第四章 路由协议及其配置路由器的工作原理ABA|C|协议|AIP BIP|80 233 | request |FCSMACA MACR|AIP BIP|80 233 | request |FCSMACB MACR|AIP BIP|80 233 | request |FCSIP 互连网n路由和路由段若一节点通过一个网络与另一节点相连接，则此二节点相隔一个路由段，因而在因特网中他们被认为是相邻的。同理，两台连接在同一个网络上的路由器也叫做相邻的路由器。一个路由器到本网络中的某个主机的路由段数算作零。路由表路由表内容示例路由表内容示例30.0.0.1255.255.255.0200.3.4.020.0.0.1255.255.255.0100.1.2.010.0.0.10.0.0.00.0.0.0下一跳地址下一跳地址掩码掩码目的地址目的地址通过路由表进行选路n路由器转发分组的关键是路由表。每个路由器中都保存着一张路由表，表中每条路由项都指明分组到某子网或某主机某子网或某主机某子网或某主机某子网或某主机应通过路由器的哪个物理端口发送，然后就可到达该路径的下一个路由器，或者不再经过别的路由器或者不再经过别的路由器而传送到直接相连的网络中的目的主机。路由表中包含的关键项n目的地址：用来标识IP 包的目的地址或目的网络。n网络掩码与目的地址一起来标识目的主机或路由器所在的网段的地址。将目的地址和网络掩码“逻辑与”后可得到目的主机或路由器所在网段的地址。例如：目的地址为129.102.8.10，掩码为255.255.0.0 的主机或路由器所在网段的地址为129.102.0.0。掩码由若干个连续“1”构成，既可以以点分十进制表示，也可以用掩码中连续“1”的个数来表示。n 输出接口：说明IP 包将从该路由器哪个接口转发。路由表中包含的关键项n下一跳IP 地址说明IP 包所经由的下一个路由器。n本条路由加入IP 路由表的优先级针对同一目的地，可能存在不同下一跳的若干条路由，这些不同的路由可能是由不同的路由协议发现的，也可以是手工配置的静态路由。优先级最高（数值最小）的一条将成为当前的最优路由。路由的花费（Metric）n路由的花费表示到达这条路由所指的目的地址路由的花费表示到达这条路由所指的目的地址的代价，通常以下因素会影响到路由的花费值。的代价，通常以下因素会影响到路由的花费值。线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最大传输单元最大传输单元n静态路由的花费值为静态路由的花费值为0。不同的动态路由协议会。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。该选择以上的一种或几种因素来计算花费值。该花费值只在同一种路由协议内有比较意义。不花费值只在同一种路由协议内有比较意义。不同的路由协议之间的路由花费值没有可比性，同的路由协议之间的路由花费值没有可比性，也不存在换算关系。也不存在换算关系。路由表中包含的关键项n根据路由的目的地不同，路由可以划分为：n 子网路由：目的地为子网（2.2.0.0 255.255.0 .0 3.3.3.3）n 主机路由：目的地为主机(4.4.4.4 255.255.255.255 3.3.3.3)n另外，根据目的地与该路由器是否直接相连，又可分为：n直接路由：目的地所在网络与路由器直接相连n间接路由：目的地所在网络与路由器不是直接相连n为了不使路由表过于庞大，可以设置一条缺省路由。凡遇到查找路由表失败后的数据包，就选择缺省路由转发。路由表中包含的关键项n路由器支持对静态路由的配置，同时支持RIP、OSPF、IS-IS 和BGP 等一系列动态路由协议，另外路由器在运行过程中根据接口状态和用户配置，会自动获得一些直接路由。显示路由表信息Quidwaydisplay ip routing-tableRouting Tables:Destination/Mask proto pref Metric Nexthop Interface 0.0.0.0/0 Static 60 0 120.0.0.2 Serial0 8.0.0.0/8 RIP 100 3 120.0.0.2 Serial0 9.0.0.0/8 OSPF 10 50 20.0.0.2 Ethernet0 9.1.0.0/1 RIP 100 4 120.0.0.2 Serial0 11.0.0.0/8 Static 60 0 120.0.0.2 Serial0 20.0.0.0/8 Direct 0 0 20.0.0.1 Ethernet0 20.0.0.1/32 Direct 0 0 127.0.0.1 LoopBack0 . 路由管理策略n路由协议及其发现路由的优先级到相同的目的地，不同的路由协议（包括静态路由）可能会发现不同的路由，但并非这些路由都是最优的。事实上，在某一时刻，到某一目的地的当前路由仅能由唯一的路由协议来决定。这样，各路由协议（包括静态路由）都被赋予了一个优先级，这样当存在多个路由信息源时，具有较高优先级的路由协议发现的路由将成为当前路由。各种路由协议及其发现路由的缺省优先级（数值越小表明优先级越高）如下表所示。其中：0 表示直接连接的路由，255 表示任何来自不可信源端的路由。路由管理策略路由管理策略n负载分担支持多路由模式，即允许配置多条到同一目的地而且优先级相同的路由。到同一目的地而且优先级相同的路由指的是目的网络和掩码相同，优先级相同，但下一跳地址或者接口不相同。当没有比到此目的地优先级更高的路由时，这几条路由都被系统采纳，在转发报文时，依次通过各条路径发送，从而实现网络的负载分担。 路由负载分担只能在同一个路由协议的等价路由（即路由的cost 代价相等）之间进行，例如不能在所配置的静态路由和OSPF 路由之间进行路由管理策略n负载分担的实现方式有以下几种：n基于流的负载分担。缺省情况下我们的路由器使能了快速转发功能，此时路由器只能基于流进行负载分担。例如，当前路由器上存在两条等价路由，如果此时只有一个数据流，那么将从一条路由上转发；如果有两个数据流，那么两条路由各转发一个。子接口也支持快转，实现基于流的负载分担。n基于报文的负载分担。当关闭了快转功能时，路由器将基于报文进行负载分担，即将待发送报文均匀分配到两条路由上。 注：一个数据流就是指在网上两个特定主机之间的一次特定的应用，比如一次FTP 操作传输一个文件。我们一般用一个5 元组描述一个数据流：源IP 地址、源端口号、目的IP 地址、目的端口号、协议号。当一个数据流的第一个报文通过查找路由表转发后，在高速缓存中生成相应的交换路由管理策略n基于带宽的非平衡负载分担当关闭了快转功能时，路由按接口物理带宽进行负载分担（即基于报文的负载分担）；当用户为接口配置了指定的负载带宽后，路由器将按用户指定的接口带宽进行负载分担，即根据接口间的带宽比例关系，给大带宽接口多发送数据，给小带宽接口少发送数据。n基于当前流量的负载分担RCR（Resilient Controllable Routing ，弹性可控路由）RCR 本地模式应用于单一路由器设备，当该设备存在到达同一目的地址的多个等值路由时，路由器将按照这些等值路由对应的不同出接口链路的负载状况来分配流量，负载相对较轻的出接口被用于发送新的数据流。当这些出接口上的负载状况不符合预期状况时，可以按照用户配置启动针对数据流的动态调整功能，将可被调整的数据流按照策略调整至合适的出接口进行转发。路由管理策略n路由备份支持路由备份，当主路由发生故障时，自动切换到备份路由，提高用户网络的可靠性。为了实现路由的备份，用户可根据实际情况，配置到同一目的地的多条路由，其中一条路由的优先级最高，称为主路由，其余的路由优先级依次递减，称为备份路由。这样，正常情况下，路由器采用主路由发送数据。当线路发生故障时，该路由自动隐藏，路由器会选择余下的优先级最高的备份路由作为数据发送的途径。这样，也就实现了主路由到备份路由的切换。当主路由恢复正常时，路由器恢复相应的路由，并重新选择路由。由于该路由的优先级最高，路由器选择主路由来发送数据。上述过程是备份路由到主路由的自动切换。路由管理策略n路由协议之间的共享由于各路由协议的算法不同，不同的协议可能会发现不同的路由，因此各路由协议之间存在如何共享各自发现结果的问题。路由器支持将一种路由协议发现的路由引入（import-route）到另一种路由协议中。Router interface ethernet 0/0/0Router-Ethernet0/0/0 loadbandwidth 200Router-Ethernet0/0/0 quitRouter interface Atm 1/0/0Router-Atm 1/0/0 loadbandwidth 100Router-Atm 1/0/0 quitRouter interface serial 2/0/0Router-serial 2/0/0 loadbandwidth 300Router-serial 2/0/0 quit静态路由静态路由是一种特殊的路由，它由管理员手工配置而成。通过静态路由的配置可建立一个互通的网络，但这种配置缺点在于：当一个网络故障发生后，静态路由不会自动发生改变，必须有管理员的介入。在组网结构比较简单的网络中，只需配置静态路由就可以使路由器正常工作，适当设置和使用静态路由可以改进网络的性能，并可为重要的应用保证带宽。静态路由n静态路由有如下的属性：n可达路由。正常的路由都属于这种情况，即IP 报文按照目的地标示的路由被送往下一跳，这是静态路由的一般用法。n目的地不可达的路由。当到某一目的地的静态路由具有“reject”属性时，任何去往该目的地的IP 报文都将被丢弃，并且通知源主机目的地不可达。n目的地为黑洞的路由。当到某一目的地的静态路由具有“blackhole”属性时，任何去往该目的地的IP 报文都将被丢弃，并且不通知源主机。n其中“reject”和“blackhole”属性一般用来控制本路由器可达目的地的范围，辅助网络故障的诊断。缺省路由n缺省路由是一种特殊的路由，可以通过静态路由配置，某些动态路由协议也可以生成缺省路由，如OSPF 和IS-IS。n简单地说，缺省路由就是在没有找到匹配的路由时才使用的路由。即只有当没有合适的路由时，缺省路由才被使用。在路由表中，缺省路由以到网络0.0.0.0（掩码为0.0.0.0）的路由形式出现。可通过命令display ip routing-table 的输出看它是否被设置。如果报文的目的地址不能与任何路由相匹配，那么系统将使用缺省路由转发该报文。如果没有缺省路由且报文的目的地不在路由表中，那么该报文被丢弃，同时，向源端返回一个ICMP 报文报告该目的地址或网络不可达。静态路由的配置n静态路由的配置包括：n配置静态路由n配置缺省路由n配置静态路由优先级n 删除静态路由ip route-static ip-address mask | masklen interface-type interface-name | nexthop-address preference value reject | blackhole # 配置路由器RouterA 静态路由：RouterA ip route-static 1.1.3.0 255.255.255.0 1.1.2.2RouterA ip route-static 1.1.4.0 255.255.255.0 1.1.2.2RouterA ip route-static 1.1.5.0 255.255.255.0 1.1.2.2或只配缺省路由：或只配缺省路由：RouterA ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 1.1.2.2# 配置路由器RouterB 静态路由：Router ip route-static 1.1.2.0 255.255.255.0 1.1.3.1Router ip r