotocols）：

用来建立和维护路由表并按照到达数据包的目的地址的最佳路径转发数据包。路由选择协议给被（可）路由协议做导向。

3/31/2024111．直连路由、静态路由、动态路由直连路由（connectedroute）：路由器自动发现并安装的路由条目。静态路由（staticroute）：管理人员手工设置动态路由（dynamicroute）：由路由器自动更新路由表PP.1103/31/202412直连路由、静态路由、动态路由3/31/202413为实现层次化结构管理，在通信子网内部的路由器被划分为不同的自治区域进行维护。IGP内部网关协议：自治区域内部运行的协议，RIP、IS－IS、OSPFEGP边界网关协议：不同自治区域间运行的协议，BGP2．IGP和EGP3/31/202414IGP和EGP图5-1-8IGP和EGP3/31/2024153．距离矢量、链路状态路由协议距离向量路由选择协议距离向量路由选择协议基于距离矢量的路由选择算法（distancevector-basedroutingalgorithms），也称为贝尔曼-福特（Bellman-Ford）算法。基于距离矢量路由选择算法的路由协议包括：RIP、IGRP等。链路状态路由选择协议链路状态路由选择协议基于链路状态路由选择算法（link-stateroutingprotocol），也称为最短路径优先算法（shortest-pathfirst，SPF）。基于链路状态路由选择算法的路由协议包括：OSPF、IS-IS等3/31/2024164．有类路由和无类路由有类路由协议有类路由协议在路由更新广播中不携带相关网络的子网掩码信息。有类路由协议在网络边界按标准的网络类别（A类、B类、C类）发生自动总结。有类路由协议自动假设网络中同一个标准网络的各子网总是连续的。有类路由协议包括：RIPVersion1(RIPv1)、IGRP。3/31/202417图5-1-9不连续的网络设计是不允许的3/31/202418无类路由协议无类路由协议在路由更新广播中含有相关网络的子网掩码信息。无类路由协议还支持变长子网掩码。无类路由协议可以手动控制是否在一个网络边界进行的总结。无类路由包括：RIPv2、EIGRP、OSPF、IS-IS。3/31/2024195.2静态路由和缺省路由配置5.2.1静态路由配置静态路由的优点：不需要启动动态路由选择协议进程，因而减少了路由器的运行资源开销。在小型互连网络上很容易配置。可以控制路由选择。3/31/2024201、静态路由的使用RouterAiproute192.168.1.0255.255.255.0serial0/0或者iproute192.168.1.0255.255.255.010.0.0.2RouterBiproute192.168.0.0255.255.255.0serial0/0或者iproute192.168.0.0255.255.255.010.0.0.13/31/2024212、汇总静态路由配置将连续的目标网络汇总后进行配置pp.114图5－123/31/2024223、负载分担的静态路由配置去往同意目的网络有多条可用路径，可配置路由器进行负载分担操作。pp.115图5－133/31/2024234、浮动静态路由配置路由条目出现在路由器配置文件中，但是不出现在常规的路由表中。pp.117图5－193/31/2024245.2.2缺省路由配置缺省路由（defaultroute）又称为默认路由，是静态路由的一个特例。3/31/202425缺省路由的使用iproute0.0.0.00.0.0.0serial0/1或者iproute0.0.0.00.0.0.0192.168.1.23/31/202426图5-2-3缺省路由3/31/202427第六章RIP动态路由协议原理与配置3/31/202428主要内容RIP路由协议的特点RIP路由协议的工作原理RIP动态路由协议的配置RIPv2的特点RIPv2的配置3/31/2024296.1RIP动态路由协议原理6.1.1RIP概述RFC1508RIP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：1、RIP属于典型的距离向量路由选择协议。2、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。3/31/2024306.1.1RIP概述（续）3、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。4、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。5、RIP是一种有类路由协议，不支持不连续子网设计。6、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。7、RIP的管理距离为120。3/31/202431RIP消息头部格式分析RIPpp.122command字段、version字段、mustbezero字段、addressfamilyid、IP地址……6.1.1RIP概述（续）Ethernet帧头IP头部UDP头部RIP头部RIP数据FCS3/31/2024326.1.2RIP原理1．路由表维护图5-3-1RIP协议3/31/202433路由更新的发送图5-3-2RIP路由更新的发送3/31/202434路由更新的接收图5-3-3在RouterB上执行命令showiproute的输出3/31/2024352．路由自环问题图5-3-4路由自环问题-1E0失效3/31/202436图5-3-5路由自环问题-23/31/202437图5-3-6路由自环问题-33/31/2024383．解决路由自环问题—计数到无穷在这种方案中，RIP将路由表中任一路由条目的代价值限制为15跳。同时，用代价值16表明一个网络不可达。但是，计数到无穷的提出限制了路由网络的规模。3/31/2024394．解决路由自环问题—水平分割图5-3-7水平分割234132413412343/31/2024405．解决路由自环问题—触发更新RIP规定：当网络发生变化（新网络的加入、原有网络的消失）时，路由器将立刻发送路由更新消息而不用等待更新计时器到时。触发更新只是在概率上降低了自环发生的可能性。3/31/2024416．解决路由自环问题—路由毒杀和反转毒杀3/31/2024427．解决路由自环问题—抑制定时器3/31/2024438．RIP中的计时器更新（Update）周期时间—30秒：每个路由器发送更新消息的时间间隔；失效（Invalid）计时器—180秒：连续6个更新周期时间没收到某个网络的更新消息时。清空（Flushed）计时器—270秒：失效条目再经过60秒，还没收到改网络的路由更新消息。抑制（Hold-down）计时器—180秒：路由器收到某个不可达的路由新消息时，启动抑制计时器，在此之前，不会重新安装不可达网络的路由条目3/31/202444图5-3-8RIP中的计时器3/31/2024456.2RIPV1动态路由协议配置6.2.1RIP基本配置图6-3-9在RouterA上配置RIP协议的过程和命令3/31/202446图5-3-10RIP基本配置3/31/2024476.2.2RIP基本诊断命令1．show命令showrunshowiprouteshowipprotocols3/31/202448图5-3-12显示动态路由协议的配置参数3/31/2024492．Debug命令图5-3-13对RIP进行诊断3/31/2024506.2.3被动接口（PassiveInterface）图5-3-11配置被动接口3/31/2024516.2.4负载分担配置去往同一目标网络有两条和多条可用路径时，可以配置RIP路由器进行负载分担操作，轮流使用不同的可用路径发送数据包；pp.132必须关闭快速转发的特性CEF3/31/2024526.2.5默认路由配置图6－25负载分担静态路由使用RouterARouterB3/31/2024536.3RIPv2动态路由协议配置RIPv2（RFC1723）是RIPv1的扩展版本。在RIPv2的消息包中包含了子网掩码信息。在RIPv2中，更新消息发送到多播地址224.0.0.9。RIPv2可以关闭自动总结的特性。RIPv2采用跳跃计数作为链路代价值。RIPv2采用和RIPv1相同的计数器。RIPv2的跳跃计数的最大值也是15跳。3/31/2024546.4实验1本地局域网互连（直连路由）一、实验目的 掌握利用路由器连接本地局域网的方法。二、实验任务 利用路由器连接本地局域网。三、实验设备 路由器Cisco2611一台，带有网卡的工作站PC两台，控制台电缆一条，交叉双绞线两条。3/31/202455四、“本地局域网互连”实验环境3/31/202456五、实验步骤1．按图5-4-1连接路由器和各工作站。2．按图5-4-1配置路由器和各工作站IP地址等参数。3．检查路由器的路由表信息。4．测试各工作站之间的连通性。5．检查路由器的运行配置文件内容。3/31/2024576.5实验2静态路由、默认路由配置一、实验目的 掌握静态路由和默认路由的配置方法。二、实验任务 配置两台路由器上的静态路由，实现模拟远程网络互联。三、实验设备 路由器Cisco2611两台，带有网卡的工作站PC两台，控制台电缆一条，交叉双绞线若干。3/31/202458四、“静态路由、默认路由配置”实验环境3/31/202459五、实验步骤1．按图5-5-1连接路由器和各工作站。2．按图5-5-1配置路由器和各工作站IP地址等参数。3．配置路由器RouterA和RouterB上的静态路由。4．测试各工作站之间的连通性。5．配置路由器RouterA上的默认路由，使其指向Internet6．检查路由器RouterA和RouterB的路由表。7．检查路由器RouterA和RouterB的运行配置文件内容。3/31/2024606.6实验3RIP路由协议配置一、实验目的 掌握RIP动态路由协议的配置、诊