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1、路由协议的概述路由协议的概述 哈理工哈理工 09级计研级计研 赵修娜赵修娜主要内容：主要内容：1 1路由协议概述路由协议概述2 2距离矢量路由选择协议距离矢量路由选择协议3 3路由信息选择协议路由信息选择协议4RIP实验实验一、动态路由协议的基本概述一、动态路由协议的基本概述网络管理员基于很多考虑来选择路由选择协议，包括网络管理员基于很多考虑来选择路由选择协议，包括网络的规模，可用链路的带宽，路由器的处理能力、品网络的规模，可用链路的带宽，路由器的处理能力、品牌、型号等来选择所使用的协议。牌、型号等来选择所使用的协议。1、动态路由选择相比静态的优点与缺点、动态路由选择相比静态的优点与缺点静态路
2、由选择允许路由器根据人工配置的信息正确地静态路由选择允许路由器根据人工配置的信息正确地将分组从一个网络路由到另一个网络。动态路由选择是将分组从一个网络路由到另一个网络。动态路由选择是根据路由选择表将分组从一个网络路由到另一个网络。根据路由选择表将分组从一个网络路由到另一个网络。可以允许网络快速地更新和适应于变化。可以允许网络快速地更新和适应于变化。动态路由往往展示了关于一个互联网络的所有知道的动态路由往往展示了关于一个互联网络的所有知道的信息，静态路由选择允许指定希望展示有限的网络信息。信息，静态路由选择允许指定希望展示有限的网络信息。当一个网络只有一条路径到达时，配置网络的静态路当一个网络只
3、有一条路径到达时，配置网络的静态路由就足够了。由就足够了。2、动态路由选择操作、动态路由选择操作动态路由选择的成功基于两个基本的路由器功能：动态路由选择的成功基于两个基本的路由器功能：路由选择表的维护。路由选择表的维护。以路由选择更新的形式，将信息适时地发布给其他路由器以路由选择更新的形式，将信息适时地发布给其他路由器（如图所示）。（如图所示）。路由协议路由协议路由信息表路由信息表R1R23、识别路由选择协议的种类、识别路由选择协议的种类大多数路由选择算法可以被分为以下类别：大多数路由选择算法可以被分为以下类别：距离矢量。（距离矢量。（RIP、IGRP）链路状态。（链路状态。（OSPF)距离矢
4、量路由选择协议确定互联网络中任何一条链路的距离矢量路由选择协议确定互联网络中任何一条链路的方向和距离。链路状态路由选择协议方法也被称为最短路径方向和距离。链路状态路由选择协议方法也被称为最短路径优先（优先（SPF)，它重建整个互连网络的精确拓扑结构。，它重建整个互连网络的精确拓扑结构。 4、路由选择协议特性、路由选择协议特性 距离矢量路由选择算法定期地将路由选择表的拷贝从一距离矢量路由选择算法定期地将路由选择表的拷贝从一个路由器发往另一个路由器。个路由器发往另一个路由器。 链路状态路由选择协议维护一个复杂的拓扑信息数据库。链路状态路由选择协议维护一个复杂的拓扑信息数据库。链路状态算法维护着远端
5、路由器及其互连情况的全部信息。链路状态算法维护着远端路由器及其互连情况的全部信息。5、路由选择协议的路径确定、路由选择协议的路径确定路径确定功能允许路由器评估指向目的的可用路径，路路径确定功能允许路由器评估指向目的的可用路径，路由选择服务在评估网络路径时使用网络的拓扑信息。该信由选择服务在评估网络路径时使用网络的拓扑信息。该信息由网络管理员配置或通过网络中的动态进程来收集。息由网络管理员配置或通过网络中的动态进程来收集。网络层使用网络层使用IP路由选择表将分组从源网络发送给目的网路由选择表将分组从源网络发送给目的网络。路由器决定使用哪条路径后，就进行转发分组的处理。络。路由器决定使用哪条路径后
6、，就进行转发分组的处理。路由选择是路由器用来将分组转发到目的地网络的过程。路由选择是路由器用来将分组转发到目的地网络的过程。路由器根据分组的目的路由器根据分组的目的IP 地址作出决定。沿途所有设备使地址作出决定。沿途所有设备使用目的用目的IP地址指向分组的正确方向。目的地址指向分组的正确方向。目的IP地址使分组最地址使分组最终可以到达目的地。为了做出正确的决定，路由器必须获终可以到达目的地。为了做出正确的决定，路由器必须获知远程网络的方向，当路由器使用动态路由选择协议时，知远程网络的方向，当路由器使用动态路由选择协议时，可以从其他路由器学习到达远程网络的方向。当使用静态可以从其他路由器学习到达
7、远程网络的方向。当使用静态路由选择时，网络管理员手工配置远程网络信息。路由选择时，网络管理员手工配置远程网络信息。路由器经常使用两个基本功能将分组从一条数据链路中路由器经常使用两个基本功能将分组从一条数据链路中继到另一条数据链路上：路径确定功能和交换功能。继到另一条数据链路上：路径确定功能和交换功能。6、路由选择协议配置、路由选择协议配置在路由器上启动在路由器上启动IP 路由协议，必须设置全局和接口参数。全局设路由协议，必须设置全局和接口参数。全局设置包括选择一个路由选择协议，如置包括选择一个路由选择协议，如RIP、IGRP、EIGRP或或OSPF。路由。路由选择配置模式中的主要任务是指明选择
8、配置模式中的主要任务是指明IP网络号。动态路由选择使用广网络号。动态路由选择使用广播和组播与其他路由器通信。路由选择的度量标准帮助路由器找到播和组播与其他路由器通信。路由选择的度量标准帮助路由器找到到达每个网络或子网的最佳路径。到达每个网络或子网的最佳路径。Router命令启动一个路由选择进程。命令启动一个路由选择进程。Router命令的语法如下：命令的语法如下：Router（config）#router protocoloptions其中：其中：Protocol可以是可以是RIP、IGRP或者或者EIGRP.Options表示自治系统号码，例如表示自治系统号码，例如IGRP和和EIGRP协议
9、中所使用的。协议中所使用的。Network命令是必需的，因为它允许路由选择进程识别参与发送命令是必需的，因为它允许路由选择进程识别参与发送和接收路由选择更新的接口。和接收路由选择更新的接口。Network命令的语法如下：命令的语法如下：Router（config-router)#network network number这里的这里的network number是直连网络的是直连网络的IP网络地址。网络地址。二、距离矢量路由选择协议二、距离矢量路由选择协议1、路由选择信息协议（、路由选择信息协议（RIP)具有如下特点：具有如下特点：它用跳数作为路径选择的度量标准。如果跳数大于它用跳数作为路径选
10、择的度量标准。如果跳数大于15，则丢弃分，则丢弃分组。组。周期性更新，每周期性更新，每30秒更新一次，采用广播式更新。秒更新一次，采用广播式更新。更新出去的内容是自己的路由表。更新出去的内容是自己的路由表。只传给自己直邻的邻居，不会被其他路由收到更新的路由表。只传给自己直邻的邻居，不会被其他路由收到更新的路由表。适合小型网络。适合小型网络。2、内部网关路由选择协议（、内部网关路由选择协议（IGRP）具有如下特点：）具有如下特点：它用带宽、延迟、负载可靠性、最大传输数据单元作为路径选择的它用带宽、延迟、负载可靠性、最大传输数据单元作为路径选择的标准。标准。周期性更新，每周期性更新，每90秒更新一
11、次，采用广播式更新。秒更新一次，采用广播式更新。可自动处理不确定的或复杂的拓扑。可自动处理不确定的或复杂的拓扑。可处理不同带宽和延迟的网段。可处理不同带宽和延迟的网段。适合大型网络。适合大型网络。3、距离矢量路由选择更新、距离矢量路由选择更新 当距离矢量协议的网络发生变化的时候，一定会引起路由选择当距离矢量协议的网络发生变化的时候，一定会引起路由选择表的周期更新。路由选择表更新的效率对路由选择协议非常重要。类表的周期更新。路由选择表更新的效率对路由选择协议非常重要。类似于网络的发现过程，拓扑改变的更新系统从一个路由器到另一个路似于网络的发现过程，拓扑改变的更新系统从一个路由器到另一个路由器逐步
12、进行。如图，说明了距离矢量协议如何处理拓扑变化。由器逐步进行。如图，说明了距离矢量协议如何处理拓扑变化。更新该路由选择表的进程更新该路由选择表的进程拓扑的变化引起路由选择表的更新路由器A发送更新后的路由选择表AB4、距离矢量路由选择环路问题、距离矢量路由选择环路问题 如果网络或路由选择拓扑变化造成路由选择条目不一致，结果网络经如果网络或路由选择拓扑变化造成路由选择条目不一致，结果网络经历了缓慢的收敛，那么就会产生路由选择环路。如图显示了路由选择环路。历了缓慢的收敛，那么就会产生路由选择环路。如图显示了路由选择环路。网络1不可达备用路由：网络1，距离4备用路由：网络1，距离3网络1故障AEBDC
13、路由选择环路产生的过程如下：路由选择环路产生的过程如下：在网络在网络1出现故障以前，所有的路由器都拥有一致的认识和正确的出现故障以前，所有的路由器都拥有一致的认识和正确的路由选择表。这是网络被称为已经收敛。假设该例中路由器路由选择表。这是网络被称为已经收敛。假设该例中路由器C到达网到达网络络1的最佳路径通过路由器的最佳路径通过路由器B,并且从路由器并且从路由器C到达网络到达网络1的距离是的距离是3 。当网络当网络1出现故障时，路由器出现故障时，路由器E发送一条更新给路由器发送一条更新给路由器A。路由器。路由器A停止向网络停止向网络1路由分组，但是路由器路由分组，但是路由器B、C、D继续向网络继
14、续向网络1路由分组，路由分组，因为该故障没有通知他们。当路由器因为该故障没有通知他们。当路由器A发出自己的更新后，路由器发出自己的更新后，路由器B和和D停止向网络停止向网络1发送路由分组。但是发送路由分组。但是C仍然没收到更新。对于仍然没收到更新。对于C而言，网而言，网络络1仍然可以通过路由器仍然可以通过路由器B到达。到达。现在路由器现在路由器C向路由器向路由器D发送定期更新，指示有一条路径路由器发送定期更新，指示有一条路径路由器B可可以到达网络以到达网络1。路由器。路由器D修改自己的路由表以反映这条不正确的信息，修改自己的路由表以反映这条不正确的信息，并把这个信息发送给路由器并把这个信息发送
15、给路由器A，A将这个信息发送给路由器将这个信息发送给路由器B和和E，以，以此类推。任何到达网络此类推。任何到达网络1的分组现在都会沿着路由器的分组现在都会沿着路由器C到到B到到A到到D然后然后回到回到C如此循环的传输。如此循环的传输。5、如何解决、如何解决路由选择路由选择环路问题环路问题 定义一个最大值。如之前的那个例子，网络定义一个最大值。如之前的那个例子，网络1的无效会不断的的无效会不断的循环下去，直到其它进程停止该循环。这种情况被称为计数到无穷循环下去，直到其它进程停止该循环。这种情况被称为计数到无穷大，尽管目的网络已经出现故障，分组仍然在网络中循环。当路由大，尽管目的网络已经出现故障，
16、分组仍然在网络中循环。当路由器计数到无穷大时，无效信息使得路由环路存在。通过定义最大值，器计数到无穷大时，无效信息使得路由环路存在。通过定义最大值，路由选择协议允许路由选择环路度量标准值超过其最大允许值之前路由选择协议允许路由选择环路度量标准值超过其最大允许值之前继续存在。超过了距离矢量的默认最大值，路由器将丢弃这个分组。继续存在。超过了距离矢量的默认最大值，路由器将丢弃这个分组。在任何情况下，当度量标准值超过最大值时，认为目的网络不可达。在任何情况下，当度量标准值超过最大值时，认为目的网络不可达。通过水平分割消除路由选择环路。路由选择环路产生的另一个可通过水平分割消除路由选择环路。路由选择环
17、路产生的另一个可能的原因是返回给路由器的不正确的信息与该路由器最初发送的正能的原因是返回给路由器的不正确的信息与该路由器最初发送的正确信息矛盾。如图，解释这个问题的产生。解释水平分割怎样消除确信息矛盾。如图，解释这个问题的产生。解释水平分割怎样消除路由选择环路。路由选择环路。网络1不可达网络1故障ECDB不更新路由器A关于网络1的路由D不更新路由器A关于网络1的路由AB过程如下过程如下:路由器路由器A向路由器向路由器B和和D发送更新，指示网络发送更新，指示网络1出现故障，然后路由器出现故障，然后路由器C还没有收敛而向路由器还没有收敛而向路由器B传输的更新指示网络传输的更新指示网络1可以通过路由
18、器可以通过路由器D以以3跳跳的距离到达。的距离到达。路由器路由器C也没有收敛并发送其到网络也没有收敛并发送其到网络1的路由更新。路由器的路由更新。路由器B错误的判错误的判断路由器断路由器C仍然有一条有效路径到达网络仍然有一条有效路径到达网络1，尽管它的度量标准差一些。，尽管它的度量标准差一些。路由器路由器B向路由器向路由器 A发送一个更新，通告路由器发送一个更新，通告路由器A有一条新的路径到达有一条新的路径到达网络网络1.路由器路由器A现在确定它可以通过路由器现在确定它可以通过路由器B向网络向网络1发送消息。路由器发送消息。路由器B又确又确定它可以通过路由器定它可以通过路由器C向网络向网络1发
19、送消息，而路由器发送消息，而路由器C又确定它可以通又确定它可以通过路由器过路由器D向网络向网络1发送消息。所有进入这个环境的分组都将在路由器发送消息。所有进入这个环境的分组都将在路由器之间进行循环。之间进行循环。水平分割通过消除这些路由选择环路来尝试避免这种情况。使用水平水平分割通过消除这些路由选择环路来尝试避免这种情况。使用水平分割规则，如果关于网路分割规则，如果关于网路1的路由选择更新从路由器的路由选择更新从路由器A到达，那么路由到达，那么路由器器B和和D 就不能把关于网络就不能把关于网络1的信息返回给路由器的信息返回给路由器A。利用水平分割的。利用水平分割的规则，路由器规则，路由器C最终
20、会收到网络最终会收到网络1故障的消息，并且会正确收敛，从而故障的消息，并且会正确收敛，从而消除了路由选择环路。水平分割减少了错误的路由信息，也减少了路消除了路由选择环路。水平分割减少了错误的路由信息，也减少了路由选择开销。由选择开销。通过毒性反转消除路由选择环路通过毒性反转消除路由选择环路 路由中毒或具有毒性反转的水平分割由各种距离矢量协议使用，用路由中毒或具有毒性反转的水平分割由各种距离矢量协议使用，用来克服大型路由选择环路，并在一个子网或网络不能被访问时提供直接来克服大型路由选择环路，并在一个子网或网络不能被访问时提供直接的信息。路由中毒一般通过将跳数设置成为最大跳数加的信息。路由中毒一般
21、通过将跳数设置成为最大跳数加1来实现。来实现。毒性反转是避免路由选择环路的另一种方法。它的规则是：一旦从一毒性反转是避免路由选择环路的另一种方法。它的规则是：一旦从一个接口学习到一个路由，那么这个路由作为不可达路由从同一个接口回个接口学习到一个路由，那么这个路由作为不可达路由从同一个接口回送。送。假设如图所示：各个路由器都启用了毒性反转。当路由器假设如图所示：各个路由器都启用了毒性反转。当路由器A从路由器从路由器B学习到了网络学习到了网络1后，它通过它的链路向路由器后，它通过它的链路向路由器B和和C通告网络通告网络1不可到达。不可到达。路由器路由器C如果收到通过路由器如果收到通过路由器A到达网
22、络到达网络1的路径，因为不可达的通告就的路径，因为不可达的通告就要删除这条路径。要删除这条路径。BC网络1DA用触发更新避免路由选择环路用触发更新避免路由选择环路新的路由选择表一般是定期发送给邻接路由器的。然而触发更新则是立新的路由选择表一般是定期发送给邻接路由器的。然而触发更新则是立即发送以响应路由选择表的变化。路由器一旦检测到拓扑发生变化就向邻即发送以响应路由选择表的变化。路由器一旦检测到拓扑发生变化就向邻近的路由器发送一条更新信息。然后这些路由器又产生触发更新，将变化近的路由器发送一条更新信息。然后这些路由器又产生触发更新，将变化通知给它们邻近邻居。触发更新的使用，并结合路由中毒，能确保
23、所有路通知给它们邻近邻居。触发更新的使用，并结合路由中毒，能确保所有路由器在抑制定时器期满之前就知道失效的路由。由器在抑制定时器期满之前就知道失效的路由。触发更新时无需等待定时器期满就发送更新。路由器立即在它的其他接触发更新时无需等待定时器期满就发送更新。路由器立即在它的其他接口上发送路由选择信息。这个行为使得邻接路由器上关于该网络状态的更口上发送路由选择信息。这个行为使得邻接路由器上关于该网络状态的更新信息的转发和抑制定时器的启动更加迅速。这些更新会很快传遍整个网新信息的转发和抑制定时器的启动更加迅速。这些更新会很快传遍整个网络。络。C网络1网络1不可达BA用抑制定时器防止路由选择环路用抑制
24、定时器防止路由选择环路可以用抑制定时器来避免计数到无穷大的问题。这个过程的正可以用抑制定时器来避免计数到无穷大的问题。这个过程的正确顺序如下：确顺序如下：当一个路由器从邻居处接收到一条更新，指示以前可到达的网当一个路由器从邻居处接收到一条更新，指示以前可到达的网络目前不可达了，这个路由器标记该路由为不可达，同时启动一络目前不可达了，这个路由器标记该路由为不可达，同时启动一个抑制定时器。如果在抑制定时器期满以前，从同一个邻居处收个抑制定时器。如果在抑制定时器期满以前，从同一个邻居处收到指示该网络又可达的更新，那么该路由器就表示这个网络可达，到指示该网络又可达的更新，那么该路由器就表示这个网络可达
25、，并删除抑制定时器。并删除抑制定时器。如果这个更新来自其他的邻接路由器，而且具有比以前记录更如果这个更新来自其他的邻接路由器，而且具有比以前记录更好的度量标准，那么该路由器就标示这个网络可到达，并删除抑好的度量标准，那么该路由器就标示这个网络可到达，并删除抑制定时器。制定时器。如果在抑制定时器期满以前收到来自其他邻接路由器的更新，如果在抑制定时器期满以前收到来自其他邻接路由器的更新，而且度量标准更差，则忽略这个更新。这种情况下忽略更新会允而且度量标准更差，则忽略这个更新。这种情况下忽略更新会允许有更多的时间将分裂性的变化传播到整个网络。许有更多的时间将分裂性的变化传播到整个网络。三、路由选择信
26、息协议（三、路由选择信息协议（RIP）路由选择信息协议（路由选择信息协议（RIP），其关键特点如下：），其关键特点如下：它是一个距离矢量路由选择协议。它是一个距离矢量路由选择协议。使用跳数作为路径选择的度量标准。使用跳数作为路径选择的度量标准。路由跳数值大于路由跳数值大于15时，丢弃使用该路由的转发分组。时，丢弃使用该路由的转发分组。默认情况下，路由选择的更新每默认情况下，路由选择的更新每30秒广播一次。秒广播一次。由于由于RIP只根据跳数值确定路径，即使有快速的路径，跳数相比只根据跳数值确定路径，即使有快速的路径，跳数相比之下多，也不会选择快速的路径。之下多，也不会选择快速的路径。配置配置R
27、IP router rip命令启用命令启用RIP作为路由选择协议，然后使用作为路由选择协议，然后使用network命命令告知令告知RIP通告哪些直连网络。路由选择进程将网络地址与接口关联通告哪些直连网络。路由选择进程将网络地址与接口关联起来，并在这些接口上发送和倾听起来，并在这些接口上发送和倾听RIP更新。更新。 路由器由于配置的改变而更新其路由选择表后，应立即发送路路由器由于配置的改变而更新其路由选择表后，应立即发送路由选择更新，将其变化通知其他网络路由器。这些更新独立于由选择更新，将其变化通知其他网络路由器。这些更新独立于RIP路路由器所发出的周期性更新。如果更新时从另一个主要网络不同于接
28、由器所发出的周期性更新。如果更新时从另一个主要网络不同于接收接口的另一个接口发送出去的，那么收接口的另一个接口发送出去的，那么RIP就只通告有类网络或主要就只通告有类网络或主要类别的网络地址。类别的网络地址。四、四、RIP 实验实验下面将介绍一下关于下面将介绍一下关于RIP的实验：的实验：实验目的：在两台路由器之间配置实验目的：在两台路由器之间配置RIP，测试两台主机的连，测试两台主机的连通性。通性。首先在首先在pc上安装上安装Dynamips模拟器，模拟器，Dynamips是一个基于虚是一个基于虚拟化技术的模拟器（拟化技术的模拟器（emulator），用于模拟思科（），用于模拟思科（Cisc
29、o）的路）的路由器。然后我们需要登录窗口，也就是进行远程连接的软件，由器。然后我们需要登录窗口，也就是进行远程连接的软件，我们用我们用SecureCRT软件，软件，SecureCRT 是高度可定制的终端仿真器，是高度可定制的终端仿真器，适用于适用于Internet 和和 Intranet，支持支持 IPv6 标准。对于连接到运行标准。对于连接到运行 Windows、UNIX 和和 VMS 的的 远程系统来说，远程系统来说，SecureCRT 是理想是理想的选择。支持的选择。支持 SSH1，SSH2，Telnet，RLogin，Serial，和和 TAPI 协议。而我们在这里主要用协议。而我们在
30、这里主要用telnet协议。安装好之后就是设定协议。安装好之后就是设定参数了。实验的拓扑图如下图所示：参数了。实验的拓扑图如下图所示：E1/0 221.101.1.1E1/1 10.0.0.2E1/0 10.0.0.1E1/1 202.10.20.1R1R2PC2PC1 202.10.20.2 221.101.1.21、首先进行设备参数设置、首先进行设备参数设置 本实验只需要两个路由器，需要我们设置的参数有路由器的个数，本实验只需要两个路由器，需要我们设置的参数有路由器的个数，虚拟虚拟PC，设备类型，设备类型，ios映像，映像，idle-pc值。值。其中计算其中计算idle-pc值时需要注意选
31、择值时需要注意选择count最大的对应的那个值。如图所示最大的对应的那个值。如图所示计算计算idle-pc值时同时按住值时同时按住ctrl和和“】”键，然后松手，再按键，然后松手，再按i键。键。模块的设置模块的设置:每个路由器只选择每个路由器只选择slot1和和slot2，slot1的端口是默认选择哪个端口，而的端口是默认选择哪个端口，而slot2我们选择支持我们选择支持4个个Ethernet的接口的接口PA-4E。如图所示：。如图所示：模块设置完毕，接下来是进行设备间的连接：模块设置完毕，接下来是进行设备间的连接：根据拓扑图我们进行如下连接，如图所示根据拓扑图我们进行如下连接，如图所示:接下
32、来我们将登陆路由器接下来我们将登陆路由器通过登录窗口，进行远程连接的软件通过登录窗口，进行远程连接的软件SecureCRT进行连接。我们选进行连接。我们选择择Telnet协议。注意在登录前我们要启动路由器。登录窗口设置如图：协议。注意在登录前我们要启动路由器。登录窗口设置如图：接下来配置路由器的路由协议接下来配置路由器的路由协议RIP确保路由器之间接口确保路由器之间接口IP地址信息已经配置好，能够端到端的地址信息已经配置好，能够端到端的ping通。通。路由器路由器1的配置如下：的配置如下：路由器路由器2的配置：的配置：测试：测试：测试两个主机的连通性：测试两个主机的连通性： 通过近期的学习，使我对路由选择协议有了基本认识，通过具通过近期的学习，使我对路由选择协议有了基本认识，通过具体的实验，让我学习的理论知识和实际应用结合到一起，使我的技体的实验，让我学习的理论知识和实际应用结合到一起，使我的技能有了进一步的提高。能有了进一步的提高。 谢谢！谢谢！ 赵修娜赵修娜 2009.11.30
