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1、第8章 IP网络路由（讲师用PPT）中国网通（集团）有限公司2006年12月22日中国网通运维人员岗位培训丛书数据专业目标 了解路由选择的基础知识，了解分级路由，可变长子网掩 码和路由过滤的原理 掌握路由重发布和策略路由的原理，掌握静态路由和动态 路由的基础知识 了解路由表，掌握路由聚合的原理。 掌握RIP路由协议的基本原理 熟悉RIP路由选择的过程 了解RIP路由协议的各种特性 掌握OSPF的基本概念和基本原理 了解OSPF的特点，掌握在单区域和多区域中OSPF的工作过 程目标 熟悉ISIS路由协议的基本原理 熟悉ISIS路由协议的各项基本概念 掌握BGP协议原理和特点 了解域间选路原理 熟
2、悉BGP协议主要属性及其应用 掌握BGP选路决策过程以及路由聚合 了解BGP对域内路由选择控制 熟悉大规模自治系统的设计和优化8.18.2IP网络路由协议基础RIP协议原理38.3OSPF协议原理IS-IS协议原理8.4目录 8.5BGP路由协议基础8.1.1路由选择基础知识路由选择的定义:路由选择(routing)是将数据包从一个地方转发到另一个地方的一个中继过程。路由选择的前提 :n 路由器必须确定它是否已激活了对该协议组的支持；路由器必须知道目的地网络；路由器必须知道哪个外出接口是到达目的地的最佳路径。 路由选择信息 :了解该路由所用的机制;逻辑目的地;管理距离;度量值;下一跳地址;路由
3、信息的新旧程度;与要去往目的地网络相关联的接口8.1 IP网络路由协议基础 8.1 IP网络路由协议基础管理距离:是指IP路由选择协议的选择方法。小的管理距离值要比大的好 .路由选择度量值:路由器用度量值这个参数来通告它到一个网络的路径成本 .相邻关系:在路由器启动之后，它立刻试图与其相邻路由设备建立路由关系,并 且开始进行通信并学习网络拓扑结构。 8.1 IP网络路由协议基础8.1.2 IP寻址方案在TCP/IP网络中，网络层的主要功能是将数据分组从源地址路由到目的地址。路由（即确定该使用哪一条路径）和转发（即当分组到达的时候所采取的动作)的不同。路由算法可以分成两大类：非自适应的和自适应的
4、。8.1 IP网络路由协议基础分级路由 随着网络的增大，路由表不断增长，为节省路由器的性能资源，路由 选择过程必须分级进行。 可变长子网掩码 对IP地址更为有效的使用 应用路由归纳的能力更强 路由过滤 路由过滤可以使网络管理员对路由通告施加严格的控制。 8.1 IP网络路由协议基础路由重发布 8.1 IP网络路由协议基础广播路由 同时给所有的目标发送一个分组，这称为广播，五种方法实现广播路由。组播路由 给一个组发送消息称为组播(multicasting)，它的路由算法称为组播路 由(multicast routing)。为了实现组播路由，每个路由器计算一棵生成 树，该生成树覆盖所有其他的路由器
5、。 8.1 IP网络路由协议基础8.1.3策略路由 策略路由即根据网络管理者制定的标准来进行报文的转发，而不是路由表。基于策略的路由有： 基于源IP地址的策略路由; 基于数据包大小的策略路由; 基于应用的策略路由; 通过缺省路由平衡负载8.1 IP网络路由协议基础8.1.4路由选择协议典型的路由选择协议有两种，即：静态路由和动态路由。实现动态路由选择策略有3种广义上的动态路由选择协议，即距离矢量路由选择协议；链路状态路由选择协议；混合路由选择协议。8.1 IP网络路由协议基础静态路由选择策略 最简单的路由选择策略是由系统自己配置和手工配置就可以实现的静 态路由。静态路由的优点与缺点。距离矢量路
6、由选择协议 这种算法周期地发送它们的路由选择表给直接连接的路由器。每一个 接受者都增加表中的距离矢量，并向它自己的邻居直接转发。 8.1 IP网络路由协议基础链路状态路由选择协议采用这种协议的路由器都要维护一个复杂的网络拓扑数据库，这个数 据库可以反映整个网络的拓扑结构。链路状态(Link State)是指一个路 由器与哪些网络或路由器相邻，以及到这些网络或路由器的度量 。混合路由选择协议 混合路由选择协议使用距离矢量度量，但比传统的距离矢量协议更强 调精确的度量。它们比距离矢量协议汇聚得要快，而且可以减少路由 更新的开销。8.1 IP网络路由协议基础几种路由选择协议的比较 RIP OSPF
7、ISIS BGP 协议类型 距离矢量 链路状态 链路状态 是否能聚合路由 否 是是是 缺省管理距离 120110115EBGP:20 IBGP:200 最大跳数限制 有无无无是否用区域来组建 层次化拓扑 否是是是收敛速度 慢快快快适用网络规模 小型中型大型大型应用范围 自治域内 自治域内 自治域内 自治域内间8.1 IP网络路由协议基础8.1.5路由表分析 在路由器中保存着各种传输路径的相关数据路由表（Routing Table），供路由选择时使用。 路由表可以是由系统管理员固定设置好的，也可以由系统动态修改，可以由路由器自动调整，也可以由主机控制。路由选择进程必须保持到各目的地网络的一条无环
8、路路径。 8.1 IP网络路由协议基础8.1.6 路由的聚合 路由聚合(route aggregation)可以减少路由器必须保存的路由条目数量 8.1 IP网络路由协议基础路由聚合(route aggregation)可以减少路由器必须保存的路由条目数量，因为它是在一个聚合地址中代表系列网络号的一种方法 在采用VLSM设计的网络中聚合地址 在地址不连续的网络中聚合路由 8.18.2IP网络路由协议基础RIP协议原理38.3OSPF协议原理IS-IS协议原理8.4目录 8.5BGP路由协议基础8.2.1 RIP概述:RIP（Routing Information Protocols，路由信息协
9、议）是使用最早最广 泛的距离矢量路由协议，它使用metric来衡量到达目标地址的路由距离。RIP协议的处理是通过UDP520端口来操作的。 RIP定义了两种消息类型：请 求消息（Request Message）和响应消息（Response Message）。RIP使用的计时器：更新计时器、限时计时器、刷新计时器RIP使用带毒性逆转（Poison Reverse）的水平分隔（Split Horizon）和触 发更新（Triggered Updates）。8.2RIP协议原理8.2.2 RIP消息格式：RIP消息格式（消息分组）如上图所示。8.2RIP协议原理32位8888 命令版本未使用（设置为
10、全0） 地址族标识路由标记（版本1未使用设置为全0） IP地址 子网掩码（版本1未使用设置为全0） 下一跳（版本1未使用设置为全0） 度量多个字段，最大为25地址族标识路由标记（版本1未使用设置为全0） IP地址 子网掩码（版本1未使用设置为全0） 下一跳（版本1未使用设置为全0） 度量RIPv1和RIPv2的兼容性：RFC1723定义了RIPv2与RIPv1之间4种兼容性交换设置，使得它们之间可以共同工作。这些设置如下： RIPv1只传送RIPv1消息； RIPv1兼容性：RIPv2将以广播而非组播的形式来传送它的消息，以便RIPv1能接收到； RIPv2：RIPv2通过组播地址224.0.
11、0.9来传送消息； None：不发送更新信息。8.2.3 RIPv1和RIPv2的比较：RIPv2的新特性：RIPv2节点间所传送信息的认证 子网掩码 下一跳地址 组播RIPv2消息 8.2RIP协议原理RIP的局限性： 缺乏可替代的路由8.2RIP协议原理网络A不可到达R2R3R4R1R5可替代路由 到达网络A的距离为3网络A失败A可替代路由：通过路由器 R1到达网络A的距离为4RIP的局限性： 计数到无穷大 8.2RIP协议原理R2R3R4R1R5网络A失败A到达网络A的距离为4到达网络A的距离为5到达网络A的距离为6到达网络A的距离为7RIP的局限性： 15条上限 8.2RIP协议原理R
12、2R3R4R1R5网络A失败A到达网络A的距离为15到达网络A的距离为12到达网络A的距离为13到达网络A的距离为14路由表 最大度量值是16 网络A不可到达 静态距离矢量度量值： RIPv2仍然无法适应那些需要根据延迟、负荷和其他动态网络性能度量值来实时选择路由的网络环境。 8.2RIP协议原理8.2.4 RIP路由选择有类别路由选择：有类别路由选择协议的一个基本特征，是在通告目的地址时不能随之一起通告它的地址掩码。因此，有类别路由选择协议首先必须匹配一个与该目的地址对应于A类、B类或C类的主网络号。无类别路由选择：当路由器执行无类别路由查找时，它不会注意目的地址的类别，替代的方式是，它在目
13、的地址和所有已知的路由之间执行一位一位（bit-by-bit）的最佳匹配。当和缺省路由一起工作时，这个性能变得非常有用。8.2RIP协议原理RIPv2的路由表更新学习过程：10.10.2.0/3010.10.4.0/30路由器A路由器B路由器CMetric 110.10.3.0/2410.10.5.0/24目的IP 224.0.0.9认证密码 test10.10.1.0 metric 010.10.2.0 metric 010.10.1.0/24Metric 1如上图所示，路由器A将与之直连的网络添加进路由表中。当RIPv2启用后，它使用224.0.0.9 作为目的地址将直连网络组播到其他路由
14、器。路由器A使用“test”作为它的认证密码。与路由 器A直连的网络的度量值（Metric）为0。 8.2RIP协议原理RIPv2的路由表更新学习过程：目的IP 224.0.0.9认证密码 test10.10.1.0 metric 110.10.2.0 metric 010.10.3.0 metric 010.10.4.0 metric 010.10.2.0/3010.10.4.0/30路由器A路由器B路由器CMetric 110.10.3.0/2410.10.5.0/2410.10.1.0/24Metric 1当路由器B收到来自路由器A的路由信息时，路由器B就会对自己的路由表进行更 新，如上
15、图所示。当下一个路由更新时间到来时，路由器B将路由更新从所有直连 的接口传播出去。注意，在路由表中10.10.1.0网络的度量值为1，这就是路由器A 和路由器B之间链路的度量值。路由每经过一跳，RIPv2会将度量值加1。 8.2RIP协议原理RIPv2的路由表更新学习过程：我所知道的网络10.10.1.0 metric 210.10.2.0 metric 110.10.3.0 metric 110.10.4.0 metric 010.10.5.0 metric 010.10.2.0/3010.10.4.0/30路由器A路由器B路由器CMetric 110.10.3.0/2410.10.5.0/
16、2410.10.1.0/24Metric 1当路由器C接收到来自路由器B的路由信息时，路由器C将对自己的路由表进行 更新，如上图所示。在下一个路由更新时间到来时，路由器C将路由更新从所有 直连的接口传播出去。在路由表中，10.10.1.10网络的度量值变为2，标识路由 器A和路由器C之间的总跳数为2。 8.2RIP协议原理RIPv2的路由表更新学习过程：目的IP 224.0.0.9认证密码 test 网络10.10.1.0 metric 110.10.2.0 metric 010.10.3.0 metric 010.10.4.0 metric 010.10.5.0 metric 110.10.2.0/3010.10.4.0/30路由器A路由器B路由器CMetric 110.10.3.0/2410.10.5.0/2410.10.1.0/24Metric 1当路由器B接收到来自路由器C的路由信息时，路由器B将对自己的路由 表进行更新，
