路由器技术培训

引领广电发展潮流，打造三网融合的广电网络
AD（管理距离）值概念
路由源
Connectedinterface
• 管理距离（distance）是确定一 个路由协议的有效性或可信度 的一种度量值。在各种路由协 议，按从最可信到最不可信的 顺序进行了优选。这是用于确 定多路径中的哪一条是到达目 的地的最佳路径的第一个标准 。
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距离矢量和链路状态路由协议对比
距离矢量路由协议
链路状态路由协议
包含协议
RIP-1，RIP-2，IGRP
OSPF、IS-IS
协议算法 基于Bellman-Ford算法
基于Dijkstra算法
路由更新方式 适用网络规模
周期更新，发送完整路由 表
小型网络（rip协议适用网 络直径小于16跳）
路由表更新
▪ 周期更新： 每个一段时间周期性向邻居发送自己整张路由表，如RIP
（30s）。 ▪ 触发更新：
当网络中路由发生改变，便会触发更新机制，向邻居发送更新 信息。如EIGRP。 ▪ 周期更新、触发更新皆有：
IGRP（90s） OSPF（30m） ISIS（15m）
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Байду номын сангаас路由表
▪ 路由器中存放到达目标网络最佳路径的表项即为路由表 ▪ 路由选择表项必须包括下面两个项目：
目的地址 ：可到达的网络地址 指向目的地的指针（下一跳） ▪ 最精确的匹配，按程序递减的顺序，排列如下： ➢ 主机地址（主机路径） ➢ 子网 ➢ 一组子网（一条汇总路由） ➢ 主网号 ➢ 一组主网号（超网） ➢ 缺省地址
参数 network-mask ip-address Interface-id
目的IP掩码 下一跳IP地址 接口号
描述
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▪ 实施静态路由选择的过程共有3步：
第一步：为互联的每个数据链路确定网络地址 第二步：为每个路由器标识所有非直连的数据链路 第三步：为每个路由器写出关于每个非直连数据链路的静态路由
110 115 120 170 200 255
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▪ 路由选择表的网络栏（Network）列出了路由器可达的网络地址，指向 目标网络的指针在下一跳栏（Next hop）。
▪ A收到源地址为10.1.1.100、目标地址为10.1.5.10的报文，发送过程如下 图：
路由器内部结构
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路由器物理结构
• 处理器 ➢ 实现路由协议 ➢ 计算路由 ➢ 分发路由表 ➢ 数据转发和路由表查找由ASIC芯片完成。 • 路由器存储器 • 路由器接口
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路由器的主要功能
• （1）网络互连：支持广域网和局域网接口，主要用于互连局域网和广 域网，实现不同网络间的相互通信。
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OSPF路由计算
路由器的工作原理
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路由器的工作原理
• 路由器，提供了在异构网络中的互连机制，实现将数 据包从一个网络发送到另一个网络。英文名称为Router 。
• 它是一种具有多个输入端口和多个输出端口的专用计 算机，其任务是转发分组。
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▪ 通用属性
➢ 邻居 ➢ 链路状态泛洪扩散 ➢ SPF算法 ➢ 区域
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链路状态协议介绍
• 每个路由器维护自己的连接的链路信息和状态，表示自己和哪些路 由器连接，到某个路由器或网络的cost(开销)多大，最初只知道自己 的一点点局部的拓扑信息。
• 通过可靠的扩散算法各路由器将其它路由器扩散来的拓扑信息收集 起来，组成一张一致的、完整的拓扑图，依靠SPF算法来计算出自 己的路由表。
➢ 距离矢量（Distance Vector）：根据距离矢量算法，确定网络中节点的方 向与距离。包括：RIP路由协议及IGRP（cisco私有协议）路由协议。
➢ 链路状态（Link-state）：根据链路状态算法，计算生成网络的拓扑。包括 ：OSPF路由协议与IS-IS路由协议。
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动态路由协议的分类
▪ 按运行的区域范围分为：
➢ Interior Gateway Protocol（IGP）：内部网关协议，用来在同一个自治系统 内部交换路由信息。
➢ Exterior Gateway Protocol（EGP）：外部网关协议，用来在不同的自治系 统间交换路由信息。
▪ IGP内根据路由选择协议的算法不同分为：
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收敛
▪ 收敛：使所有路由选择表都达到一致状态的过程。 ▪ 收敛时间：全网实现信息共享以及所有路由器计算最优路径所
花费的时间的总和。 ▪ 在任何路由选择协议里收敛时间都是一个重要的因素，在拓扑
发生变化之后，一个网络收敛速度越快，说明路由选择协议越 好。
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• （2）数据处理：分组过滤、分组转发、优先级、加密等。 • （3）网络管理：性能管理、流量控制等。
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路由及路由协议概念介绍
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▪ 什么是路由
➢ 路由器提供了在异构网络中的互连机制，实现将数据包从一个网 络发送到另一个网络。路由就是指导IP数据包发送的路径信息。
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链路状态协议介绍
▪ 链路状态路由协议，也叫最短路径优先协议，是围绕着图论中的一 个著名算法——E.W.Dijkstra的最短路径算法设计的。
➢ 该算法会累计每条路径从源到目的地的开销。 ➢ 每条路径都有独立的开销值。每个路由器都会站在自己的角度根据SPF算
法自行确定通向拓扑中每个目的地的开销。
OSPF基本特点
• OSPF路由器使用组播和单播收发协议数据（OSPF的组播地址： 224.0.0.5、224.0.0.6），因此占用的网络流量很小；
• 支持多条等值路由
➢ 当到达目的地的等开销路径有多条时，流量被均衡地分担在这些等开销路径上。
• 支持协议报文的认证（接口认证、区域认证） • 引入区域概念，优化网络结构；
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距离矢量协议介绍
▪ 距离矢量路由协议有一些共同特征: ▪ 周期更新 ▪ 邻居 ▪ 广播更新 ▪ 整个路由表更新
▪ 典型距离矢量路由协议： ▪ RIP ▪ IGRP
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链路状态协议介绍
距离矢量路由选择协议收敛速度慢（RIP收敛速度在240秒以上）和 跳数限制（RIP为15跳以内）等的局限性变得更加明显，于是出现了 链路状态路由选择协议，以扩展网络规模。所谓链路就是在网络中两 个路由器间的连接，链路状态包括诸如其传输速度和延迟等级等一些 属性。
动态路由协议介绍
▪ IGP（内部网关协议） ➢ RIP ➢ IGRP ➢ EIGRP ➢ OSPF ➢ ISIS
▪ EGP（外网关协议） ➢ BGP
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距离矢量协议介绍
使用距离矢量路由协议的路由器并不了解到达目的网络的整条路径， 该路由器只知道： ▪ 自身与目的网络之间的距离 ▪ 应该往哪个方向或使用哪个接口转发数据包
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路由部分
主讲人：
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培训内容
路由器的工作原理 路由及路由协议概念介绍
静态路由协议介绍 动态路由协议分类及介绍
OSPF路由协议介绍及实验演示 ISIS路由协议介绍及实验演示
BGP路由协议基本概念介绍 ACL概念介绍
综合实验
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默认路由
▪ 默认路由指的是路由表中未直接列出目标网络的路由选择项，它用于 在不明确的情况下指示数据帧下一跳的方向。路由器如果配置了默认 路由，则所有未明确指明目标网络的数据包都按默认路由进行转发。
▪ 默认路由一般使用在末端网络中，只有一条出口。 ▪ 默认路由发送哪些目标网络没有包含在路由表中的数据包。 ▪ 默认路由可以看作是静态路由的一种特殊情况。
OSPF路由协议介绍
• OSPF (Open Shortest Path First ) ： ➢ OSPF （开放最短路径优先协议）是由 Internet 工程任务组 (IETF)
开发的、用于支持 IP 通信的开放式标准路由协议. ➢ OSPF是IGP内部网关协议的一种，基于链路状态算法。
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路由器的内存。 • 静态路由具有更高的安全性。在使用静态路由的网络中，所有要连到
网络上的路由器都需在邻接路由器上设置其相应的路由。因此，在某 种程度上提高了网络的安全性。
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▪ 配置命令
ip route network-number network-mask { ip-address | interface-id [ ipaddress ] }
OSPF基本特点
• OSPF支持无类域间路由（CIDR）和可变长子网掩码（VLSM）； • 由于路由的计算基于详细链路状态信息（网络拓扑信息），因此
OSPF计算的路由无自环； • 收敛速度快； • 触发式更新，一旦拓扑结构发生变化，新的链路状态信息立刻泛洪，
对拓扑变化敏感；
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触发更新，发送链路状 态
中型网络
优点
配置简单，占用较少的内 收敛快，扩展性好，信
存和CPU处理时间
息交换费用少，无环
缺点
信息交换费用大，可能有 环，收敛慢，扩展性 差
占用较多路由器内存和 CPU处理时间
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OSPF路由协议介绍及实验
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Static route out an interface Static route to a next hop External BGP Nternal EIGRP OSPF IS-IS RIP v1, v2 External EIGRP Internal BGP
Unknown
缺省管理距离 0 0 1 20 90
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静态路由协议介绍及实验
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静态路由概念
静态路由表在开始选择路由之前就被网络管理员建立，并且只能由网络 管理员更改，所以只适于网络传输状态比较简单的环境。静态路由具有以 下特点： • 静态路由无需进行路由交换，因此节省网络的带宽、CPU的利用率和
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▪ 默认路由的命令格式：
➢ ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 { ip-address | interface-id [ ip-address ] }
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动态路由协议分类及介绍
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动态路由协议基本概念
• 动态路由随网络结构的变化而变化，路由器根据路由协议提供的功 能及算法自动计算数据传输的最佳路径，并由此得到动态路由表。
• 动态路由协议允许路由器与其他路由器通信来修改和维护路由选择 表。
• 相比静态路由，动态路由开销大，配置复杂，但动态路由具有较 高的灵活性，无需人工维护，适合复杂拓扑结构的网络。
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路由协议
• 路由协议通过在路由器之间共享路由信息来支持可路由协议。路由信 息在相邻路由器之间传递，确保所有路由器知道到其它路由器的路径。 总之，路由协议创建了路由表，描述了网络拓扑结构；路由协议与路 由器协同工作，执行路由选择和数据包转发功能。
• 按应用范围的不同，路由协议可分为两类：在一个AS（Autonomous System，自治系统，指一个互连网络，就是把整个Internet划分为许多 较小的网络单位，这些小的网络有权自主地决定在本系统中应采用何 种路由协议）内的路由协议称为内部网关协议（interior gateway protocol），AS之间的路由协议称为外部网关协议（exterior gateway protocol）。