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1、Lesson 4 IP学习内容：学习内容：4.1 路由器的功能路由器的功能4.2 4.3 静态路由静态路由4.4 动态路由动态路由4.5 RIP14.1 路由器的功能路由器的功能确定路径转发数据包24.1.1 确定路径确定路径 要确定路径路由器必须知道: 目的地址源地址所有可能的路由路径最佳路由路径管理路由信息3确定路径确定路径路由器必须知道未和其直接相连的目的地址44.1.2 转发数据包转发数据包数据帧每到一个网络源和目标MAC地址都变化一次数据包在整个数据传输过程中源和目标IP地址都不变54.2 路由协议路由协议4.2.1 为什么要使用路由协议 网络物理段的大小 每个段上的主机数量 冗余度
2、 通信量大小 不同的网络拓扑64.2.2 路由协议和可被路由协议路由协议和可被路由协议可被路由协议( Routed Protocol) :一种第三层协议，用于网络将数据从一台数据终端设备传输到另一台数据终端设备。例如；IP、IPX、AppleTalk路由协议 （Routing Protocol): 用于在路由器之间发送有关网络的更新，让路由选择进程决定通过网络传输数据报的路径。 例如：RIP；IGRP；EIGRP；OSPF；BGP；IS-IS 等；74.2.3 路由选择机制路由选择机制准确性低开销快速收敛84.2.4 IP路由协议的分类路由协议的分类静态路由由网络管理员在路由器上手工添加路由信
3、息以实现路由目的动态路由根据网络结构或流量的变化，路由协议会自动调整路由信息以实现路由9动态路由协议的分类动态路由协议的分类按路由算法可分为：距离矢量路由协议： RIPV1、RIPV2、IGRP链路状态路由协议：OSPF混合型路由协议： EIGRP按路由应用可分为：IGP(内部网关协议)：RIP、IGRP、EIGRP、OSPFEGP(外部网关协议)：BGP（边界网关路由协议)按路由更新中是否发送子网掩码可分为：有类路由协议：RIPV1、IGRP无类路由协议：RIPV2、EIGRP、OSPF104.2.5 路由协议的管理距离路由协议的管理距离路由的管理距离 (Administrative Dis
4、tance，AD) 是用来衡量接收来自相邻路由器上路由选择信息的可信度的，AD是从0-255的整数值，0是最可靠的，255意味着不会有业务通过这个路由 11常用路由协议的常用路由协议的AD值值124.3 静态路由静态路由(Static Routes)Configure unidirectional static routes to and from a stub network to allow communications to occur.13Defines a path to an IP destination network or subnet or host Router(confi
5、g)#iproutenetwork maskaddress |interfacedistancepermanent 4.3.1 静态路由的配置静态路由的配置14静态路由配置实例静态路由配置实例This is a unidirectional route. You must have a route configured in the opposite direction.15静态路由的检查静态路由的检查Router#showiprouteCodes:C-connected,S-static,I-IGRP,R-RIP,M-mobile,B-BGPD-EIGRP,EX-EIGRPexternal,
6、O-OSPF,IA-OSPFinterareaE1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2,E-EGPi-IS-IS,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2,*-candidatedefaultU-per-userstaticrouteGatewayoflastresortis0.0.0.0tonetwork0.0.0.010.0.0.0/8issubnetted,1subnetsC172.16.2.0/24isdirectlyconnected,Serial0S172.16.1.0/24isVia172.16.2.1,Serial
7、016静态路由配置配置实例静态路由配置配置实例4500A(config)#ip route 192.168.200.4 255.255.255.252 192.168.100.64500A(config)#ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.100.6 4500A(config)# ip route 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.100.64500B(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.100.54500B(config)#ip route
8、 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.200.52611C(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.200.62611C(config)#ip route 192.168.10.0 255.255.255.0 192.168.200.6 2611C(config)#ip route 192.168.100.4 255.255.255.252 192.168.200.6检查：检查：Router#show runRouter#show ip routeRouter# ping Router# trace1
9、74.3.2 静态默认路由静态默认路由(Static Default Routes)Router(config)# ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 ip-address | interface-type interface-number distance tag tag permanent实用于只有一个出口的网络(即残缺网络)18静态默认路由配置实例静态默认路由配置实例This route allows the stub network to reach all known networks beyond Router A.19检查静态默认路由检查静态默认路由Router#s
10、howiprouteCodes:C-connected,S-static,I-IGRP,R-RIP,M-mobile,B-BGPD-EIGRP,EX-EIGRPexternal,O-OSPF,IA-OSPFinterareaE1-OSPFexternaltype1,E2-OSPFexternaltype2,E-EGPi-IS-IS,L1-IS-ISlevel-1,L2-IS-ISlevel-2,*-candidatedefaultU-per-userstaticrouteGatewayoflastresortis0.0.0.0tonetwork0.0.0.010.0.0.0/8issubnet
11、ted,1subnetsC10.1.1.0isdirectlyconnected,Serial0S*0.0.0.0/0isVia172.16.2.2,Serial020静态默认路由配置配置实例静态默认路由配置配置实例4500A(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.100.64500B(config)#ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 192.168.100.54500B(config)#ip route 192.168.5.0 255.255.255.0 192.168.200.52611C(config)#ip
12、 route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.200.6检查：检查：Router#show runRouter#show ip routeRouter# ping Router# trace214.4 动态路由协议动态路由协议4.4.1 距离矢量(Distance Vector)路由协议 距离矢量路由选择协议定期广播发送整个路由表到与他们直连的邻居，并在发送更新后重置计时器；在收到邻居发送的路由表之后更新自己的路由表，并在接下来的更新中发送修改的路由表.22距离矢量的路由协议距离矢量的路由协议距离矢量的路由协议距离矢量的路由协议定期将路由表复制给相邻的路由器并且进行矢量堆加C
13、CD DB BA AC CB BA AD DRoutingTableRoutingTableRoutingTableRoutingTableDistanceHow farVectorIn which direction23路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径A AB BC C10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Routing Table10.2.0.010.3.0.000S0S1Routing Table10.3.0.0S0010.4.0.0E00Routing Table10.1.0.010.2.0.0E0S000距离矢量距离
14、矢量源信息的获得源信息的获得24路由器从收集到的源信息中选择到达目标地址的最佳路径A AB BC C10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Routing Table10.1.0.010.2.0.010.3.0.0Routing Table10.2.0.010.3.0.010.4.0.010.1.0.00011S0S1S1S0Routing Table10.3.0.0S0010.4.0.0E0010.2.0.0S01E0S0S0100距离矢量距离矢量源信息的获得源信息的获得25距离矢量距离矢量源信息的获得源信息的获得路由器从收集到的源信息中选择到
15、达目标地址的最佳路径A AB BC C10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Routing Table10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0Routing Table10.2.0.010.3.0.010.4.0.010.1.0.00011S0S1S1S0Routing Table10.3.0.0S0010.4.0.0E0010.2.0.0S010.1.0.0S012E0S0S0S0120026距离矢量距离矢量选择最佳路径选择最佳路径用于确定最佳路由路径的参数信息56T156T1Ticks, hop countBAHop
16、 countIPXRIPIGRPBandwidthDelayLoadReliabilityMTU27距离矢量距离矢量管理路由信息管理路由信息路由表的更新过程将通过路由器之间一步一步来完成A A更新路由表更新路由表网络结构的网络结构的网络结构的网络结构的改变将导致改变将导致改变将导致改变将导致路由表的路由表的路由表的路由表的更新更新更新更新28距离矢量距离矢量管理路由信息管理路由信息路由表的更新过程将通过路由器之间一步一步来完成A A更新路由表更新路由表在下一个周期后在下一个周期后路由器路由器A发送更新发送更新过的路由表过的路由表网络结构的网络结构的网络结构的网络结构的改变将导致改变将导致改变将
17、导致改变将导致路由表的路由表的路由表的路由表的更新更新更新更新29距离矢量距离矢量管理路由信息管理路由信息路由表的更新过程将通过路由器之间一步一步来完成A AB B更新路由表更新路由表更新路由表更新路由表网络结构的网络结构的网络结构的网络结构的改变将导致改变将导致改变将导致改变将导致路由表的路由表的路由表的路由表的更新更新更新更新在下一个周期后在下一个周期后路由器路由器A发送更新发送更新过的路由表过的路由表30路由回环路由回环路由回环路由回环(Routing Loops)(Routing Loops)每一个节点管理着与之相连的所有网络A AB BC C10.1.0.010.2.0.010.3.
18、0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0Routing Table10.3.0.0S0E0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.000Routing Table10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.000Routing Table10.2.0.0S0S1S1S01110.1.0.010.4.0.010.3.0.00031路由回环路由回环路由回环路由回环缓慢的收敛容易造成路由信息的不一致A AB BC C10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRouting Table10.3
19、.0.0S0E0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00DownRouting Table10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.000Routing Table10.2.0.0S0S1S1S01110.1.0.010.4.0.010.3.0.00032路由器路由器C 推断到达推断到达10.4.0.0 网络的最好路径是通过路由器网络的最好路径是通过路由器B路由回环路由回环路由回环路由回环A AB BC C10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRouting Table10.3.0
20、.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.002Routing Table10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.000Routing Table10.2.0.0S0S1S1S11110.1.0.010.4.0.010.3.0.00033路由器路由器 A 根据错误的信息升级它的路由表根据错误的信息升级它的路由表路由回环路由回环路由回环路由回环A AB BC C10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRouting TableS0S0S0S01210.3.0.010.1.0.0
21、10.2.0.010.4.0.002Routing TableE0S0S0S01410.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000Routing TableS0S1S1S03110.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.0.00034Packets for network 10.4.0.0 bounce (loop) between Routers B and C.路由环回路由环回35The hop count for network 10.4.0.0 counts to infinity.计数到无穷大计数到无穷大36解决方法：定义最大跳数解决方法：定义最大跳
22、数解决方法：定义最大跳数解决方法：定义最大跳数 (Defining a (Defining a Maximum)Maximum)指定最大跳数来防止路由回环A AB BC C10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRouting Table10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.0016Routing TableE0S0S0S011610.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000Routing TableS0S1S1S016110.2.0.010.1.0.010.4.0.010.3.
23、0.00037解决方法：水平分割解决方法：水平分割解决方法：水平分割解决方法：水平分割( (Split Split Horizon)Horizon)不会接收到由自身传达出去的路由信息A AB BC C10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XXXRouting Table10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.000Routing TableE0S0S0S01210.1.0.010.4.0.010.3.0.010.2.0.000Routing TableS0S1S1E11210.2.0.010.1.0.0
24、10.4.0.010.3.0.00038解决方法：路由中毒解决方法：路由中毒解决方法：路由中毒解决方法：路由中毒( (Route Poisoning)Route Poisoning)路由器将该路由信息的跳数标记为无限大A AB BC C10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRouting Table10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00InfinityRouting Table10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.000Routing Table10.
25、2.0.0S0S1S1E11210.1.0.010.4.0.010.3.0.00039解决方法：路由中毒解决方法：路由中毒解决方法：路由中毒解决方法：路由中毒毒性反转可以超越水平分割A AB BC C10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XRouting Table10.3.0.0S0S0S0S01210.1.0.010.2.0.010.4.0.00InfinityRouting Table10.1.0.0E0S0S0S01210.4.0.010.3.0.010.2.0.000Routing Table10.2.0.0S0S1S1E1Possi
26、blyDown210.1.0.010.4.0.010.3.0.000PoisonReverse40解决方法：触发更新解决方法：触发更新解决方法：触发更新解决方法：触发更新当路由表发生变化时路由器立即发送更新信息A AB BC C10.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0X XNetwork 10.4.0.0is unreachableNetwork 10.4.0.0is unreachableNetwork 10.4.0.0is unreachable10.1.0.041解决方法：解决方法：解决方法：解决方法：Hold-Down Hold-Down 计时计时计时计
27、时路由器在Hold-Down时间内将该条记录标记为possibly down以使其它路由器能够重新计算网络结构的变化Network 10.4.0.0 is downthen back up then back downUpdate afterhold-down TimeNetwork 10.4.0.0is unreachableA AB BC C10.1.0.010.2.0.010.3.0.010.4.0.0E0S0S0S1S0E0XUpdate afterhold-down Time42解决路由回环的综合方案解决路由回环的综合方案43解决路由回环的综合方案解决路由回环的综合方案(Cont.)
28、44解决路由回环的综合方案解决路由回环的综合方案(Cont.)45解决路由回环的综合方案解决路由回环的综合方案(Cont.)46解决路由回环的综合方案解决路由回环的综合方案(Cont.)47解决路由回环的综合方案解决路由回环的综合方案(Cont.)484.4.2 4.4.2 链路状态路由协议链路状态路由协议链路状态路由协议链路状态路由协议传递最佳的路径信息给其它的路由器LSA（link state advertisement)数据包数据包链路状态公告链路状态公告SPF运算运算拓补结构数据拓补结构数据最佳路由信息最佳路由信息路由表路由表C CA AD DB B49链路状态协议原理链路状态协议原理
29、路由器找到自己邻居每个路由器向邻居发送LSA link state advertisement 数据包，包含了自己的路径成本LSA扩散，每个路由器都得到相同拓扑结构的数据库由SPF算法计算网络可达性，建立SPF树，以自己为树根创建路由表，列出最优路径列表；维护其他拓扑结构和状态细节数据库。50链路状态路由协议的特点链路状态路由协议的特点快速收敛无回环网络层次化的网络设计来优化资源对CPU和内存需要高需要非常严格的网络设计故障局限于区域内部配置一般较简单排除故障比距离矢量路由协议更容易51减化路由条目在一个区域内拓扑发生改变只影响本地链路状态路由协议分层实例链路状态路由协议分层实例52链路状态路
30、由协议算法链路状态路由协议算法53距离矢量和环状路由的综合应用4.4.3 4.4.3 混合路由协议混合路由协议混合路由协议混合路由协议选择基于距离矢量的路径选择基于距离矢量的路径Converge rapidly using 通过传递变化的更新信息通过传递变化的更新信息达到快速收敛达到快速收敛平衡的路由平衡的路由5419.2 kbpsT1T1T1Hop 计算路由器每隔30秒更新最多支持相同hop数的6条路径,默认为4条4.5 RIP4.5 RIP4.5.1 RIP4.5.1 RIP概述概述概述概述554.5.2 RIP计时器计时器路由更新计时（route update timer）。路由器发送路
31、由表副本给相邻路由器的周期性时间为30 秒。路由失效计时（route invalid timer）。如果经过180 秒，一个路由的选项都没有得到确认，路由器就认为它已失效。保持计时器（holddown timer）。当路由器得知路由无效后，路由器将进如holddown状态，默认时间是180 秒，如果在这180 秒里，路由器接收到路由更新以后或者超过180 秒，保持计时器停止计时。路由刷新时间（route flush timer）。如果经过240 秒，路由表的选项仍没有得到确认，它就被从路由表中删除。564.5.3 RIP的版本的版本RIPV1有类的路由协议，只接收和发送RIPV1信息RIPV2
32、无类的路由协议，只接收和发送RIPV2信息Cisco路由器的默认版本可接收RIPV1和RIPV2信息，但只发送RIPV1信息57RIPv1 and RIPv2 比较比较58激活激活RIP协议协议选择所能到达的网络选择所能到达的网络必须是有效的网络必须是有效的网络4.5.4 RIP 4.5.4 RIP 配置配置配置配置Router(config)# Router ripRouter(config-router)# network network-number59可选配置可选配置配置RIPv2版本Router (config-router)# version 1 or 2关闭自动汇总 Router
33、 (config-router)# no auto-summary配置被动接口 Router (config-router)# passive-interface 接口号60RIP 配置实例配置实例61检查检查RIP配置配置62查看路由表查看路由表63Debug ip RIP64在在VTY线路开启线路开启/关闭关闭Debug功能功能开启Router# terminal monitor关闭Router# terminal no monitor65RIP配置实例配置实例4500A(config)#router rip4500A(config-router)#network 192.168.1.04
34、500A(config-router)#network 192.168.100.04500B(config)#router rip4500B(config-router)#network 192.168.100.04500B(config-router)#network 192.168.200.04500B(config-router)#network 192.168.10.02611C(config)#router rip2611C(config-router)#network 192.168.200.02611C(config-router)#network 192.168.5.0检查：检查：Router# show runRouter# show ip protocolsRouter# show ip routeRouter# debug ip rip66The End67
