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1、实验实验19NetSim-IP19NetSim-IP动态路由动态路由-RIPIGRPEIGRPOSPF-RIPIGRPEIGRPOSPF背景資料背景資料(動態繞送動態繞送) l路由器會自動去偵測網際網路中的異動情況,並根據這些異動來更新並設定路徑表,路徑表不只是告訴路由器遠端網路的存在與否,更要建立到達那些網路的最佳路線,如果路由器的路徑表包含了錯誤或者是過時的資訊時,網路也無法正常運作,所以每當新增一條路徑時,即使是一條暫時的路徑,路徑表都必須要更新。l網路管理人員只要規劃好動態繞送的協定,路徑表就會自動的維護更新,減少了許多的人力及維護時間。l網路的效能在於路由器是否可以利用最佳的路線來繞
2、送資料,在廣大的Internet中,如何選出一條最有效率的路徑,都要透過路由器的動態繞送協定來達成。大部份的動態繞送協定也都有能力達成這個決定路徑的能力,而且都是選擇最有效率的一條。繞送協定分類繞送協定分類l平等式及階層式:平等式繞送協定平等的看待所有的路由器,並不區分內部、邊界或外部的路由器,每一部路由器都從所有其它的路由器接收相同的路徑更新記錄。l而階層式繞送協定則以階層的架構來區分路由器,分成內部及邊界路由器,而由邊界路由器來進行路徑繞送。這樣可以有效的減少相同網路區段中的網路流量,進而提高效能。 繞送協定分類繞送協定分類l主機智能型和路由器智能型:如果是由終端系統來決定整條路徑,那麼繞
3、送協定就是屬於主機智能型,路由器就變成只是儲存與轉送的介面。l同一區段中及跨網段:網域內及跨網域是另一個繞送協定的分類方式,網域內的繞送協定稱為IGP,跨網域的繞送協定稱為EGP。繞送協定分類繞送協定分類l距離向量與線路狀態:l距離向量繞送(distance-vector):距離向量的距離代表著路徑的遠近,而向量則是代表要往哪一個方向,當封包經過愈多個設備,距離向量的演算法會將路徑的距離加起來,形成更遠的距離,當所有的距離都確定之後,設備就可以決定最佳的路徑,以傳送封包到目的地網路。簡單來說,距離向量主要提供的功能有:發現路徑、選擇路徑以及維護路徑。繞送協定分類繞送協定分類l線路狀態繞送:線路
4、狀態路徑演算最顯著的特點,就是它會維護完整的網路拓撲,距離向量只會知道鄰接的路由器和下一個中繼站,而線路繞送協定知道網路上的每部路由器以及它們如何連接,線路狀態協定會維護一個複雜的資料庫來儲存拓撲的資訊。線路狀態建立網路拓撲的進行過程是,首先,路由器先偵測與它直接相連的網段,而每個路由器都會送出網路狀態通知(Link State Advertisement;LSA),並通知其他路由器與它的相關連結,然後LSA會被轉送至其他網路上的路由器,最後每部路由器處理所有從其它路由器傳來的LSA,並根據這些資訊建立它的拓撲資料庫。 RIP協定協定lRIP協定可以說是應用較早、使用較普遍的IGP協定,適用於
5、小型同類網路,是典型的距離向量協議,其詳細內容可以參考RFC1058、RFC1723。RIP通過廣播UDP表頭來交換路由資訊,每30秒發送一次路由訊號更新,記錄裡含有整個路由器的路徑表,假如路由器發現收到的記錄包含新的或更動過的路徑,就會更新自已的路徑表,RIP除了在固定間隔傳送更新記錄外,也會使用觸發式的路徑更新,也就是在路徑表有任何異動時,立刻傳送路徑更新記錄。RIP協定協定lRIP提供跳躍計數(hop count)作為尺度來衡量路由距離,跳躍計數是一個包括到達目標所必須經過的路由器的數目。如果到達相同目標有二個不等速或不同頻寬的路由器,但跳躍計數相同,則RIP認為兩個路由是等距離的。RI
6、P最多支援的跳躍數為15,即來源和目的網路間所要經過的最多路由器的數目為15,跳躍數16以上者則表示不可到達,所以不要將RIP使用在大型且複雜度高的網路。IGRP協定協定lIGRP是一種動態距離向量路由協議,它由Cisco公司在八十年代中期設計。設計IGRP的動機是為了克服RIP只有15個中繼站的限制,所以Cisco加入了一些變數的組合,用來改進RIP的衡量指標,而變成IGRP,這此分別是使用組合用戶配置尺度,包括延遲、頻寬、可靠性和負載。l在預設的情況下,IGRP每90秒發送一次路由更新廣播,在3個更新週期內(即270秒),沒有從路徑中的第一個路由器接收到更新,則宣佈該路徑為不可訪問。在7個
7、更新週期即630秒後,Cisco IOS套件會從路由表中清除路由。IGRP協定協定l為了克服距離向量繞送協定的一些問題,IGRP也提出一些加強穩定性的機制,包括抑制法、水平切割法以及波瓦松反轉的路徑更新法則。lIGRP可以適用到小型到中小型的網路,其擴充能力比RIP網路強,但是因為IGRP是Cisco的專屬協定,所以並不適合在異質的網路環境中。EIGRP協定協定lEIGRP協定是由Cisco在1990年代早期提出,顧名思義,它是IGRP的後續版本,目的是為了改進IGRP的運作效率,以及適應更大、更多樣的網路網路狀態。lEIGRP和IGRP完全相互相容,兩種協定的衡量指標可以直接互換、彼此通用,
8、這樣的相容性讓EIGRP慢慢的整合到現在的IGRP網路中;不過,雖然這兩種協定的相容性很高,EIGRP的架構卻有很大的不同,它結合了線路狀態協定和距離向量協定的特色。 EIGRP協定協定lEIGRP的能力包括:l以少許的額外頻寬負擔,更快速的收斂。l支援變動長度的子網路遮罩(Variable Length Subnet Masking;VLSM)。l支援多重協定繞送。lEIGRP不會像RIP或是IGRP會定期的做路徑更新,而是在路徑上發生改變的時候才傳送路徑更新的記錄,並且只傳送必要的部份,而不是整個路徑表;而,傳送的對象也只限於受到影響的路由器,並非整個網路上的路由器,所以EIGRP可以收斂
9、的更快,並且消耗較少的頻寬。OSPF協定協定lOSPF協定是一個IGP協定,用於在單一自治系統(autonomous system;AS)內決定路由。與RIP相對,OSPF是線路狀態協議,而RIP是距離向量路由協議。l由於OSPF是一種線路狀態繞送協定,不像RIP和IGRP只發佈它們的路徑表給鄰接的路由器,OSPF會傳送LSA給繞送區域內所有其他的路由器,路由器累積這些LSA以建立整個網路的拓撲資料庫,然後依據這個資料庫執行SPF演算法,以決定到達每個目的網路的最佳路徑。 OSPF協定協定l在OSPF網路中,自治系統還可切成更小的繞送區域,形成路徑繞送階層,骨幹路由器用來連結更小的繞送區域,個
10、別的路由器則只要記錄它所在區域的拓撲資料庫,目的地在區域以外的封包要透過邊界路由器繞送,因此,區域內的拓撲在區域外是看不到的,藉由這樣的網路設計來減少協定所消耗的頻寬。實驗方法(設定設定RIP動態繞送動態繞送)l設定RIP動態繞送之前需將先前靜態路由和預設路由通通移除掉。設定RIP動態繞送僅僅需要用到2個命令,即可在路由器上設定RIP。在整體設定模式下啟用RIP,使用router rip命令,即會進入繞送協定設定模式,系統提示符號會變成Router (config-router)#,然後指定RIP應該通告的網路位址,使用network 命令。l有一點需必須特別注意,當要通告一個新定義的網路時,
11、必須使用分級的網路位址。這是指說路由器將只會通告Class A、B、C級的網路位址,無法單獨的通告一個子網路。舉例來說,本實驗的網路使用一個B級網路172.16.0.0,而不是5個C級的網路。當在設定RIP的時候,只要通告一個網路172.16.0.0即可。台北台北(Router 1)RIP設定命令設定命令 設定設定RIP動態繞送動態繞送l由於RIP定期或觸發式的通過廣播UDP表頭來交換路由資訊,所以要等到穩定(收斂或說反應網路狀態)須一段時間,待穩定後我們逐一恢復台北(Router 1)至新竹(Router 2)網路連線及台北(Router 1)至高雄(Router 3)網路連線觀察路徑表的變
12、化。恢復台北恢復台北(Router 1)至新竹至新竹(Router 2)網路連線網路連線恢復台北恢復台北(Router 1)至高雄至高雄(Router 3)網路連線網路連線PC1 tracert PC2觀察路徑變化觀察路徑變化 RIPv2l如欲使用RIPv2只需要在(config-router)#的提示列加入version 2命令即可。l要限制RIP的更新廣播從介面送出可使用passive-interface命令,但是還是可以接收RIP的更新廣播,例如 (config-router)# passive-interface serial 0l使用debug ip rip命令顯示網路中執行RIP路
13、徑資訊摘要,no debug ip rip命令可以關閉它。設定設定IGRP動態繞送動態繞送l設定IGRP動態繞送之前需將先前RIP動態繞送移除掉,要移除掉RIP動態路由很簡單,只要執行no router rip命令即可。lIGRP指令的格式為:router igrp lIGRP指令和RIP指令類似,只多了AS編號,AS編號就是自治系統的編號,IGRP是用在同一個自治系統中的協定(IGP),但也可以支援多組自治系統。在這個範例中是使用AS 100。設定設定IGRP動態繞送動態繞送設定設定IGRP動態繞送動態繞送l由於IGRP也是定期或觸發式的通過廣播UDP表頭來交換路由資訊,所以要等到穩定(收斂
14、或說反應網路狀態)須一段時間,待穩定後我們逐一中斷台北(Router 1)至新竹(Router 2)網路連線及台北(Router 1)至高雄(Router 3)網路連線觀察路徑表的變化。中斷台北中斷台北(Router 1)至至新竹新竹(Router 2)網路連線網路連線中斷台北中斷台北(Router 1)至至高雄高雄(Router 3)網路連線網路連線PC1 tracert PC2觀察路徑變化觀察路徑變化 設定設定IGRP動態繞送動態繞送l相同的限制IGRP的更新廣播從介面送出可使用passive-interface命令,使用debug ip igrp events命令顯示網路中執行IGRP路
15、徑資訊摘要,debug ip igrp transactions命令顯示鄰接路由器要求更新的訊息請求,undebug all命令可以關閉上述所有debug命令。設定設定EIGRP動態繞送動態繞送l設定EIGRP動態繞送之前需將先前IGRP動態繞送移除掉,要移除掉IGRP動態路由只要執行no router igrp 命令即可。lEIGRP指令和IGRP指令類似,EIGRP指令的格式為:router eigrp 設定設定EIGRP動態繞送動態繞送設定設定EIGRP動態繞送動態繞送l相同的限制EIGRP的更新廣播從介面送出可使用passive-interface命令,使用show ip eigrp命
16、令顯示網路中執行EIGRP相關資訊摘要。設定設定OSPF動態繞送動態繞送l設定OSPF動態繞送之前需將先前EIGRP動態繞送移除掉,要移除掉IGRP動態路由只要執行no router eigrp 命令即可。OSPF指令和EIGRP指令類似,但通告的網路位址方式不同,指令的格式為:network area l通配遮罩會在NetSimCisco存取規則清單實驗中詳細說明,目前我們將它視為網路遮罩的反向即可,例如本範例中網路遮罩為255.255.255.0則通配遮罩為0.0.0.255。area編號顯示該網路與通配遮罩所指的界面屬於那個區域。設定設定OSPF動態繞送動態繞送學習評量學習評量1.繞送協定中的距離一般以甚麼為依據進行測量?2.繞送協定演算法主要的目的有哪些?3.說明哪一種事件需要更新路徑表?4.說明什麼是自治系統?5.說明繞送協定的分類除了靜態與動態外,還有哪些?6.距離向量路徑更新紀錄包含哪些資訊?7.距離向量繞送協定相關的問題有哪些?8.路徑迴圈一旦行成,哪一種方法可以讓封包離開路徑迴圈?9.說明哪一種方法可以避免路徑迴圈的產生?10.說明觸發式更新的目的為何?11.簡單描述OSPF的運作原理。12.比較不同繞送協定演算法的收斂速度。