h3c路由 RB-002 路由协议概述V20.ppt

1、RB-002 路由协议概述,ISSUE 2.0,日期：,杭州华三通信技术有限公司 版权所有，未经授权不得使用与传播,了解路由及相关的基本概念 了解及配置静态路由 了解动态路由协议的基本原理 了解RIP、OSPF、BGP路由协议的基本原理 了解路由策略与策略路由的区别,课程目标,学习完本课程，您应该能够：,路由及路由基本概念 静态路由及配置 动态路由协议概述 RIP路由协议简介 OSPF路由协议简介 BGP路由协议简介 路由策略及策略路由,目录,路由及路由基本概念,路由、路由开销及路由优先级 等价路由 路由环路 CIDR及VLSM 路由聚合 路由表,什么是路由,路由信息是指导报文发送的路径信息

2、路由表：路标牌 路由协议负责收集信息，构建“地图” 路由的过程是报文中继转发的过程 Hop by Hop：路由器不知道完整转发路径，只知道到达目的地的最近的下一跳如何走,路由开销：Cost,路由的开销：Cost，Metric 标识出了到达路由所指的目的地的代价，以选择最佳路径 IP包的“旅途”费用 影响因素 线路延迟、线路带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最大传输单元 与协议相关，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 可比性 该花费值只在同一种路由协议对同一目的地有比较意义 不同的路由协议之间的路由花费值没有可比性 不存在换算关系,路由开销：简化例子,简化的例子 各“段”

3、开销已标明，假设总开销的计算公式是简单“加” PC1到PC2有两条路：Path1 ABCD，总开销是11；Path2 AEFCD总开销是14 优选较小的总开销Path1传送路径：PC1ABCDPC2,路由优先级,路由优先级：Preference 标识不同路由协议的特权数值 影响因素 厂商实现对各个路由协议优劣的理解 无标准定义 可比性 在运行不同的路由协议学习到相同的路由的时候比较用，在此前路由协议已经通过路由开销选拔出自己的“最佳路由” 一般数值小的反而优先,路由及路由基本概念,路由、路由开销及路由优先级 等价路由 路由环路 CIDR及VLSM 路由聚合 路由表,等价路由：ECMP,等价路由

4、负载分担：ECMP Equal Cost Multi-Path 到一个目的地有几条相同开销的路径，IP包在这几个链路上轮流发送 两种基本方式： 逐包：只根据目的地址来轮流发送 逐流：根据不同的数据“流”来分担 优点：提高链路利用率 缺点：逐包转发可能导致报文乱序,路由及路由基本概念,路由、路由开销及路由优先级 等价路由 路由环路 CIDR及VLSM 路由聚合 路由表,路由环路：概念,路由环路 :Routing loop 报文在两个或几个路由器之间循环路由，直到TTL减为0而丢弃 不能正确到目的地，有时引起环路发生的链路拥塞 几乎是路由中最坏的现象,TTL-1,路由环路：原因及解决方法,产生原因

5、 路由收敛过程中产生的临时环路 路由算法的缺陷 在不同的路由域相互引入路由时丢失了可以防止环路的信息 错误的网络配置及经验问题 解决方法 选用高级算法的路由协议 路由引入的时候注意过滤掉自己发出的路由,路由及路由基本概念,路由、路由开销及路由优先级 等价路由 路由环路 CIDR及VLSM 路由聚合 路由表,域间无类别路由：CIDR,CIDR :Classless Inter Domain Routing RFC 1519定义，也称为超网（Super-net） 解决问题 B类地址资源枯竭 Internet路由表日益增大 解决方案 将连续的C类地址分配，当做一个“B”类地址 发布的时候就当做一个B

6、类地址块发布路由信息，主要在BGP中使用,可变长子网掩码：VLSM,VLSM :Variety Length Subnet Mask 也称为子网（Subnet-net） 解决问题 地址资源枯竭 Internet路由表日益增大 解决方案 不再按照A、B、C类来分配地址，对于任何一个有类的地址可以继续划分子网。 现在的IP地址规划及路由协议经常使用,路由及路由基本概念,路由、路由开销及路由优先级 等价路由 路由环路 CIDR及VLSM 路由聚合 路由表,路由聚合,路由聚合 : Route Summary 为了减小路由表的规模，对于某些属于一个更大网段的子网所对应的路由，不发布那些具体的子网路由，代

7、之发布那个更大网段的路由 自动聚合和手动聚合 很多路由协议支持自动聚合，即按自然掩码来聚合路由 一般高级路由协议支持手动聚合，可以根据需要配置任意的聚合粒度,路由聚合,路由聚合的好处 减小路由表的规模，减少CPU及内存资源消耗 提高路由查找速度，加快IP报文转发 减少网络震荡引起路由变化的影响范围 常用但需要慎用路由聚合 可能产生路由黑洞 可能产生路由环路,路由聚合中避免路由环路,Null0路由 Null0相当于一个垃圾桶，匹配的报文被丢弃 如何防止路由环路 如右图：A一般都有一条缺省路由指向Internet出口 如果Hacker从Internet发送一个目的地址为198.168.4.1的报文

8、转发到A，会发生什么？ 解决方法：聚合时手工或自动在本地添加一条指向Null0的聚合路由,路由及路由基本概念,路由、路由开销及路由优先级 等价路由 路由环路 CIDR及VLSM 路由聚合 路由表,路由表,H3Cdisplay ip routing-table Routing Tables: Destination/Mask protoprefMetricNexthopInterface 0.0.0.0/0Static600120.0.0.2Serial0 8.0.0.0/8RIP1003120.0.0.2Serial0 9.0.0.0/8OSPF105020.0.0.2Ethernet0 9.

9、1.0.0/16RIP1004120.0.0.2Serial0 20.0.0.0/8Direct0020.0.0.1Ethernet0 20.0.0.1/32Direct00127.0.0.1LoopBack0,路由表：交通路标牌 路由器最核心的表项，指导报文的转发 一般包含如下内容：目的地、得到的途径及开销、下一跳地址、下一跳出接口,路由查找：最长匹配原则,最长匹配：longest match 基于目的IP地址的转发 IP报文到达路由器后如何路由交换的匹配基本原则 查找路由表时，报文目的地址和路由表中路由条目的掩码按位“与”操作，如果结果与该条目的网段相同，则匹配 选择所有匹配项中掩码最长的

10、路由表项进行转发 例子：参考前页路由表 1.目的地为9.1.2.1的报文进入 2.查找路由表，有三项匹配：0.0.0.0/0匹配长度为0bit；9.0.0.0/8匹配长度为8bit；9.1.0.0/16匹配长度为16bit 3.按最长匹配原则命中9.1.0.0/16的RIP路由，从serial0接口转发 Q：报文7.1.1.1如何转发？,路由表中路由的来源,链路层协议发现的路由 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。 手工配置静态路由 无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓扑结构的网络。 动态路由协议发现的路由 开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓扑结构的网络。

11、,路由表的建立：接口直连网段路由,链路层协议发现的路由 开销小，配置简单，无需人工维护 只能发现本接口所属网段的路由或协商到的对端的路由,路由表的建立：手工添加静态路由,手工配置静态路由 几乎无开销，配置简单 需管理员人工维护，适合简单拓朴结构的网络,路由表的建立：动态路由学习,动态路由协议发现的路由 开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓朴结构的网络,路由及路由基本概念 静态路由及配置 动态路由协议概述 RIP路由协议简介 OSPF路由协议简介 BGP路由协议简介 路由策略及策略路由,目录,静态路由配置,H3C ip route-static ip-address mask | mask

12、len interface-type interfacce-name | nexthop-address preference value reject | blackhole ,ip route-static 129.1.0.0 16 10.0.0.2 ip route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 ip route-static 129.1.0.0 16 Serial 2/0,静态路由的配置命令和示例,注意：只有下一跳所属的接口是点对点（PPP、HDLC）的接口时，才可以填写interface-name，否则必须填写nexthop-addres

13、s。,例如,静态路由配置示例,ip route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 或：ip route-static 129.1.0.0 16 10.0.0.2 或：ip route-static 129.1.0.0 16 Serial 0 /0,在路由器 H3C A上配置,129.1.0.0/16,E1/0,H3C B,S0/0,10.0.0.2,H3C A,10.0.0.1,S0/0,浮动静态路由,浮动静态路由 去往同一目的网络的多条不同优先级的静态路由 当主链路down掉，会自动切换到备用链路,A上配置： ip route-static 168.

14、1.0.0 16 s0 pref 10 ip route-static 168.1.0.0 16 s1 pref 60,s 0,s 1,缺省路由,在路由器 H3C A上配置： ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2,Internet上大约99.99%的路由器上都存在一条缺省路由! 缺省路由并不一定都是手工配置的静态路由，有时也可以由动态路由协议产生。,路由及路由基本概念 静态路由及配置 动态路由协议概述 RIP路由协议简介 OSPF路由协议简介 BGP路由协议简介 路由策略及策略路由,目录,动态路由协议概述,动态路由协议基本原理 动态路由协议按照算法分

15、类 动态路由协议按照使用地位分类 衡量动态路由协议的指标,动态路由协议在协议栈中的位置,动态路由协议的基本原理,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段的路由。 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，计算出最终的路由来。（实际上需要计算的是该条路由的下一跳和权值）,动态路由协议如何实现动态性,“天王盖地虎”“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）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。 “初次见面，请

16、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。 “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。,静态 PK 动态路由协议,静态路由 利用网络管理员手工配置的路由 不能适应网络变化 应用广泛，尤其是缺省路由,动态路由 动态路由协议动态发现的路由 自动调整并适应网络的变化 大型网络不可或缺,动态路由协议概述,动态路由协议基本原理 动态路由协议按照算法分类 动态路由协议按照使用地位分类 衡量动态路由协议的指标,动态路由协议的

17、分类：按算法,D-V（Distance-vector）：距离矢量算法 主要协议：RIP，BGP LS（Link state）：链路状态算法 主要协议：OSPF，IS-IS 一般采用SPF（Shortest Path First），最短路径优先算法,动态路由扩散路由信息：D-V算法,D-V算法 D：distance到目的地距离 V：Vector到目的地的方向（下一跳等信息） 所谓的Routing by Rumor，也称为Bellman-Ford算法 所有的路由器与邻居交换自己所知的最佳路由信息，然后相互学习并定期通告,D-V算法原理,D-V路由算法 D( i, i)= 0 D( i, j) =

18、min d (i, k)+ D (k, j) （k为所有与i相邻的路由器） 图示距离矢量算法,扩散路由信息：Link State算法概述,Link State算法概述 不直接发布路由信息，交换的是描述网络的链路状态 每个路由器生成LSA（链路状态通告）描述自己连接的部分网络状况并扩散，同时收集其它扩散过来的LSA 所有路由器得到一致的整个网络的完整描述，以此信息依靠SPF算法独立计算出路由,动态路由协议概述,动态路由协议基本原理 动态路由协议按照算法分类 动态路由协议按照使用地位分类 衡量动态路由协议的指标,动态路由协议的分类：按使用地位,EGP（Exterior Gateway Protoc

19、ol） 用在自治系统之间，相互传送从本AS的IGP学习的路由 主要协议：BGP IGP（Internal Gateway Protocol） 用在自治系统之内，传播AS内的路由信息 主要协议：RIP，OSPF,自治系统（）,由同一机构管理，使用同一组选路策略的路由器的集合。,IGP&EGP,EGP PK IGP,EGP 不同管理机构配合 不可轻易信任，邻居需要设置 需要严格设置策略 极佳的可扩展性：需要承载全部Internet路由,IGP 在同一管理机构管理下 可信任，邻居一般自动发现 一般所有路由扩散开 一般只要承载本AS或路由域的路由,动态路由协议概述,动态路由协议基本原理 动态路由协议按

20、照算法分类 动态路由协议按照使用地位分类 衡量动态路由协议的指标,衡量路由协议的一些性能指标,正确性 能够正确找到最优的路由，且无自环。 快收敛 当网络的拓扑结构发生变化之后，能够迅速在自治系统中作相应的路由改变。 低开销 协议自身的开销（内存、CPU、网络带宽）最小。 安全性 协议自身不易受攻击，有安全机制。 普适性 适应各种拓扑结构和规模的网络。,路由收敛,路由收敛：Route Convergence 从单个路由器的观点来看 是对选择到一个新的目的地或由于原来的路径发生变化而需要重新选择路径所采取措施的过程 从网络整体的观点来看 网络中所有路由器感知到网络变化，并对此变化通过路由算法在全网

21、内达到对新的网络拓扑结构一致的观点，路由表重新计算并稳定的全过程 收敛速度 网络变化导致的信息在网络上传播加上网络上所有路由器重新计算最佳路径所花费的时间 非常难以预测和度量 近年来路由协议的发展在如何加快收敛速度的做了很多工作,现有路由协议的性能比较,路由及路由基本概念 静态路由及配置 动态路由协议概述 RIP路由协议简介 OSPF路由协议简介 BGP路由协议简介 路由策略及策略路由,目录,RIP协议概述,RIP是Routing Information Protocol（路由信息协议）的简称。 RIP路由协议是距离矢量路由协议的一个具体实现。 RIP协议适用于中小型网络，有RIP-1和RIP

22、-2。 RIP-2使用组播（224.0.0.9）发送，支持验证和VLSM。 RIP使用：水平分割、触发更新和路由保持等手段来解决路由环路问题。 RIP在特殊的情况下仍旧存在路由环路问题。,RIP路由表的初始化,RIP路由表的更新,Response,Response,路由及路由基本概念 静态路由及配置 动态路由协议概述 RIP路由协议简介 OSPF路由协议简介 BGP路由协议简介 路由策略及策略路由,目录,OSPF协议概述,可适应大规模网络 路由变化收敛速度快 无路由自环 支持变长子网掩码VLSM 支持等值路由 支持区域划分 提供路由分级管理 支持验证 支持以组播地址发送协议报文,OSPF协议的

23、一些基本概念,Router ID 一个32bit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。 协议号 OSPF的协议号是89。,OSPF通过链路状态描述网络的拓扑结构,OSPF协议计算路由过程,（四）每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树,OSPF划分区域,路由及路由基本概念 静态路由及配置 动态路由协议概述 RIP路由协议简介 OSPF路由协议简介 BGP路由协议简介 路由策略及策略路由,目录,BGP协议概述,BGP：Border Gateway Protocol 目前几乎是唯一流行的EGP RFC 1771：BGP4 协议在持续发展 “BGP is the heart

24、of Internet！” 负责在全球AS之间交换路由信息,BGP基础,用来在AS之间传递路由信息 是一种距离矢量的路由协议，从设计上避免了环路的发生 方法1：判断ASpath序列 方法2：从AS内学到的路由不在本AS内转发 传输协议：TCP，端口号179，保证可靠传输 增量发送路由更新信息 支持CIDR（无类别域间选路）,BGP两种邻居关系,IBGP：Internal BGP 同一AS内形成的邻居关系 并不要求直接物理连接 从iBGP邻居收到的路由不再发送给其他iBGP邻居 从eBGP邻居收到的路由必须发送给其他iBGP邻居 EBGP：External BGP 不同AS间形成的邻居关系 一般

25、要求直接物理连接 从任何BGP邻居收到的路由必须发送给eBGP邻居,IGP,IGP,eBGP,eBGP,路由在Internet上的传播,形成BGP邻居时 相互交换所有的路由前缀 以后的增量更新 没有变化不再周期发送 发现新的路由后通告该路由 原路由不可用及时撤消路由,IGP,IGP,eBGP,eBGP,BGP基本规则,从IBGP和EBGP邻居学习到多条路径 从中选择出最佳路径安装到路由表中 最佳路径将被发送到邻居 从IBGP邻居学来的只发给EBGP邻居 从EBGP邻居学来的发给所有的BGP邻居 路由策略 非常强大和灵活的策略可以应用到最佳路由选择和路由发送,BGP应用场合：ISP,一般来说，在

26、ISP之间才需要使用BGP 需要同多个ISP连接 需要强大的路由选择和控制能力 需要为客户提供Internet全网路由,BGP应用场合：企业网,企业网内的应用 BGP具有非常灵活和强大的路由策略控制能力 如果内部网络比较大，需要很强的策略控制时候，在内部网络设计中也经常部署BGP 华为企业网就是OSPF+BGP组网的典型例子,AS 65510,路由及路由基本概念 静态路由及配置 动态路由协议概述 RIP路由协议简介 OSPF路由协议简介 BGP路由协议简介 路由策略及策略路由,目录,路由策略：Routing policy,路由策略：Routing policy，对路由进行一定的策略操作，满足特定网络需求 路由互操作：路由引