[工学]第5章 ip路由原理

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1、第5章 IP路由原理,2019/1/18,2,主要内容,IP路由原理和路由过程 路由协议的分类方法 常规静态路由、默认路由的配置方法 汇总静态路由的原理、配置方法 负载分担路由的原理、配置方法 浮动静态路由的原理、配置方法,2019/1/18,3,5.1 路由协议概述,5.1.1 路由基本原理 1路由表 图5-1-1 路由选择,2019/1/18,4,图5-1-2 路由表,2019/1/18,5,图5-1-3 路由表输出的解释,2019/1/18,6,条目元素,1、目标网络地址/掩码字段 2、管理距离/代价字段 3、下一跳地址字段 4、路由信息更新时间字段 5、输出接口字段,2019/1/18

2、,7,2管理距离和代价,图5-1-4 管理距离,2019/1/18,8,表5-1-1 常见路由信息源及其对应的管理距离值,2019/1/18,9,3最长掩码匹配原则,图5-1-5 最长掩码匹配原则,2019/1/18,10,4路由过程中的数据包交换,图5-1-6 路由过程中的数据包交换,2019/1/18,11,5.1.2 路由协议的分类,被（可）路由协议（routed protocols） 由终端节点使用，用来将数据和网络层地址信息一起封装在数据包中。 路由选择协议（routing protocols）： 用来建立和维护路由表并按照到达数据包的目的地址的最佳路径转发数据包。 路由选择协议给被

3、（可）路由协议做导向。,2019/1/18,12,1直连路由、静态路由、动态路由,直连路由（connected route）：路由器自动发现并安装的路由条目。 静态路由（static route）：管理人员手工设置 动态路由（dynamic route）：由路由器自动更新路由表 PP.110,2019/1/18,13,直连路由、静态路由、动态路由,2019/1/18,14,为实现层次化结构管理，在通信子网内部的路由器被划分为不同的自治区域进行维护。 IGP 内部网关协议：自治区域内部运行的协议，RIP、ISIS、OSPF EGP 边界网关协议：不同自治区域间运行的协议，BGP,2IGP和EGP

4、,2019/1/18,15,IGP和EGP,图5-1-8 IGP和EGP,2019/1/18,16,3距离矢量、链路状态路由协议,距离向量路由选择协议 距离向量路由选择协议基于距离矢量的路由选择算法（distance vector-based routing algorithms），也称为贝尔曼-福特（Bellman-Ford）算法。 基于距离矢量路由选择算法的路由协议包括：RIP、IGRP等。 链路状态路由选择协议 链路状态路由选择协议基于链路状态路由选择算法（link-state routing protocol），也称为最短路径优先算法（shortest-path first，SPF）。

5、 基于链路状态路由选择算法的路由协议包括：OSPF、IS-IS等,2019/1/18,17,4有类路由和无类路由,有类路由协议 有类路由协议在路由更新广播中不携带相关网络的子网掩码信息。 有类路由协议在网络边界按标准的网络类别（A类、B类、C类）发生自动总结。 有类路由协议自动假设网络中同一个标准网络的各子网总是连续的。 有类路由协议包括：RIP Version 1 (RIPv1)、IGRP。,2019/1/18,18,图5-1-9 不连续的网络设计是 不允许的,2019/1/18,19,无类路由协议,无类路由协议在路由更新广播中含有相关网络的子网掩码信息。 无类路由协议还支持变长子网掩码。

6、无类路由协议可以手动控制是否在一个网络边界进行的总结。 无类路由包括：RIP v2、EIGRP、OSPF、IS-IS。,2019/1/18,20,5.2 静态路由和缺省路由配置,5.2.1 静态路由配置 静态路由的优点： 不需要启动动态路由选择协议进程，因而减少了路由器的运行资源开销。 在小型互连网络上很容易配置。 可以控制路由选择。,2019/1/18,21,1、静态路由的使用,Router A ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 serial 0/0 或者ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 10.0.0.2 Router

7、B ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 serial 0/0 或者ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 10.0.0.1,2019/1/18,22,2、汇总静态路由配置,将连续的目标网络汇总后进行配置 pp. 114 图512,2019/1/18,23,3、负载分担的静态路由配置,去往同意目的网络有多条可用路径，可配置路由器进行负载分担操作。 pp. 115 图513,2019/1/18,24,4、浮动静态路由配置,路由条目出现在路由器配置文件中，但是不出现在常规的路由表中。 pp. 117 图519,2019/1/18,25,

8、5.2.2 缺省路由配置,缺省路由（default route）又称为默认路由，是静态路由的一个特例。,2019/1/18,26,缺省路由的使用,ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 serial 0/1 或者 ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.2,2019/1/18,27,图5-2-3 缺省路由,2019/1/18,28,第六章 RIP动态路由协议原理与配置,2019/1/18,29,主要内容,RIP路由协议的特点 RIP路由协议的工作原理 RIP动态路由协议的配置 RIPv2的特点 RIPv2的配置,2019/1/18,30,6.1 RIP动

9、态路由协议原理,6.1.1 RIP概述 RFC 1508 RIP采用贝尔曼福德（Bellman-Ford）算法 目前RIP有两个版本RIPv1和RIPv2。 RIP有以下一些主要特性： 1、RIP属于典型的距离向量路由选择协议。 2、RIP消息通过广播地址255.255.255.255进行发送，使用UDP 协议的520端口。,2019/1/18,31,6.1.1 RIP概述（续）,3、RIP以到目的网络的最小跳数作为路由选择度量标准，而不是在链路的带宽和延迟的基础上进行选择。 4、RIP是为小型网络设计的。它的跳数计数限制为16跳，这限制了网络的规模。 5、RIP是一种有类路由协议，不支持不连

10、续子网设计。 6、RIP周期进行路由更新，将路由表广播给邻居路由器，广播周期为30秒。 7、RIP的管理距离为120。,2019/1/18,32,RIP消息头部格式分析 RIP pp.122 command字段、version字段、must be zero字段、address family id、IP地址,6.1.1 RIP概述（续）,Ethernet帧头 IP头部 UDP头部 RIP头部 RIP数据 FCS,2019/1/18,33,6.1.2 RIP原理,1路由表维护 图5-3-1 RIP协议,2019/1/18,34,路由更新的发送,图5-3-2 RIP路由更新的发送,2019/1/18

11、,35,路由更新的接收,图5-3-3 在RouterB上执行命令show ip route的输出,2019/1/18,36,2路由自环问题,图5-3-4 路由自环问题-1,E0 失效,2019/1/18,37,图5-3-5 路由自环问题-2,2019/1/18,38,图5-3-6 路由自环问题-3,2019/1/18,39,3解决路由自环问题计数到无穷,在这种方案中，RIP将路由表中任一路由条目的代价值限制为15跳。同时，用代价值16表明一个网络不可达。 但是，计数到无穷的提出限制了路由网络的规模。,2019/1/18,40,4解决路由自环问题水平分割,图5-3-7 水平分割,234,13,2

12、4,134,1,2,3,4,2019/1/18,41,5解决路由自环问题触发更新,RIP规定：当网络发生变化（新网络的加入、原有网络的消失）时，路由器将立刻发送路由更新消息而不用等待更新计时器到时。 触发更新只是在概率上降低了自环发生的可能性。,2019/1/18,42,6解决路由自环问题路由毒杀和反转毒杀,2019/1/18,43,7解决路由自环问题抑制定时器,2019/1/18,44,8RIP中的计时器,更新（Update）周期时间30秒：每个路由器发送更新消息的时间间隔； 失效（Invalid）计时器180秒：连续6个更新周期时间没收到某个网络的更新消息时。 清空（Flushed）计时器

13、270秒：失效条目再经过60秒，还没收到改网络的路由更新消息。 抑制（Hold-down）计时器180秒：路由器收到某个不可达的路由新消息时，启动抑制计时器，在此之前，不会重新安装不可达网络的路由条目,2019/1/18,45,图5-3-8 RIP中的计时器,2019/1/18,46,6.2 RIPV1动态路由协议配置,6.2.1 RIP基本配置 图6-3-9 在Router A上配置RIP协议的过程和命令,2019/1/18,47,图5-3-10 RIP基本配置,2019/1/18,48,6.2.2 RIP基本诊断命令,1show 命令 show run show ip route show

14、 ip protocols,2019/1/18,49,图5-3-12 显示动态路由协议的配置参数,2019/1/18,50,2Debug命令,图5-3-13 对RIP进行诊断,2019/1/18,51,6.2.3 被动接口（Passive Interface）,图5-3-11 配置被动接口,2019/1/18,52,6.2.4 负载分担配置,去往同一目标网络有两条和多条可用路径时，可以配置RIP路由器进行负载分担操作，轮流使用不同的可用路径发送数据包； pp.132 必须关闭快速转发的特性CEF,2019/1/18,53,6.2.5 默认路由配置,图 625 负载分担静态路由使用,Router

15、 A,Router B,2019/1/18,54,6.3 RIPv2动态路由协议配置,RIPv2（RFC 1723）是RIPv1的扩展版本。 在RIPv2的消息包中包含了子网掩码信息。 在RIPv2中，更新消息发送到多播地址224.0.0.9。 RIPv2可以关闭自动总结的特性。 RIPv2采用跳跃计数作为链路代价值。 RIPv2采用和RIPv1相同的计数器。 RIPv2的跳跃计数的最大值也是15跳。,2019/1/18,55,6.4 实验1 本地局域网互连（直连路由）,一、实验目的 掌握利用路由器连接本地局域网的方法。 二、实验任务 利用路由器连接本地局域网。 三、实验设备 路由器Cisco

16、 2611一台，带有网卡的工作站PC两台，控制台电缆一条，交叉双绞线两条。,2019/1/18,56,四、“本地局域网互连”实验环境,2019/1/18,57,五、实验步骤,1按图5-4-1连接路由器和各工作站。 2按图5-4-1配置路由器和各工作站IP地址等参数。 3检查路由器的路由表信息。 4测试各工作站之间的连通性。 5检查路由器的运行配置文件内容。,2019/1/18,58,6.5 实验2 静态路由、默认路由配置,一、实验目的 掌握静态路由和默认路由的配置方法。 二、实验任务 配置两台路由器上的静态路由，实现模拟远程网络互联。 三、实验设备 路由器Cisco 2611两台，带有网卡的工作站PC两台，控制台电缆一条，交叉双绞线若干。,2019/1/18,59,四、“静态路由、默认路由配置”实验环境,2019/1/18,60,五、实验步骤,1按图5-5-