01-IGP与BGP路由协议

“初次见面，请多关照” 初次见面，请多关照”
“好久不见，近况如何” 好久不见，近况如何”
一台新加入的路由器应该主动把自己介绍给网段内的其它路由器。 一台新加入的路由器应该主动把自己介绍给网段内的其它路由器。 通过发送广播报文或发送给指定的路由器邻居来做到这一点。 通过发送广播报文或发送给指定的路由器邻居来做到这一点。 为了能够观察到某台路由器突然失败（ 为了能够观察到某台路由器突然失败（路由器本身故障或连接线路 中断）这种异常情况， 中断）这种异常情况，规定两台路由器之间的协议报文应该周期性 地发送。 地发送。
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现有路由协议的性能比较
BGP
综合 性能 OSPF ISIS-IS
RIP2 RIP1
有路由环路问题 无路由环路问题
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课程内容
第一章 理解路由的基本概念和原理 第二章 理解距离矢量和链路状态 第三章 了解内部和外部网关协议 了解BGP 原理 第四章 了解
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自治系统（AS） 自治系统（AS） 由同一机构管理，使用同一组选路策略的路由器的集合。 由同一机构管理，使用同一组选路策略的路由器的集合。
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课程内容
第一章 理解路由的基本概念和原理 第二章 理解距离矢量和链路状态 第三章 了解内部和外部网关协议 了解BGP 原理 第四章 了解
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动态路由协议在协议栈中的位置
BGP TCP IP
RIP UDP
OSPF
Raw IP 链路层 物理层
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路由协议的基本原理（ 路由协议的基本原理（一） 动态路由协议是做什么的 计算路由的。计算本地路由器到网络中其它网段的路由。 计算路由的。计算本地路由器到网络中其它网段的路由。 如何做到这一点 每台路由器将自己已知的路由相关信息发给相邻的路由 由于大家都这样做， 器，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。然后运行某种算法， 中所有的路由信息。然后运行某种算法，计算出最终的 路由来。（ 。（实际上需要计算的是该条路由的下一跳和权 路由来。（实际上需要计算的是该条路由的下一跳和权 值）
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静态路由配置
静态路由的配置命令和示例
[Router]ip route-static ip-address { mask | masklen } { interface-type interfacce-name | nexthop-address } [ preference value ] [ reject | blackhole ]
IGP与BGP路由协议 IGP与BGP路由协议
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引入
• 在因特网中进行路由选择要使用路由器 路由器根 据所收到的报文的目的地址选择一条合适的路由 通过某一网络，将报文传送到下一个路由器，路 由中最后的路由器负责将报文送交目的主机。 • 路由器转发分组的关键是路由表 每个路由器中都 保存着一张路由表，表中每条路由项都指明分组 到某子网或某主机应通过路由器的哪个物理端口 发送，然后就可到达该路径的下一个路由器，或 者不再经过别的路由器而传送到直接相连的网络 中的目的主机 。
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IGP & EGP
外部路由协议（EGP） 外部路由协议（EGP） 自治系统AS100 自治系统AS100 BGP 自治系统AS200 自治系统AS200
内部路由协议（IGP） 内部路由协议（IGP） RIP、OSPF、ISIS ….. RIP、OSPF、
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什么是OSPF 什么是OSPF
• OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）是IETF 开 发的基于链路状态的自治系统内部路由协议 • OSPF仅传播对端设备不具备的路由信息，网络收敛迅速，并有效避免 了网络资源浪费 • OSPF直接工作于IP层之上，IP协议号为89 • OSPF以组播地址发送协议包
已选举
仅与DR/BDR 建立邻接关系
选举完成
•
OSPF协议工作过程主要有四个阶段： – 寻找邻居、建立邻接关系、链路状态信息传递、计算路由 24
寻找邻居
Router ID 1.1.1.1 Router ID 2.2.2.2
10.1.0.1/24
10.1.0.2/24
RTA
邻居表
邻居ID 邻居地址 邻居状态
10
路由自环
RTAwk.baidu.comRTB
S0/0 10.0.0.1
10.0.0.2 S0/0
Network N
Public Network
在路由器 RTA上配置：
ip route-static 20.0.0.0 8 10.0.0.2
在路由器 RTB上配置：
ip route-static 20.0.0.0 8 10.0.0.1 “路由自环”对网络的危害极大，应尽量避免。 路由自环”对网络的危害极大，应尽量避免。 路由自环
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传递信息
Router ID 1.1.1.1 Router ID 2.2.2.2
10.1.0.1/24
邻居ID 邻居表 2.2.2.2
10.1.0.2/24
RTA
邻居地址 10.1.0.2 邻居状态 2-way
例如： 例如：
ip route-static 129.1.0.0 16 10.0.0.2 ip route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 ip route-static 129.1.0.0 16 Serial 2/0
注意：只有下一跳所属的接口是点对点（PPP、HDLC）的接口时，才 注意 可以填写interface-name，否则必须填写nexthop-address。 interfacenexthop9
RTB
邻居表
邻居ID 邻居地址 邻居状态
广播Hello包，尝试寻找可交 包 广播 换路由信息的周边设备
Hello Hello
Hello Hello
接收到Hello包，找 包 接收到 到周边设备
邻居地址 10.1.0.1 邻居状态 init
邻居ID 2.2.2.2
邻居地址 10.1.0.2
邻居状态 init
2
学习目标
学习完本课程，您应该能够： 学习完本课程，您应该能够：
•
理解路由的基本概念和原理 理解距离矢量和链路状态 了解BGP 了解BGP 原理
•
•
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课程内容
第一章 理解路由的基本概念和原理 第二章 理解距离矢量和链路状态 第三章 了解内部和外部网关协议 了解BGP 原理 第四章 了解
4
什么是路由 • 路由是指导IP报文发送的路径信息。 路由是指导IP报文发送的路径信息。 IP报文发送的路径信息
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衡量路由协议的一些性能指标 正确性 能够正确找到最优的路由，且无自环。 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， 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。 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、 协议自身的开销（内存、CPU、网络带宽）最小。 、网络带宽）最小。 安全性 协议自身不易受攻击，有安全机制。 协议自身不易受攻击，有安全机制。 普适性 适应各种拓扑结构和规模的网络。 适应各种拓扑结构和规模的网络。
6
路由优先级（Preference） 路由优先级（Preference） • 从优先级最高的协议获取的路由最先被选择加入路由表中。 从优先级最高的协议获取的路由最先被选择加入路由表中。
RIP
OSPF
10.0.0.0 R0
10.0.0.0 R1
10.0.0.0
R1
路由表
7
路由权（Cost） 路由权（Cost）
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路由协议的基本原理（ 路由协议的基本原理（二）
动态路由协议是做什么的
“天王盖地虎”－“宝塔镇河妖” 天王盖地虎” 宝塔镇河妖”
每种路由协议都有自己的语言（相应的路由协议报文），如果两台 每种路由协议都有自己的语言（相应的路由协议报文），如果两台 ）， 路由器都实现了某种路由协议并已经启动该协议， 路由器都实现了某种路由协议并已经启动该协议，则具备了相互通 信的基础。 信的基础。
建立邻接关系
RTA RTB
Hello Hello
Hello Hello Hello
RTC
建立邻接关系
RTD
RTE
RTA
RTB
采用DR/BDR方式建 方式建 采用 立邻接关系
RTA(DR)
RTB(BDR)
RTC RTD 邻接关系数 R = n (n-1) 2
RTE
RTC RTD 邻接关系数 R = 2 (n-2) + 1
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按寻径算法划分
距离矢量算法
RIP BGP
链路状态算法
OSPF IS-IS
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路由协议之间的互操作
每种路由协议只能发布和学习自己协议已知的路由 自己已知的路由是指： 自己已知的路由是指：在某个接口上运行了该种路由 协议，或者在路由表中的本路由协议发现的路由。 协议，或者在路由表中的本路由协议发现的路由。 如果需要知道其它的路由，需要进行引入import-route 操 如果需要知道其它的路由，需要进行引入 作 最经常使用的是引入静态路由和直接路由。 最经常使用的是引入静态路由和直接路由。有时也需 要引入其它路由协议的路由。 要引入其它路由协议的路由。 引入路由的含义是指：在本路由器的路由表中查询， 引入路由的含义是指：在本路由器的路由表中查询， 如果发现要引入的路由（ ），则作为自己已知 如果发现要引入的路由（如static），则作为自己已知 ）， 的路由发布出去。 的路由发布出去。
路由权表示到达这条路由所指的目的地址的代价， 路由权表示到达这条路由所指的目的地址的代价，通常以 下因素会影响到路由的权值。 下因素会影响到路由的权值。 线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最 大传输单元 静态路由的权值为0。不同的动态路由协议会选择以上的一 静态路由的权值为0 种或几种因素来计算权值。 种或几种因素来计算权值。该权值只在同一种路由协议内 有比较意义。不同的路由协议之间的路由权值没有可比性， 有比较意义。不同的路由协议之间的路由权值没有可比性， 也不存在换算关系。 也不存在换算关系。
目标网络N
R1
（N,R1,M） N,R1,M）
其他网络
5
路由的来源（Protocol） 路由的来源（Protocol）
链路层协议发现的路由 开销小，配置简单，无需人工维护。 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。 属网段的路由。 手工配置静态路由 无开销，配置简单，需人工维护， 无开销，配置简单，需人工维护，适合简单拓扑结构的 网络。 网络。 动态路由协议发现的路由 开销大，配置复杂，无需人工维护， 开销大，配置复杂，无需人工维护，适合复杂拓扑结构 的网络。 的网络。
RTE
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DR和BDR选举 DR和BDR选举
RTA RTB
DR
Hello: Pri=5
BDR
Hello: Pri=3
Hello: Pri=2
Hello: Pri=1
Hello: Pri=0
DRothers
RTC
DRothers
RTD RTE
不具备选举 资格
• • •
Hello包携带路由器优先级，优先级为0的路由器不具备选举资格 先选举BDR，再选举DR DR和BDR一旦选定，即使OSPF区域内新增优先级更高的路由器，DR和BDR也不 重新选举，只有当DR和BDR都失效后，才参与选举
缺省路由配置示例
RTA RTB
S0/0 10.0.0.1
10.0.0.2 S0/0
Network N
Public Network
在路由器 RTA上配置：
ip route-static 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2 Internet 上 大约99.99%的路由器上都存在一条缺省路由! 缺省路由并不一定都是手工配置的静态路由，有时也可以由 动态路由协议产生。
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OSPF协议工作过程概述 OSPF协议工作过程概述
OSPF启动
接口是否启动OSPF 启动
没有
不做任何处理
计算路由
定时发送Hello包，寻找邻居
与DR/BDR交互链路状态， 邻居状态达到Full状态
是否接收到 邻居的Hello包 没有 继续等待接收
有
邻居状态达到 2-WAY状态
DR/BDR 是否选举？ 未选举 进行DR/BDR选举
邻居ID 1.1.1.1
Hello包中携带的参数协商成功 包中携带的参数协商成功
邻居ID 2.2.2.2 邻居地址 10.1.0.2 邻居状态 2-way 邻居ID 1.1.1.1 邻居地址 10.1.0.1 邻居状态 2-way
•
邻居状态达到2-way状态后，RTA与RTB之间开始建立邻接关系
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