路由及其工作原理.ppt

1、第 6 章 路由及其工作原理,本章目标,了解路由（Route）的基本知识 配置静态路由 配置动态路由协议 配置VLAN间路由,6.1 路由概述,6.1.1 路由选择概述,172.16.1.0,10.120.2.0,路由器路由所需要知道的信息： 目的地址 信息源 可能的路由 最佳的路由 路由器还需要负责维护路由信息,6.1.1 路由选择概述（续）,NetworkProtocol,DestinationNetwork,ConnectedLearned,10.120.2.0172.16.1.0,Exit Interface,E0S0,Routed Protocol: IP,路由器通过路由协议可以学习

2、到非直连网段的信息,172.16.1.0,10.120.2.0,E0,S0,6.1.2 区分静态和动态路由,静态路由 由管理员手动输入到路由表中的路由 不占用网络带宽 不会随着网络的拓扑变化而变化，缺少灵活性,动态路由 由路由器通过动态学习得到的路由 占用网络带宽和资源 会随着网络的拓扑变化而变化，非常灵活,6.1.3 配置静态路由和默认路由,172.16.2.1,SO,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Network,A,B,Stub Network,静态路由是单向的， 通常用于一个末梢网络的出口,6.1.3 配置静态路由和默认路由（续）,Router(config)#ip r

3、oute network mask address | interfacedistance permanent,到达某一个目标网络的静态路由的用法,6.1.3 配置静态路由和默认路由（续）,Stub Network,ip route 172.16.1.0 255.255.255.0 172.16.2.1,172.16.2.1,SO,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Network,A,B,这是一个单方向的路由，你必须在相反的方向有一个路由设置,6.1.3 配置静态路由和默认路由（续）,Stub Network,ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.2

4、,172.16.2.1,SO,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Network,A,B,到达所有未知网络的路由的数据包将通过路由器A，这是默认路由的用法,6.1.4 验证静态路由的配置,使用show ip route命令查路由表 用ping命令检测网络的连通性,6.1.5 动态路由协议介绍,路由协议被用作路由器之间决定路径和保持路由表信息的算法 路径确定下来后，路由器路由的是可路由的协议.,NetworkProtocol,DestinationNetwork,ConnectedRIPIGRP,10.120.2.0172.16.2.0172.17.3.0,Exit Interfac

5、e,E0S0S1,可路由的协议: IP路由协议: RIP, IGRP,172.17.3.0,172.16.1.0,10.120.2.0,E0,S0,6.1.6 管理距离,IGRPAdministrative Distance=100,Router D,Router B,Router A,Router C,RIPAdministrative Distance=120,E,我需要发送一个包到网络E。可以通过B也可以通过C，问到底选择哪条路径更好。,6.2 路由选择协议概述,距离向量法,混合路由,链路状态法,C,B,A,D,C,D,B,A,6.2.1 距离矢量路由协议,周期性与邻居交换路由信息并且重

6、新生成新的路由表,6.2.1.1 路由发现、选择与维护,路由器从它的邻居中发现到达目标的路径，在其上度量值加一，形成自己的路由表中的度量值,6.2.1.1 路由发现、选择与维护度量值,56,T1,56,T1,Ticks, hop count,B,A,Hop count,IPX,RIP,IGRP,Bandwidth Delay Load Reliability MTU,不同的路由协议更据不同的标准选择最好路径,6.2.1.1 路由发现、选择与维护维护路由信息,6.2.2 路由选择环路问题,每个结点都保留着从它自己到达其他目标网络的路由表项,6.2.2 路由选择环路问题（续1）,缓慢收会产生不一致

7、的路由信息,6.2.2 路由选择环路问题（续2）,路由器C认为到10.4.0.0子网的最佳路径是通过路由器B,6.2.2 路由选择环路问题（续3）,路由器A更新自己的路由表并反映出错误的跳数,6.2.2 路由选择环路问题（续4）,到达10.4.0.0子网的跳数会变得无穷大,6.2.3 解决路由环路问题,6.2.3.1 定义最大值,定义一个最大的度量值来防止无限循环,6.2.3.2 水平分割,不向原始路由更新来的方向再次发送相关的路由更新信息,6.2.3.3 路由毒化,路由器向邻居通告失效的路由表项，其度量值为无穷大,6.2.3.4 毒化逆转,为保证所有路由器都收到毒化信息，毒化逆转不考虑水平分

8、割的限制,6.2.3.5 抑制计时器,路由器收到一条路由不可达的消息后，会在路由表中将这条路由冻结，在冻结时间内，不接受其他路由器告诉它可达的消息， 同时会在这段时间内将这条消息通知给网络中的其他路由器,6.2.3.6 触发更新,当网络变化的时候，路由器立刻触发路由更新,6.3 链路状态路由协议,Link-State Packets,SPF Algorithm,Topological Database,Shortest Path First Tree,Routing Table,C,A,D,B,路由器之间发送的不是路由表，而是链路状态通告，每个路由器都知道整个区域的拓扑,6.4 混合路由,选择

9、一个基于 距离向量法的路由协议 汇聚时间很短,混合路由协议,混合路由协议兼有距离向量法和链路状态法的特点,6.5 配置动态路由协议,路由配置 选择路由协议 指定网络或接口,Network 160.89.0.0,Network 172.30.0.0,IGRP, RIP,Network 172.16.0.0,RIP,RIP,IGRP,6.5 配置动态路由协议（续）,定义一个路由协议,Router(config)#router protocol keyword,在全局配置模式下启动路由协议 将路由器直连的主网络号码加入路由协议,Router(config-router)#network networ

10、k-number,6.5.1 RIP,6.5.1.1 RIP概述,路由信息协议(RIP)是以跳数作为metric的距离向量协议。RIP是广泛用于互联网的路由协议之一，是一种内部网关协议(interior gateway protocol)，即在自治系统内部执行路由功能。,6.5.1.2 RIP路由更新,RIP中路由的更新是通过定时广播实现的。 默认更新周期30秒 默认失效时间180秒 默认刷新时间240秒,6.5.1.3 RIP路由度量值,RIP使用单一路由度量值（跳数）来衡量源网络到目的网络的距离。 每经过一跳， 度量值值加1 RIP通过对从源到目的的最大跳数加以限制来防止路由环，最大值为1

11、5。 跳数到达16跳的路由被认为是无效的,6.5.1.4 RIP的稳定性,RIP实现了水平分割（split-horizon）和hold-down机制来防止路由信息的错误传播。,6.5.1.5 RIP的缺陷,过于简单，以跳数为依据计算度量值，经常得出非最优路由； 度量值以16为限，不适合大的网络； 安全性差，接受来自任何设备的路由更新； 不支持无类IP地址和VLSM（Variable Length Subnet Mask，变长子网掩码）； 收敛缓慢，时间经常大于5分钟； 利用广播更新路由信息，消耗带宽很大。,6.5.2 配置RIP,Router(config)#router rip,Router

12、(config-router)#network network-number,选择参与路由协议的网络 网络号必须是一个直连的主网络号码,启动RIP的路由协议,6.5.2.1 配置RIP示例,172.16.1.1,S2,E0,S3,192.168.1.1,10.1.1.1,10.2.2.2,10.1.1.2,S2,S3,10.2.2.3,172.16.1.0,A,B,C,192.168.1.0,E0,6.5.2.2 验证RIP配置,RouterA#sh ip protocols Routing Protocol is rip Sending updates every 30 seconds, n

13、ext due in 0 seconds Invalid after 180 seconds, hold down 180, flushed after 240 Outgoing update filter list for all interfaces is Incoming update filter list for all interfaces is Redistributing: rip Default version control: send version 1, receive any version Interface Send Recv Key-chain Ethernet

14、0 1 1 2 Serial2 1 1 2 Routing for Networks: 10.0.0.0 172.16.0.0 Routing Information Sources: Gateway Distance Last Update 10.1.1.2 120 00:00:10 Distance: (default is 120),172.16.1.1,S2,E0,S3,192.168.1.1,10.1.1.1,10.2.2.2,10.1.1.2,S2,S3,10.2.2.3,172.16.1.0,A,B,C,192.168.1.0,E0,6.5.2.2 验证RIP配置（续1）,Rou

15、terA#sh ip route Codes: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, L1 - IS-IS

16、level-1, L2 - IS-IS level-2, * - candidate default U - per-user static route, o - ODR T - traffic engineered route Gateway of last resort is not set 172.16.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 172.16.1.0 is directly connected, Ethernet0 10.0.0.0/24 is subnetted, 2 subnets R 10.2.2.0 120/1 via 10.1.1.2,

17、00:00:07, Serial2 C 10.1.1.0 is directly connected, Serial2 R 192.168.1.0/24 120/2 via 10.1.1.2, 00:00:07, Serial2,172.16.1.1,S2,E0,S3,192.168.1.1,10.1.1.1,10.2.2.2,10.1.1.2,S2,S3,10.2.2.3,172.16.1.0,A,B,C,192.168.1.0,E0,6.5.2.2 验证RIP配置（续2）,RouterA#debug ip rip RIP protocol debugging is on RouterA#

18、00:06:24: RIP: received v1 update from 10.1.1.2 on Serial2 00:06:24: 10.2.2.0 in 1 hops 00:06:24: 192.168.1.0 in 2 hops 00:06:33: RIP: sending v1 update to 255.255.255.255 via Ethernet0 (172.16.1.1) 00:06:34: network 10.0.0.0, metric 1 00:06:34: network 192.168.1.0, metric 3 00:06:34: RIP: sending v

19、1 update to 255.255.255.255 via Serial2 (10.1.1.1) 00:06:34: network 172.16.0.0, metric 1,172.16.1.1,S2,E0,S3,192.168.1.1,10.1.1.1,10.2.2.2,10.1.1.2,S2,S3,10.2.2.3,172.16.1.0,A,B,C,192.168.1.0,E0,6.5.3 配置IGRP,6.5.3.1 IGRP介绍,支持比RIP更复杂的网络 更复杂的度量值计算 可以多路选择，负载均衡,IGRP,6.5.3.2 IGRP综合度量,19.2 kbps,19.2 kbps

20、,Source,Destination,带宽 延迟 可信程度 负载 最大传输单元,6.5.3.3 IGRP非等值多路径,最大支持6条路径（默认4条） 下一条必须更接近目标 可选择度量值不相等的路径,New Route,Initial Route,Source,Destination,6.5.3.4 配置IGRP,Router(config-router)#network network-number,选择参与的直连网络,Router(config)#router igrp autonomous-system,启动IGRP作为路由协议,6.5.3.4 配置IGRP（续）,Router(confi

21、g-router)#traffic-share balanced | min ,控制负载均衡的控制方式,Router(config-router)#variance multiplier,控制IGRP的负载均衡的差分范围,6.5.3.4 IGRP配置示例,router igrp 100 network 172.16.0.0 network 10.0.0.0,router igrp 100 network 10.0.0.0,router igrp 100 network 192.168.1.0 network 10.0.0.0,Autonomous System = 100,172.16.1.1

22、,S2,E0,S3,192.168.1.1,10.1.1.1,10.2.2.2,10.1.1.2,S2,S3,10.2.2.3,172.16.1.0,A,B,C,192.168.1.0,E0,6.5.3.5 验证IGRP配置,RouterA#sh ip protocols Routing Protocol is igrp 100 Sending updates every 90 seconds, next due in 21 seconds Invalid after 270 seconds, hold down 280, flushed after 630 Outgoing update f

23、ilter list for all interfaces is Incoming update filter list for all interfaces is Default networks flagged in outgoing updates Default networks accepted from incoming updates IGRP metric weight K1=1, K2=0, K3=1, K4=0, K5=0 IGRP maximum hopcount 100 IGRP maximum metric variance 1 Redistributing: igr

24、p 100 Routing for Networks: 10.0.0.0 172.16.0.0 Routing Information Sources: Gateway Distance Last Update 10.1.1.2 100 00:01:01 Distance: (default is 100),172.16.1.1,S2,E0,S3,192.168.1.1,10.1.1.1,10.2.2.2,10.1.1.2,S2,S3,10.2.2.3,172.16.1.0,A,B,C,192.168.1.0,E0,6.5.3.5 验证IGRP配置,RouterA#sh ip route Co

25、des: C - connected, S - static, I - IGRP, R - RIP, M - mobile, B - BGP D - EIGRP, EX - EIGRP external, O - OSPF, IA - OSPF inter area N1 - OSPF NSSA external type 1, N2 - OSPF NSSA external type 2 E1 - OSPF external type 1, E2 - OSPF external type 2, E - EGP i - IS-IS, L1 - IS-IS level-1, L2 - IS-IS

26、 level-2, * - candidate default U - per-user static route, o - ODR T - traffic engineered route Gateway of last resort is not set 172.16.0.0/24 is subnetted, 1 subnets C 172.16.1.0 is directly connected, Ethernet0 10.0.0.0/24 is subnetted, 2 subnets I 10.2.2.0 100/90956 via 10.1.1.2, 00:00:23, Seria

27、l2 C 10.1.1.0 is directly connected, Serial2 I 192.168.1.0/24 100/91056 via 10.1.1.2, 00:00:23, Serial2,172.16.1.1,S2,E0,S3,192.168.1.1,10.1.1.1,10.2.2.2,10.1.1.2,S2,S3,10.2.2.3,172.16.1.0,A,B,C,192.168.1.0,E0,6.5.3.5 验证IGRP配置,RouterA#debug ip igrp transactions IGRP protocol debugging is on RouterA#

28、 00:21:06: IGRP: sending update to 255.255.255.255 via Ethernet0 (172.16.1.1) 00:21:06: network 10.0.0.0, metric=88956 00:21:06: network 192.168.1.0, metric=91056 00:21:07: IGRP: sending update to 255.255.255.255 via Serial2 (10.1.1.1) 00:21:07: network 172.16.0.0, metric=1100 00:21:16: IGRP: receiv

29、ed update from 10.1.1.2 on Serial2 00:21:16: subnet 10.2.2.0, metric 90956 (neighbor 88956) 00:21:16: network 192.168.1.0, metric 91056 (neighbor 89056),172.16.1.1,S2,E0,S3,192.168.1.1,10.1.1.1,10.2.2.2,10.1.1.2,S2,S3,10.2.2.3,172.16.1.0,A,B,C,192.168.1.0,E0,6.5.3.5 验证IGRP配置,RouterA#debug ip igrp ev

30、ents IGRP event debugging is on RouterA# 00:23:44: IGRP: sending update to 255.255.255.255 via Ethernet0 (172.16.1.1) 00:23:44: IGRP: Update contains 0 interior, 2 system, and 0 exterior routes. 00:23:44: IGRP: Total routes in update: 2 00:23:44: IGRP: sending update to 255.255.255.255 via Serial2 (

31、10.1.1.1) 00:23:45: IGRP: Update contains 0 interior, 1 system, and 0 exterior routes. 00:23:45: IGRP: Total routes in update: 1 00:23:48: IGRP: received update from 10.1.1.2 on Serial2 00:23:48: IGRP: Update contains 1 interior, 1 system, and 0 exterior routes. 00:23:48: IGRP: Total routes in updat

32、e: 2,172.16.1.1,S2,E0,S3,192.168.1.1,10.1.1.1,10.2.2.2,10.1.1.2,S2,S3,10.2.2.3,172.16.1.0,A,B,C,192.168.1.0,E0,6.5.4 配置EIGRP,6.5.4.1 EIGRP概述,快速收敛： 减少带宽占用； 对多种网络层协议的支持； 增强的距离矢量能力； 100无环路； 易于配置； 增量更新； 对VLSM、不连续网络和无类别路由的支持； EIGRP最多支持6条（默认4条）到给定目的网络的路径； 与IGRP兼容,6.5.4.2 EIGRP综合度量,19.2 kbps,19.2 kbps,Sour

33、ce,Destination,带宽 延迟 可信程度 负载 最大传输单元,6.5.4.3 配置EIGRP,Router(config-router)#network network-number,选择参与的连接网络,Router(config)#router eigrp autonomous-system,启动IGRP作为路由协议,6.5.4.3 配置EIGRP（续）,Router(config-router)#traffic-share balanced | min ,控制负载均衡的均衡方式,Router(config-router)#variance multiplier,控制EIGRP的负

34、载均衡,6.5.4.4 验证EIGRP配置,Router#show ip protocol 显示路由协议的配置情况。 Router#show ip route eigrp 显示路由表中有关EIGRP的条目。 Router#show ip eigrp traffic 显示发送和接收的EIGRP数据包的数量。 Router#debug eigrp packets 显示发送和接收的EIGRP数据包类型。,6.5.5 配置OSPF,6.5.5.1 OSPF概述,是开放标准 使用最短路径优先（SPF）算法 典型的链路状态路由协议,6.5.5.2 OSPF协议的特点,采用Cost作为度量值 支持变长子网掩码（VLSM） 不需要定期更新、收敛速度快 将网络划分为多个区域，区域间支持路由汇总