组网技术--路由与路由协议(ppt 82页).ppt

1、第八章路由与路由协议,组网技术,路由与路由协议,主要内容：1.路由和路由选择路由与路由器路由表路由选择的实现直接路由与间接路由静态路由与动态路由,路由与路由协议,主要内容：2.Internet的路由协议路由协议的概念路由选择算法及Internet分层次的路由选择协议路由协议的分类路由协议举例：RIP,Section8-1路由与路由选择,第八章路由与路由协议,路由问题的引入,2,2,1,3,1,1,2,5,3,路由与路由器,路由是指对到达目标网络所进行的最佳路径选择路由是网络层最重要的功能。路由的实现：路由器用于实现网络层路由功能的专用网络互连设备路由模块某些交换机里面带了路由功能模块，这些交换

2、机被称为三层交换机。软件路由在操作系统软件中所实现的路由功能。提供软件路由功能的主机必须具有多宿主功能，即通过多块网卡连接了至少两个以上的不同网络。,路由器,路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计算机，其任务是转发分组。也就是说，将路由器某个输入端口收到的分组，按照分组要去的目的地（即目的网络），将该分组从某个合适的输出端口转发给下一跳路由器。,目的站点,源站点,路由器和OSI模型,传输层,网络层,数据链路层,物理层,网络层,数据链路层,物理层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,路由器,路由器,路由器的实现,路由器,路由器端口,路由器与网络的连接部分称为接口，也被称为端口。在进行

3、IP路由选择时，每个接口必须具有一个独立的、惟一的IP地址,路由器,路由器的基本构成,路由器的核心作用是实现网络互连路由器必须具备：两个或两个以上的接口协议至少实现到网络层至少支持两种以上的子网协议具有存储、转发和寻径的功能,典型的路由器的结构,路由选择,路由选择处理机,路由选择协议,路由表,3,输入端口,3,交换结构,输入端口,输出端口,分组转发,转发表,分组处理,输出端口,1,1,1,3,3,1,2,2,2,2,3网络层2数据链路层1物理层,路由选择的实现,路由表,丢弃IP分组,成帧模块,分片模块,接收帧,IP分组,不存在匹配,存在匹配,IP分组,发送帧,路由选择模块,IP处理模块,路由表

4、,在路由器中，所有关于如何到达目标网络的最佳路径信息以数据库表的形式存储起来。这种专门用于存放路由信息的表被称为路由表。,PC机上的路由表,路由选择的实现,路由器查找路由表以获得最佳路径信息的功能被称为路由器的“路由”功能；路由器将从接收端口进来的数据在输出端口重新转发出去的功能称为路由器的“交换”功能。“路由”与“交换”被称为路由器的两大基本功能。,直接路由,源主机,主机Z,路由器A,路由器B,主机Y,主机X,1）,2）,直接路由与间接路由,directrouting1)当源主机与目标主机在同一网络中；2)目标主机在路由器直接相连的某个网络中，路由器直接查找该目标IP地址所对应的MAC地址信

5、息，并利用该地址信息将IP分组重新封装成目标网络所期望的帧发送到该直接相连的目标网络中。,间接路由,源主机,主机Z,路由器A,路由器B,主机Y,主机X,间接路由,间接路由,indirectrouting目标主机不在路由器直接相连的任何一个网络中，但路由器从路由表中找到一条与目标网络相匹配的最佳路径信息(路由器转发接口或下一跳路由器的IP地址信息)，于是将IP分组重新进行封装成出去端口所期望的帧转发给下一跳路由器，由下一跳路由器继续后续的分组转发-逐跳(hopbyhop)转发。,路由器的逐跳转发示例,1.主机A的网络层生成IP数据报，源IP是,目的IP是,2.主机

6、A查询自己的路由表，将IP数据报发送给默认网关R1(),路由器的逐跳转发示例,3.R1根据目的IP()查找路由表，,确定下一站是（R2的接口0）,路由器的逐跳转发示例,3.R2根据目的IP()查找路由表，确定下一站是（R3的接口0）,路由器的逐跳转发示例,4.R3根据目的IP()查找路由表，确定下一站是R3的接口1,关于路由表的问题,路由表中的路由信息从何而来？路由器如何生成路由表？两种方式可用于路由表信息的生成和维护：静态路由动态路由,静态路由,网络管理员根据其所掌握的网络连通信息以手工配置方式创

7、建的路由表表项要求网络管理员对网络的拓扑结构和网络状态有着非常清晰的了解当网络连通状态变化时，路由的更新要手工完成。当网络互连规模增大或网络中的变化因素增加时，静态路由难以适应网络状态的变化，也称非自适应路由,A,,S0/0,,S0/0,B,NetworkN,PublicNetwork,在路由器A上配置：iproute-static,默认路由,静态路由配置,H3Ciproute-staticip-addressmask|maskleninterface-typeinterface-name|nexthop-addres

8、spreferencevaluereject|blackhole,静态路由的配置命令:,例如：iproute-static16iproute-staticiproute-static16Serial0/0,静态路由配置示例,在路由器H3CA上配置：iproute-staticiproute-static16,删除一条静态路由,undoiproute-staticip-addressmask|mask

9、-lengthinterfacce-namenexthop-addresspreferencevalue,缺省路由配置示例,在路由器H3CA上配置：iproute-static,Internet上大约99.99%的路由器上都存在一条缺省路由!,H3CA,,S0/0,,S0/0,H3CB,NetworkN,PublicNetwork,配置缺省路由,iproute-static|0interface-typeinterface-number|nexthop-addresspreferenceva

10、luetagtag-valuedescriptionstring,删除全部静态路由,deletestatic-routesall使用此命令可以删除配置的全部静态路由，包括缺省路由,路由表的显示,查看路由表摘要信息displayiprouting-table查看路由表详细信息displayiprouting-tableverbose,静态路由配置举例,Host/24,Host/24,Host/24,RouterA,RouterB,RouterC,/24E1/0,E1/0/24,E1/0/24,

11、/24S0/0,/24S0/0,S0//24,S0/0/24,配置路由器RouterA,#配置路由器RouterA静态路由：RouterAiproute-staticRouterAiproute-staticRouterAiproute-static或只配缺省路由：RouterAiproute-static,配置路由器RouterB,#配置路由器Ro

12、uterB静态路由：RouterBiproute-staticRouterBiproute-staticRouterBiproute-static或只配缺省路由：RouterBiproute-static,#配置路由器RouterC静态路由：RouterCiproute-staticRouterCiproute-static2

13、主机Host1上配缺省网关为主机Host2上配缺省网关为主机Host3上配缺省网关为,配置路由器RouterC,动态路由,指路由器通过自主学习而获得的路由信息，又称自适应路由。通过在路由器上运行路由协议并进行相应的路由协议配置即可保证路由器自动生成并维护正确的路由信息。能较好地适应网络状态的变化，如网络拓扑和网络流量的变化，同时也减少了人工生成与维护路由表的工作量。开销大,Section8-2Internet的路由协议,第八章路由与路由协议,路由协议,路由协议(routingprotocol)：在网络层用于动态生成

14、路由表信息的协议；路由协议用于生成路由表，提供了关于如何到达既定目标的路径信息，为网络分组(如IP数据包)如何到达目标网络提供了路径选择服务(主动)路由(routing)协议How,路由选择算法,路由协议的核心是路由选择算法。不同的路由选择算法通常会采用不同的评价因子、权重及算法思想来进行最佳路径的计算。Internet采用了分层次的路由选择协议,分层次的路由选择协议,因特网采用分层次的路由选择协议。因特网的规模非常大。如果让所有的路由器知道所有的网络应怎样到达，则这种路由表将非常大，处理起来也太花时间。而所有这些路由器之间交换路由信息所需的带宽就会使因特网的通信链路饱和。许多单位不愿意外界了

15、解自己单位网络的布局细节和本部门所采用的路由选择协议（这属于本部门内部的事情），但同时还希望连接到因特网上。,自治系统(autonomoussystem),因特网将整个互联网划分为许多较小的自治系统AS。一个自治系统是一个互联网，其最重要的特点就是自治系统有权自主地决定在本系统内应采用何种路由选择协议。一个自治系统内的所有网络都属于一个行政单位(例如，一个公司，一所大学，政府的一个部门，等等)来管辖。一个自治系统的所有路由器在本自治系统内都必须是连通的。,因特网有两大类路由选择协议,内部网关协议IGP(InteriorGatewayProtocol)即在一个自治系统内部使用的路由选择协议。目前

16、这类路由选择协议使用得最多，如RIP和OSPF协议。外部网关协议EGP(ExternalGatewayProtocol)若源站和目的站处在不同的自治系统中，当数据报传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。这样的协议就是外部网关协议EGP。在外部网关协议中目前使用最多的是BGP-4。,R1,H1,H2,内部网关协议IGP（例如，RIP）,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,IGP,EGP,EGP,EGP,内部网关协议IGP（例如，OSPF）,外部网关协议EGP（例如，BGP-4）,IGP,R3,R2,自

17、治系统和内部网关协议、外部网关协议,RIP,RIP协议是基于距离矢量的路由选择协议。RIP协议中，如果路由器A和网络B直接相连，那么路由器A到网络B的距离就是1。如果从路由器A出发，到达网络B中间需要经过N个路由器，那么路由器A到网络B的距离就是N+1。RIP协议认为距离最小的路就是最好的路。,RIP,RIP协议中的距离也称为“跳数”，每增加一个路由器，跳数就加1。RIP协议允许一条路径上最多包含15个路由器，因此距离的最大值为16（表示网络不可达），所以RIP协议只适合于小型的网络。,RIP,在RIP协议中，路由表不但要记录到达目的网络的下一站信息，还要记录到达目的网络的距离（跳数）。,RI

18、P协议工作原理,每个路由器每隔30s给自己的所有的邻居路由器广播RIP报文，报文的内容是这个路由器当前的路由表信息。收到邻居路由器的路由表信息后，每个路由器都要更新自己的路由表，填加新的路由表项后更改旧的路由表项。这样下一次就可以将更新后的路由表告诉自己的邻居。,RIP工作原理,如果180s内没有收到某个路由器的路由表信息，就认为这个路由器出了故障，路由表中所有以这个路由器为下一站的表项中的距离修改为16，表示目的网络不可达。经过一段时间后，每个路由器都会知道到达每个网络的路由，构建出完整的路由表。,距离向量算法,收到相邻路由器（其地址为X）的一个RIP报文：(1)先修改此RIP报文中的所有项

19、目：将“下一跳”字段中的地址都改为X，并将所有的“距离”字段的值加1。(2)对修改后的RIP报文中的每一个项目，重复以下步骤：若项目中的目的网络不在路由表中，则将该项目加到路由表中。否则若下一跳字段给出的路由器地址是同样的，则将收到的项目替换原路由表中的项目。否则若收到项目中的距离小于路由表中的距离，则进行更新，否则，什么也不做。(3)若3分钟还没有收到相邻路由器的更新路由表，则将此相邻路由器记为不可达的路由器，即将距离置为16（距离为16表示不可达）。(4)返回。,112131,F,E,D,C,B,A,5161,2151,3141,4161,1151,一开始，各路由表只有到相邻路由器的信息,

20、网3,网2,网4,网6,网5,网1,“4”表示“从本路由器到网4”,“1”表示“距离是1”,“”表示“直接交付”,F,E,D,C,B,A,5161,2151,3141,1151,路由器B收到相邻路由器A和C的路由表,网3,网2,网4,网6,网5,网1,12A22A314162C,A说：“我到网1的距离是1。”因此B现在也可以到网1，距离是2，经过A。”,F,E,D,C,B,A,5161,2151,3141,1151,路由器B收到相邻路由器A和C的路由表,网3,网2,网4,网6,网5,网1,12A22A314162C,A说：“我到网2的距离是1。”因此B现在也可以到网2，距离是2，经过A。”,F

21、,E,D,C,B,A,5161,2151,3141,1151,路由器B收到相邻路由器A和C的路由表,网3,网2,网4,网6,网5,网1,12A22A314162C,A说：“我到网3的距离是1。”但B没有必要绕道经过路由器A再到达网3，因此这一项目不变。,F,E,D,C,B,A,5161,2151,3141,1151,路由器B收到相邻路由器A和C的路由表,网3,网2,网4,网6,网5,网1,12A22A314162C,C说：“我到网4的距离是1。”但B没有必要绕道经过路由器C再到达网4，因此这一项目不变。,F,E,D,C,B,A,5161,2151,3141,1151,路由器B收到相邻路由器A和

22、C的路由表,网3,网2,网4,网6,网5,网1,12A22A314162C,C说：“我到网6的距离是1。”因此B现在也可以到网6，距离是2，经过C。”,最终所有的路由器的路由表都更新了,F,E,D,C,B,A,11213142B52E63B,1122A32A43A5162F,12E22D33C42C5161,13B23B32B4152F61,网2,网6,网5,网1,网3,网4,12A2132A43A5162F,12A22A314153C62C,优点和不足,优点实现和配置简单不足路由的范围有限（15跳）用跳数作为度量，没有考虑带宽、时延等会出现暂时的环路每30s发送整个路由表，占用带宽大,R2,

23、R1,正常情况,11,12R1,R1说：“我到网1的距离是1，是直接交付。”,“1”表示“从本路由器到网1”,“1”表示“距离是1”,“”表示“直接交付”,R2,R1,正常情况,11,12R1,R2说：“我到网1的距离是2，是经过R1。”,“1”表示“从本路由器到网1”,“2”表示“距离是2”,“R1”表示经过R1,R2,R1,正常情况,11,12R1,R1说：“我到网1的距离是16（表示无法到达），是直接交付。”,但R2在收到R1的更新报文之前，还发送原来的报文，因为这时R2并不知道R1出了故障。,R2,R1,正常情况,11,12R1,R1收到R2的更新报文后，误认为可经过R2到达网1，于是

24、更新自己的路由表，说：“我到网1的距离是3，下一跳经过R2”。然后将此更新信息发送给R2。,R2,R1,正常情况,11,12R1,R2以后又更新自己的路由表为“1,4,R1”，表明“我到网1距离是4，下一跳经过R1”。,R2,R1,R2,R1,网1出了故障,正常情况,11,116,15R2,12R1,12R1,这样不断更新下去，直到R1和R2到网1的距离都增大到16时，R1和R2才知道网1是不可达的。,练习-RIP协议生成路由表,若路由器A采用的路由协议为RIP，A的路由表如表1所示，现在路由器A收到从路由器C发来的路由信息（如表2所示），试给出路由表A更新的结果。,表1,表2,练习答案,基本

25、的RIP配置,RIP协议配置命令,启动RIP协议，进入RIP协议配置视图H3Crip在指定的网络上使能RIPH3C-ripnetworknetwork-number,RIP配置示例1,启动RIP，并配置在接口Ethernet2/0/0和Ethernet6/0/0上运行RIP。RouterAripRouterA-ripnetworkRouterA-ripnetwork,RouterA,E6/0/0/24,E2/0/0/24,RIP配置示例2,/24,e1/0,路由器A,路由器B,/24,S0/0,S0/0,/24,e1/0,/24,配置步骤,路由器A:RTAinterE1/0RTA-Ethernet1/0ipaddressRTA-s0/0ipaddressRTAripRTA-ripnetworkRTA-ripnetwork,配置步骤,路由器B:RTAi