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1、软交换 NGN承载网路由协议基础,Page 1,NGN承载网中涉及到很多路由协议，对这些协议的理解是对承载网理解的关键。本课程就对这些协议进行了介绍。,前 言,Page 2,学习完此课程，您将会： OSPF协议基本原理 ISIS协议基本原理 BGP协议基本原理 VRRP协议基本原理 MPLS L3VPN基本原理,目 标,Page 3,第1章 VLAN基本原理 第2章 VRRP协议基本原理 第3章 路由的一些基本概念 第4章 动态路由协议原理 第5章 常见的路由算法及协议 第6章 MPLS L3VPN基本原理,内容介绍,Page 4,以太网广播域,广播,Page 5,通过路由器将网络分段,Pag
2、e 6,通过VLAN划分广播域,广播域1 VLAN 10,广播域2 VLAN 20,广播域3 VLAN 30,市场部,工程部,财务部,Page 7,VLAN的优点,隔离广播域，抑制广播报文。 分隔不同用户，提高网络安全性。 虚拟工作组，超越传统网络的工作方式。,Page 8,VLAN的帧格式（补充详细说明）,Page 9,基于端口的VLAN,主机A,主机B,主机C,主机D,以太网交换机,VLAN表,Port 1,Port 2,Port 7,Port 10,Page 10,三层交换机功能模型,Page 11,报文到报文的三层交换技术,传统三层技术对每个报文进行处理，并基于第三层地址转发报文。这一
3、方法称为报文到报文（PxP）。,Page 12,基于流交换的三层交换技术,不在三层处理所有报文的的方法称之为流交换（FS）。,第一个报文,后续报文,1,2,3,1,2,3,1,2,3,1,2,3,Page 13,第1章 VLAN基本原理 第2章 VRRP协议基本原理 第3章 路由的一些基本概念 第4章 动态路由协议原理 第5章 常见的路由算法及协议 第6章 MPLS L3VPN基本原理,内容介绍,Page 14,单网关的缺点,如果一个网络只能通过一个网关访问其它网络，那么当网关出现故障的时候，这个网络就被孤立了，没有办法访问外部。,network,10.0.0.1,10.0.0.9,10.0.
4、0.8,10.0.0.7,10.0.0.6,Page 15,NGN组网提高可靠性的方法和问题,主备用路径独立 网关IP地址的冲突问题,Page 16,VRRP的出现,VRRP：虚拟路由器冗余协议（Virtual Router Redundancy Protocol） VRRP在一组路由设备中选择一个Master，Master负责转发局域网内主机的流量。 我们可以设置优先级来控制Master的选举。 VRRP会产生一个虚拟路由器作为局域网主机的网关。,network,S6506,10.0.0.1,10.0.0.6,10.0.0.2,S6506,10.0.0.3,虚拟路由器,SoftX,Page
5、17,虚拟路由器配置,配置 A LSW-A-vlan-interface2 vrrp vrid 1 virtual-ip 10.0.0.1 LSW-A-vlan-interface2 vrrp vrid 1 priority 120 priority 从0到255, 但我们只能配置1到254. priority 的默认值是 100，数值大优先级则高。 priority 0 保留用于特殊用途，255 保留给IP地址的拥有者（ip address owner）。 配置 B LSW-B-vlan-interface2 vrrp vrid 1 virtual-ip 10.0.0.1,Page 18,第
6、1章 VLAN基本原理 第2章 VRRP协议基本原理 第3章 路由的一些基本概念 第4章 动态路由协议原理 第5章 常见的路由算法及协议 第6章 MPLS L3VPN基本原理,内容介绍,Page 19,什么是路由,路由信息是指导报文发送的路径信息 路由表：路标牌 路由的过程是报文中继转发的过程 Hop by Hop 逐跳,Page 20,路由开销：,路由的开销：不同厂商叫法可能是Cost，也可能是Metric，意思相同 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
7、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,Page 21,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,Page 22,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为0而丢弃 不能正确到目的地，有时引起环路发生
8、的链路拥塞 几乎是路由中最坏的现象,TTL-1,Page 23,路由环路：原因及解决方法,产生原因 路由收敛过程中产生的临时环路 路由算法的缺陷 在不同的路由区域相互引入路由时丢失了可以防止环路的信息 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,Page 24,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内达到对新的网络拓扑结构一致的观点，路由
9、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。,Page 25,等价路由：ECMP,等价路由负载分担：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：只根据目的地址来负载分担 逐流：根据不同的数据“流”来分担（目 前主要使用） 优点：提高链路利用率 缺点：逐包转发可能导致报文乱序,Page 26,路由表,Quidwaydisplay ip routing-table Routing Tables: Destin
10、ation/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 9.1.0.0/16 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 Di
11、rect 0 0 127.0.0.1 LoopBack0,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,Page 27,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按位“与”操作，符合则匹配 选择一个最长匹配的路由表项进行转发 例子：参考前页路由表 目的地为9.1.2.1的报文进入 查找路由表，有三项目匹配，0.0.0.0/0匹配长度为0bit；9.0.0.0/8匹配长度为8bit；9
12、.1.0.0/16匹配长度为16bit 按最长匹配原则命中9.1.0.0/16的RIP路由，从serial0接口转发 问：报文7.1.1.1如何转发？,Page 28,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,Page 29,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,Page 30,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,Page 31,浮动静态路由,浮动静态路由 去往同一目的网络的
13、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 168.1.0.0 16 s0 pref 10 ip route-static 168.1.0.0 16 s1 pref 60,s 0,s 1,Page 32,第1章 VLAN基本原理 第2章 VRRP协议基本原理 第3章 路由的一些基本概念 第4章 动态路由协议原理 第5章 常见的路由算法及协议 第6章 MPLS L3VPN基本原理,内容介绍,Page 33,动态路由协议,何谓动态 能适应网络动态变化 智能、自动、准确计算出新的路由 如何做到 每台路由器将自己已知的路由相关信息发给
14、相邻的路由器 传送的过程中保证信息正确可靠的传输 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 运行特定算法，计算出最终的路由来,Page 34,动态路由协议的一般性原理,Hello! 打招呼，首先自我介绍，每一台新加入的路由器主动发送协议报文 认识后，周期性来往，维护邻居关系；规定时间没有消息，不和你玩了 Update! 互通有无，相互告知已知消息（路由或周边的拓扑信息），扩散开 周期性发送所有信息，或只发布变化的信息以保持信息完整可靠,Page 35,动态路由：扩散路由信息,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
15、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 的最佳路由信息，然后相互学习并定期通告,Page 36,动态路由：扩散路由信息,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。,Page 37,Link-State算法原理,A,C,B,D,链路状态数据库,路由表,SPF树,SPF算法,链路状态报文,Page 38,SPF基本原理：简化实例,Page 39,静态 vs. 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及流量的变化 大型网络不可或缺,Page 40,什么是好的路由协议,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
