网络规划与设计课件第5章

1.3.13、管理距离
• 直连网络
–默认管理距离是 0
• 静态路由
–默认管理距离是 1
01
PART ONE
RIP路由
2.1.1、距离矢量路由选择协议
• 距离矢量路由协议和链路状态路由协议 • 距离矢量路由协议
–与直接连接的邻居之间共享网络信息 –并不知道到达目的节点的路径 –使用一种度量值来确定最佳路由
• 选择合适的度量 • 选择合适的路由协议
1.3.6、度量和路由协议
• 路由表中的度量字段 • 各路由协议的度量
如下
–-RIP – 跳数
–-EIGRP -带宽、延迟、 可靠性和负载 –OSPF –开销
1.3.7、负载均衡
• 负载均衡
–数据分组会使用所有路由开销相同的路径转发出去.
1.3.8、管理距离的用途
•指定协议版本
–Router(config-router)#network [network address]
•标识应由 RIP 通告的每个直连网络
• 关于RIPv2的其他配置
–Router(config-if)# ip rip authentication mode md5 –Router(config-router)# redistribute static
2.4.2、有关RIP的汇总
• 两个版本 RIP 都可以在有类边界上自动总结子网 • 去掉自动汇总命令
–Router(config-router)#no auto-summary
2.4.3、有关RIP的问题
• 在 RIP 路由协议中，当跳数为 16 时，即视为无穷 • RIP 含有几种专为消除这种不良影响的功能，这些功能
1.2.5、距离矢量和链路状态
• 距离矢量协议适用于以下情形：
–网络进行了分层设计，大型网络通常如此。 –管理员对于网络中采用的链路状态路由协议非常熟悉。 –网络对收敛速度的要求极高。
1.3.1、有类与无类
有类路由协议在路由信 息更新过程中不发送子 网掩码信息.
在无类路由协议的路由 信息更新中，同时包括 网络地址和子网掩码。.
1.1.3、优势
• 相对于静态路由协议
1.2.1、概要
• 动态路由协议的分类
1.2.2、IGP 和 EGP
• 分类:
–-IGP（内部网关协议） –-EGP（外部网关协议）
• 内部网关协议 (IGP)
–-用于在自治系统内部路由. –-例如: RIP, EIGRP, OSPF
• 外部网关协议 (EGP)
2.2.4、路由信息协议(RIP)
• 缺省情况下，RIPv2 仅接受和发送第二版本的更新 • 缺省情况下，RIPv1 发送第 一版本更新，但是能接受第
一、二版本的更 新
2.3.1、RIPv1 基本配置
• 适合应用 RIPv1的典型拓 扑:
–-拥有3个路由 –-只去掉了连接到 LAN 的 PC –-使用了五个 C 类网络地 址
通常结合使用：
–毒性反转 –水平分割 –抑制计时器 –触发更新
2.4.4、有关RIP的问题
• 水平分割可以防止环路的形成
–水平分割规定接收某个接口路由信息的路由器不能将同一网络的更新再 反馈给该接口
• 抑制计时器可以使路由变得稳定
–抑制计时器将在一段时间内拒绝接收任何通往相同目的网络的带有更高 度量的路由更新
2.3.2、启动RIP: router rip 命令
• 启动RIP : -Router rip 全局配置模式 -提示符将变为 R1(config-router)#
2.3.3、指定网络
2.4.1、配置 RIPv2
• 基本配置
–Router(config)#router rip
•启用路由协议
–Router(config)#version 2
3.9.6 Hello协议
3.9.7邻居表：
• 邻居ID • 接口 • Deadtime 每10秒发送一次，更新一次，若40秒未达，则死亡
3.9.8 Hello中的DR与BDR
• Dr 指定路由器
– 负责变化信息时通知其它路由器
• BDR 备份指定路由器
–-用于在自治系统之间路由 –-例如: BGPv4
1.2.3、IGP 和 EGP
1.2.4、距离矢量和链路状态
• 内部网关协议 (IGPs)可以划分为两类：
–距离矢量路由协议 –链路状态路由协议
• 距离矢量协议适用于以下情 形：
–网络结构简单、扁平，不需 要特殊的分层设计。 –管理员没有足够的知识来配 置链路状态协议和排查故障. –特定类型的网络拓扑结构， 如集中星形 (Hub-and-Spoke) 网络。 –无需关注网络最差情况下的 收敛时间。
3.5.3 SPF（最短路径优先）树
• 由 SPF 树生成路由表
3.6 链路状态路由协议的优点
路由协议
创建拓扑 图
路由器自行 判断到每一 个网络的最 短路径
收敛时间
距离矢量 否
否
慢
链路状态 是
是
快
更新方式
基本周期 事件驱动
使用 LSP
否 是
3.7 链路状态路由协议
3.8.1 链路状态路由协议的要求
3.2.1 SPF 算法简介
• Dijkstra‘s算法通常称为 SPF
3.2.2 SPF 算法简介
• 每台路由器会自行确定通向拓扑中每个目的地的开销
❖ 最短路 径≠ 最 少跳数 的路径
3.3 链路状态路由过程
1. 每台路由器了解其自身的链路（即与其直连的网络） 2. 每台路由器负责“问候”直连网络中的相邻路由器 3. 每台路由器创建一个链路状态数据包（LSP），其
• 从R1来了解
3.4.3 向邻居发送Hello数据包
• 路由器使用 Hello 协 议来发现其链路上的 所有邻居
• 两台链路状态路由器 获悉它们是邻居时， 将形成一种相邻关系
3.4.4 向邻居发送Hello数据包
• 这些小型 Hello 数 据包持续在两个相 邻的邻居之间互换， 以此实现“保持生存” 功能来监控邻居的 状态
–默认的抑制时间是 180 秒 –正常更新周期的六倍
• 触发更新
–当路由发生故障时，RIP 并不等待下一次的例行更新，而是立即发送更 新，这个过程称为触发更新
–通过将度量增至 16 来通告出现故障的路由，这样便有效地毒化了路由
RIP案例
03
PART Three
链路状态协议与Ospf
3.1.1链路状态协议 简介
• RIPv1 不支持 VLSM和 CIDR • RIPv1 自动在有类边界总结网络 • 不连续则可能不能正确报告路由 • 每隔 30 秒广播一次路由更新信息
2.2.2、路由信息协议(RIP)
• RIPv2 是无类路由协议，支持 VLSM 和 CIDR • 支持非连续的网络， 提供关闭自动总结路由RIP v2 信息
• 与距离矢量路由协议相比，链路状态路由协议通常需要 占用更多的内存、CPU 运算量和带宽
链路状态数据包泛洪会对网络的可用带宽产生负面影响。 这只应该出现在路由器初始启动过程中，但在不稳定的 网络中也可能导致问题。
3.8.2 链路状态路由协议的要求
• 用于 IP 路由的链路状态路由协议有两种：
– OSPF（开放最短路径优先） – IS-IS（中间系统到中间系统）
• 度量的用途
–用于确定到达目的的最佳路径
• 管理距离的用途
–这个数值用于指定路由协议的优先级
1.3.9、管理距离的用途
• 识别路由表中的管理距离 • 对于路由表条目，括号中的第一个值即为 AD 值
1.3.10、管理距离的用途
1.3.11、路由协议与管理距离
1.3.12、管理距离
•Show ip protocols 可以看到该动态路由 协议的管理距离。
3.5.1 SPF（最短路径优先）树
• 下面详细分析 R1 构建 SPF 树的过程1.Building
the SPF Tree
3.5.2 SPF（最短路径优先）树
❖ SPF 算法在构建 SPF 树的同时便会确定最短路径
链路 1用于访问其它网络，因为存在 开销更低（即更短）的路径
1.3.2、收敛
• 当所有路由器都获取到完整而准确的网络信息时，网络 即完成收敛。
1.3.3、度量的作用
• 度量:
–度量是指路由协议用来分配到达远程网络的路由开销的值
1.3.4、度量和路由协议
• IP 路由协议中使用的度量如下
–-带宽 –-开销 –-延迟 –-跳数 –-负载 –-可靠性
1.3.5、度量与路由协议
• 链路状态路由协议则在泛洪完成后 再计算 SPF 算法 • LSP 中还包含其它信息（例如序列号和过期信息），以
帮助管理泛洪过程
(2)
3.4.8 将链路状态数据库泛洪到邻居
• LSP 并不需要定期发送，而仅在下列情况下才需要发送：
– 在路由器初始启动期间，或在该路由器上的路由协议进程启动 期间
– 每次拓扑发生更改时，包括链路接通或断开，或是相邻关系建 立或破裂
中包含与该路由器直连的每条链路的状态 4. 每台路由器将LSP泛洪到所有邻居，然后邻居将收
到的所有LSP存储到数据库中 5. 每台路由器使用数据库构建一个完整的拓扑图并计
算通向每个目的网络的最佳路径
3.4.1 了解直连的网络
链路是路由器上的 一个接口
链路状态是有关各 条链路的状态的 信息
3.4.2 了解直连的网络
1.1.2、网络探索和路由表维护
路由协议的内容? • 数据结构
–某些路由协议使用路由表和/或数据库来完成路由过程。此类信 息保存在内存中 • 算法
–算法是指用于完成某个任务的一定数量的步骤。路由协议使用算法来 路由信息并确定最佳路径。
• 路由协议通告
–路由协议使用各种消息找出邻近的路由器，交换路由信息，并通过其 它一些任务来获取和维护准确的网络信息。
2.1.2、距离矢量路由选择协议
–距离矢量协议的配置和管理复杂度较低 –运行在较老式的和功能不是很强大的路由器上 –对内存和处理器资源的要求相对较低 –按固定间隔广播或组播给与直接相连的邻居路由器 –在大型网络中效率很低 –RIP 版本 1 和 2 是纯粹的距离矢量协议
2.2.1、路由信息协议(RIP)
链路状态路由协议达到收敛状态的速度比距离矢量路 由协议快得多
3.4.9 构建链路状态数据库
路由区域内的每台路由器都可以使用 SPF 算法来构建您之前 了解过的 SPF 树
3.4.10 构建链路状态数据库
有了完整的链路状态数据库，R1 现在即可使用该数据库 和 SPF（最短路径优先）算法来计算通向每个网络的首 选路径（即最短路径）
更新组播至 224.0.0.9 • RIPv2 RIPv2 具有身份验证机制
2.2.3、路由信息协议(RIP)
• RIPv2 和RIPv1:
–跳数度量，最大值为 15 –默认的更新间隔为 30秒 –通过路由毒化、毒性反转、水平分割和抑制来避免路由环路 –使用 UDP 端口 520 来更新 –管理距离为 120 –如果不使用身份验证，则消息报头最多可包含 25 条路由
3.4.5 创建链路状态数据包
• 路由器一旦建立了相邻关系，即可创建链路状 态数据包 (LSPs)
• 包含与该链路相关的链路状态信息
3.4.6 将链路状态数据库泛洪到邻居
• 路由器一旦
接收到来自
相邻路由器
的 LSP，立
即将该 LSP
从除接收该
LSP 的接口
以外的所有
(1)
接口发出
3.4.7 将链路状态数据库泛洪到邻居
五、企业路由规划
黄重水
浙江工业大学计算机学院
目录
CONTENTS
1 动态路由 2 RIP 3 OSPF
01
PART ONE
动态路由基础
1.1.1、网络探索和路由表维护
• 动态路由协议的目的:
–-发现远程网络 –-维护最新路由信息 –-选择通往目的网络的最佳路径 –-当前路径无法使用时找出新的最佳路径
• 协议的最终目标是每台路由器都收到路由域中其它所有 路由器的链路状态信息
• 每台路由器都可以自行创建网络拓扑图并独立计算通向 每个网络的最短路径
3.1.2链路状态路由协议
• 又称为 最短路径优先协议，它建基于 Edsger Dijkstra 的 SPF（最短路径优先）算法
– OSPF（开放最短路径优先） – IS-IS（中间系统到中间系统）
3.9.1 OSPF历史
3.9.2 OSPF包
• 帧头 特定 • 包头
– 协议字段 89 – 目的地址： 224.0.0.5或224.0.0.6
• 包的特定封装
3.9.3 OSPF封装
3.9.4 Hello握手
• 建立OSPF邻居 关系
• 通告参数 • 选举DR或BDR
3.9.5 Hello协议