1,路由协议基础,新疆通信规划设计院 2010年7月,新疆通信规划设计院,2,路由器的定义 基本概念 路由器工作原理 IP路由过程,内容提要,新疆通信规划设计院,3,路由器用于网络互连的计算机设备 路由器必须具备： 多个三层接口连接不同的网络 协议至少向上实现到网络层 具有存储、转发、寻径功能,路由器的定义,新疆通信规划设计院,4,路由器的核心作用是实现网络互连，数据转发，相关功能包括： 路由（寻径）：路由表建立、刷新、查找 在网络之间转发分组数据 隔离广播，指定访问规则 异种网络互连 子网间的速率适配,路由器的作用,新疆通信规划设计院,5,路由器的定义 基本概念 路由器工作原理 IP路由过程,内容提要,新疆通信规划设计院,6,被路由协议（routed protocol） 路由协议（route protocol）,直连路由（connected route） 静态路由（static route） 动态路由（dynamic route） 缺省路由（default route）,路由表（routing table） 度量值（metric）,路由优先级（distance） 最长匹配原则（the longest matching principle） 有类路由与无类路由（classful route and classless route）,基本概念,新疆通信规划设计院,7,被路由协议（Routed Protocol） 被路由协议是由最终节点使用的网络通讯协议，以将数据和网络层地址信息一起封装在数据包中，目的是它可以通过互连网络进行中继。A p p l e Ta l k、I P和I P X都是被路由协议。当一个协议不支持网络层地址时，那么它就不是一个被路由协议。 路由协议（Routing Protocol） 路由器使用路由协议建立和维护路由表。路由协议使路由器可以了解没有直接连接的网络的状态并不断与其他的路由器上相同的路由协议进程通信，当网络中发生状态变化时，路由表中的信息可以随网络状态变化自动更新。,被路由协议与路由协议（1/2）,新疆通信规划设计院,8,NetworkProtocol,DestinationNetwork,ConnectedRIPOSPF,10.120.2.0172.16.2.0172.17.3.0,Exit Interface,fei_0/1e1_1e1_2,被路由协议: IP路由协议: RIP, OSPF,172.17.3.0,172.16.2.0,10.120.2.0,E0,S0,被路由协议与路由协议（2/2）,新疆通信规划设计院,9,路由器为执行数据转发路径选择所需要的信息被包含在路由器的一个表项中，称为“路由表” 当路由器检查到包的目的IP地址时，它就可以根据路由表的内容决定包应该转发到哪个下一跳地址上去。 路由表被存放在路由器的RAM上,路由表,新疆通信规划设计院,10,路由表的构成，一般包括： 1、目的网络地址（Dest） 2、掩码（Mask） 3、下一跳地址（Nh） 4、发送的物理端口（interface） 5、路由信息的来源（Owner） 6、路由优先级（pri） 7、度量值（metric）,路由表的构成,新疆通信规划设计院,11,路由表构成示例,172.16.8.0- 目的逻辑网络地址或子网地址 255.255.255.0 - 目的逻辑网络地址或子网地址的网络掩码 1.1.1.1 - 下一跳逻辑地址 fei_0/1.1 - 学习到这条路由的接口和数据的转发接口 static - 路由器学习到这条路由的方式 (静态路由的方式) 1- 路由优先级 0- Metric 值,Dest Mask Nh Interface Owner pri metric 172.16.8.0 255.255.255.0 1.1.1.1 fei_0/1.1 static 1 0,路由表的构成,新疆通信规划设计院,12,路由表最开始是如何建立起来的？ 在路由表建立起来之后，是如何进行维护的？,路由表的建立和维护,新疆通信规划设计院,13,直连路由,缺省路由,静态路由,动态路由,路由的分类,新疆通信规划设计院,14,直连路由 当接口配置了网络协议地址并状态正常时，接口上配置的网段地址自动出现在路由表中 并与接口关联，直连路由随接口的状态变化在路由表中自动出现或消失,192.168.0.1/30,192.168.0.2/30,10.0.0.1/24,172.16.0.1/24,A,B,IPv4 Routing Table: Dest Mask Gw Interface Owner pri metric 10.0.0.0 255.255.255.0 10.0.0.1 fei_0/1 direct 0 0 10.0.0.1 255.255.255.255 10.0.0.1 fei_0/1 address 0 0 192.168.0.0 255.255.255.252 192.168.0.1 e1_1 direct 0 0 192.168.0.1 255.255.255.255 192.168.0.1 e1_1 address 0 0 ZXR10#,直连路由,新疆通信规划设计院,15,系统管理员手工设置的路由称之为静态（static）路由，一般是在系统安装时就根据网络的配置情况预先设定的，它不会随未来网络拓扑结构的改变自动改变。,优点：不占用网络、系统资源、安全 缺点：需网络管理员手工逐条配置 不能自动对网络状态变化做出调整,注：在无冗余连接网络中，静态路由可能是最佳选择 静态路由是否出现在路由表中取决于下一跳是否可达,静态路由,新疆通信规划设计院,16,ip route 10.0.0.0 255.0.0.0 172.16.2.2,这是一条单向路由，还需要在对方的路由器上配置一条相反的路由。,Stub Network,172.16.2.1,SO,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Network,B,A,10.0.0.0,静态路由配置,新疆通信规划设计院,17,缺省路由是一个路由表条目，用来指明一些在下一跳没有明确地列于 路由表中的数据包应如何转发。 缺省路由可以是管理员设定的静态路由，也可能是某些动态路由协议 自动产生的结果,优点：极大减少路由表条目 缺点：不正确配置可能导致路由环路 可能导致非最佳路由,注：在 stub 网络（末梢网络）出口路由器上，缺省路由是最佳选择 静态路由是否出现在路由表中取决于下一跳是否可达,缺省路由,新疆通信规划设计院,18,缺省路由示例,Stub Network,ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 172.16.2.2,172.16.2.1,SO,172.16.1.0,B,172.16.2.2,Network,A,B,这条路由可以配置在只有一条出口的“末梢网络” 的出口路由器上， 可以访问“未知的” 目的网络。,缺省路由配置,新疆通信规划设计院,19,动态路由协议通过路由信息的交换生成并维护转发引擎需要的路由表。网络拓扑结构改变时自动更新路由表，并负责决定数据传输最佳路径。,注：在有冗余连接的复杂网络中，适合采用动态路由，根据网络状态决定路由是否可达,优点：自动适应网络状态的变化 缺点：占用网络、系统资源,动态路由,新疆通信规划设计院,20,Autonomous System 65000,Autonomous System 65500,IGPs: RIP, OSPF IS-IS,EGPs: BGP,自治域系统(AS) 是一组具有相同管理技术的网络的集合。 IGPs 在一个自治域系统内运行。 EGPs 连接不通的自治域系统,动态路由分类（1/3）,新疆通信规划设计院,21,单播路由协议有：RIP、OSPF、IS-IS、BGP等。 组播路由协议有：DVMRP、PIM-SM、PIM-DM、MOSPF、MBGP等。,动态路由分类（2/3）,新疆通信规划设计院,22,距离-矢量（DV）路由协议：典型代表RIP协议。路由器交换路由信息是通过定期广播整个路由表的方式。在稍大一点的网络中，路由器之间交换的路由表会很大，而且很难维护，导致收敛很缓慢。 链路状态（LS）路由协议：典型代表OSPF、IS-IS等。链路状态路由协议工作的基础是路由器交换称为链路状态的信息元素。只有当网络拓扑结构发生变化时，通过交换链路状态和节点信息实现路由动态更新，这使得它能够适应更大更复杂的网络拓扑。,动态路由分类（3/3）,新疆通信规划设计院,23,C,D,B,A,C,B,A,D,Routing Table,Routing Table,Routing Table,Routing Table,距离有多远？矢量哪个方向？,距离矢量路由协议,新疆通信规划设计院,24,经过初始的洪泛后, 只传递事件触发的链路状态更新到所有其他路由器,链路状态信息,SPF 算法,拓扑逻辑 数据库,最短路径优先树,路由表,C,A,D,B,链路状态路由协议,新疆通信规划设计院,25,链路状态路由协议与距离矢量路由协议相比，具有下面的优点： 基于带宽来选择路径 更快的收敛速度 支持VLSM和CIDR 更好的层次结构,链路状态与距离矢量路由协议的比较,新疆通信规划设计院,26,每个路由协议根据特定算法判断最佳路径。为每条路径生成一个度量值（metric） 该度量值越小，这条路径就越好。,56,T1,56,T1,B,A,跳数,RIP,OSPF,带宽,动态路由协议的选路（依据metric）,新疆通信规划设计院,27,用于度量值计算的常用路径特征 跳数（hop count）：数据包到达目的必须通过的路由器个数。 跳数越少，该路由越好。路径长用到达目的的跳数来描述； 带宽（Bandwidth）：链路传输数据的能力； 时延（delay）：把数据包从源送到目的地所需的时间； 负荷（load）：网络资源如路由器和链路上的活动数量； 可靠性（reliability）：指每条网络链路上的差错率； 最大传输单元（MTU）：指端口可以传送的最大的数据单元。,Metric（度量值）的计算,新疆通信规划设计院,28,从路由优先级最高（优先级数值最小）的协议获取的路由被优先选择加入路由表中。,RIP,OSPF,10.0.0.0/16 R0,路由表,10.0.0.0/16 R0,10.0.0.0/16 R1,注意： 必须是完全相同的一条路由才进行路由优先级的比较,路由优先级,新疆通信规划设计院,29,Connected interface 0 Static route 1 External BGP20 OSPF110 IS-IS 115 RIP v1, v2120 Internal BGP200,Route Source,Default Distance,各路由协议的优先级,注：由于各厂家缺省设置存在不同，在网络规划中要统一考虑,新疆通信规划设计院,30,缺省“路由优先级”原则 直连路由具有最高优先级 人工设置的路由条目优先级高于动态学习到的路由条目 度量值算法复杂的路由协议优先级高于度量值算法简单的路由协议,缺省的“路由优先级”原则,新疆通信规划设计院,31,Network,DDN,F/R,有备份链路的情况下如何设置路由？,fei_1/1,e1_1,e1_2,路由优先级应用浮动路由,新疆通信规划设计院,32,Network,DDN,fei_1/1,F/R,router(config)#ip route 10.0.0.0