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  • 主要为大家介绍了网络协议之内部网关协议OSPF的定义、划分区域和分类,以及OSPF与RIP的区别,需要的朋友可以参考下
  • 内部网关协议

    千次阅读 多人点赞 2018-08-20 15:18:54
    IGP(内部网关协议)是在一个自治网络内网关(主机和路由器)间交换路由信息的协议。路由信息能用于网间协议(IP)或者其它网络协议来说明路由传送是如何进行的。IGP协议包括RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP。 ...

    简介

    IGP(内部网关协议)是在一个自治网络内网关(主机和路由器)间交换路由信息的协议。路由信息能用于网间协议(IP)或者其它网络协议来说明路由传送是如何进行的。IGP协议包括RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP。

    域(自治系统)

    Internet网被分成多个域或多个自治系统。一个域(domain)是一组主机和使用相同路由选择协议的路由器集合,并由单一机构管理。换言之,一个域可能是由一所大学或其它机构管理的互联网。

    内部网关协议

    • 内部网关协议(IGP)在一个域中选择路由。

    外部网关协议

    • 外部网关协议(EGP)为两个相邻的位于各自域边界上的路由器提供一种交换消息和信息的方法。

    • BGP是常用的外部网关协议,是不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议。

    内部网关协议分类

    • 距离矢量路由协议

    距离矢量是指以距离和方向构成的矢量来通告路由信息。距离按跳数等度量来定义,方向则是下一跳的路由器或送出接口。距离矢量协议通常使用贝尔曼-福特 (Bellman-Ford) 算法来确定最佳路径。尽管贝尔曼-福特算法最终可以累积足够的信息来维护可到达网络的数据库,但路由器无法通过该算法了解网际网络的确切拓扑结构。路由器仅了解从邻近路由器接收到的路由信息
    距离矢量协议适用于以下情形:
    (1) 网络结构简单、扁平,不需要特殊的分层设计。
    (2)管理员没有足够的知识来配置链路状态协议和排查故障。
    (3)特定类型的网络拓扑结构,如集中星形(Hub-and-Spoke)网络。
    (4)无需关注网络最差情况下的收敛时间。

    • 链路状态路由协议

    配置了链路状态路由协议的路由器可以获取所有其它路由器的信息来创建网络的“完整视图”(即拓扑结构)。并在拓扑结构中选择到达所有目的网络的最佳路径(链路状态路由协议是触发更新,就是说有变化时就更新)。
    链路状态协议适用于以下情形:
    (1)网络进行了分层设计,大型网络通常如此。
    (2)管理员对于网络中采用的链路状态路由协议非常熟悉。
    (3)网络对收敛速度的要求极高。

    RIP协议(路由信息协议)

    • RIP是一种分布式的。基于距离向量的IGP协议。

    • 使用UDP的520端口发送和接收RIP分组。

    • RIP协议要求自治系统内的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离向量。

    • RIP协议中的“距离”也称为“跳数”,从一个路由器到直接连接的网络的距离定义为1,RIP允许一条路径最多包含15跳,16跳表示网络不可达。

    • RIP不能在两个网络之间同时使用多条路由。

    • 路由交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息,即自己的路由表,通常每隔30s交换一次路由信息。

    • RIP采用距离向量路由算法,有可能产生无穷计数问题。但由于RIP协议规定16跳为网络不可达,所以无穷计数问题在一定时间内会被消除。

    • 相关图解与题目

    阅读该博文https://blog.csdn.net/u011240016/article/details/53346473

    OSPF(开放最短路径优先协议)

    • “开放”表示OSPF协议不受任何一家商业公司控制,而是公共的。

    • “最短路径优先”是指OSPF使用Dijkstra最短路径算法,是IGP协议。

    • OSPF用于单一系统内决策路由。与RIP相比,OSPF是链路状态路由协议,而RIP是距离向量路由协议。链路是路由器接口的另一个说法,即OSPF也称为接口状态路由协议。

    • OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库,生成最短路径树,每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由

    • 与大多数路由协议不同(参考BGP和RIP的工作过程),本协议不依赖于传输层协议(如TCP、UDP)提供数据传输、错误检测与恢复服务,数据包直接封装在网际协议(协议号89)内传输。

    • LSA:链路状态广播。

    • 相关图解

    阅读该博文(详细)https://www.cnblogs.com/yinzhengjie/p/6711282.html

    IGRP协议(内部网关路由协议)

    IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)是一种内部网关路由协议,它由Cisco公司八十年代中期设计。使用组合用户配置尺度,包括延迟、带宽、可靠性和负载。缺省情况下,IGRP每90秒发送一次路由更新广播,在3个更新周期内(即270秒),没有从路由中的第一个路由器接收到更新,则宣布路由不可访问。在7个更新周期即630秒后,Cisco IOS 软件从路由表中清除路由。

    • 内部网关路由协议(IGRP)是一种在自治系统AS中提供路由选择功能的思科专有路由协议,是一种距离向量的IGP协议。在上世纪80年代中期,最常用的内部路由协议是路由信息协议(RIP)。尽管 RIP 对于实现小型或中型同机种互联网络的路由选择是非常有用的,但是随着网络的不断发展,其受到的限制也越加明显。思科路由器的实用性和 IGRP 的强大功能性,使得众多小型互联网络组织采用 IGRP 取代了 RIP。

    EIGRP(增强内部网关路由协议)

    EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)即增强内部网关路由协议。也翻译为加强型内部网关路由协议。 EIGRP是Cisco公司的私有协议(2013年已经公有化)。

    • EIGRP结合了链路状态和距离矢量型路由选择协议的Cisco专用协议。

    • 采用弥散修正算法(DUAL)来实现快速收敛。EIGRP采用DUAL来实现快速收敛。运行EIGRP的路由器存储了邻居的路由表,因此能够快速适应网络中的变化。如果本地路由表中没用合适的路由且拓扑表中没用合适的备用路由,EIGRP将查询邻居以发现替代路由。查询将不断传播,直到找到替代路由或确定不存在替代路由

    • 可以不发送定期的路由更新信息以减少带宽的占用。EIGRP发送部分更新而不是定期更新,且仅在路由路径或者度量值发生变化时才发送。更新中只包含已变化的链路的信息,而不是整个路由表,可以减少带宽的占用。此外,还自动限制这些部分更新的传播,只将其传递给需要的路由器,因此EIGRP消耗的带宽比IGRP少很多。这种行为也不同于链路状态路由协议,后者将更新发送给区域内的所有路由器。支持Appletalk、IP、Novell和NetWare等多种网络层协议。

    • EIGRP在路由器之间通信时使用多播和单播而不是广播。

    • 特点

    (1) 通过发送和接收Hello包来建立和维持邻居关系,并交换路由信息;
    (2)采用组播(224.0.0.10)或单播进行路由更新;
    (3)EIGRP的管理距离为90或170;
    (4)采用增量更新,减少带宽占用;
    (5)支持可变长子网掩码(VLSM),默认开启自动汇总功能;
    (6)支持IP、IPX和AppleTalk等多种网络层协议;
    (7)对每一种网络协议,EIGRP都维持独立的邻居表、拓扑表和路由表;
    (8)EIGRP使用Diffusing Update算法(DUAL)来实现快速收敛并确保没有路由环路;
    (9)存储整个网络拓扑结构的信息,以便快速适应网络变化;
    (10)支持等价和非等价的负载均衡;
    (11)使用可靠传输协议(RTP)保证路由信息传输的可靠性。
    (12)无缝连接数据链路层协议和拓扑结构,EIGRP不要求对OSI参考模型的2层协议进行特别的配置。

    IS-IS协议(中间系统到中间系统路由协议)

    IS-IS属于内部网关路由协议,用于自治系统内部。IS-IS是一种链路状态协议,与TCP/IP网络中的OSPF协议非常相似,使用最短路径优先算法进行路由计算。

    • IS-IS区域

    为了支持大规模的路由网络,IS-IS在路由域内采用两级的分层结构。一个大的路由域被分成一个或多个区域(Areas)。并定义了路由器的三种角色:Level-1、Level-2、Level-1-2。区域内的路由通过Level-1路由器管理,区域间的路由通过Level-2路由器管理。下面简要说明一下这三类路由器角色:
    (1)Level-1路由器负责区域内的路由,它只与属于同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成邻居关系,维护一个Level-1的链路状态数据库,该链路状态数据库包含本区域的路由信息,到区域外的报文转发给最近的Level-1-2路由器。
    (2)Level-2路由器负责区域间的路由,可以与同一区域或者其它区域的Level-2和Level-1-2路由器形成邻居关系,维护一个Level-2的链路状态数据库,该链路状态数据库包含区域间的路由信息。所有Level-2路由器和Level-1-2路由器组成路由域的骨干网,负责在不同区域间通信,路由域中的Level-2路由器必须是物理连续的,以保证骨干网的连续性。
    (3)同时属于Level-1和Level-2的路由器称为Level-1-2路由器,可以与同一区域的Level-1和Level-1-2路由器形成Level-1邻居关系,也可以与同一区域或者其他区域的Level-2和Level-1-2路由器形成Level-2的邻居关系。Level-1路由器必须通过Level-1-2路由器才能连接至其他区域。Level-1-2路由器维护两个链路状态数据库,Level-1的链路状态数据库用于区域内路由,Level-2的链路状态数据库用于区域间路由

    • 相关图解

    阅读该博文http://blog.51cto.com/wt7315/2085071

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  • 一、内外之别 Internet网被分成多个域或多个自治系统(AS)。一个域(domain)是一组主机和使用相同路由选择协议的路由器集合,并由单一机构管理。...内部网关协议IGP,是在AS(自治系统)内部使用的协议,...

    一、内外之别

    Internet网被分成多个域或多个自治系统(AS)。一个(domain)是一组主机和使用相同路由选择协议路由器集合,并由单一机构管理。换言之,一个域可能是由一所大学或其它机构管理的互联网。内部网关协议(IGP)在一个域中选择路由外部网关协议(EGP)为两个相邻的位于各自域边界上的路由器提供一种交换消息和信息的方法。

    内部网关协议IGP,是在AS(自治系统)内部使用的协议,常用的有OSPF、ISIS、RIP、EIGRP。
    外部网关协议EGP,是在AS(自治系统)外部使用的协议,常用的有BGP。

    二、内部网关协议

    1.内部网关协议的分类

    内部网关协议可以划分为两类:距离矢量路由协议和链路状态路由协议。

    [1]  距离矢量路由协议:距离矢量是指以距离和方向构成的矢量来通告路由信息。距离按跳数等度量来定义,方向则是下一跳的路由器或送出接口。距离矢量协议通常使用贝尔曼-福特 (Bellman-Ford) 算法来确定最佳路径。尽管贝尔曼-福特算法最终可以累积足够的信息来维护可到达网络的数据库,但路由器无法通过该算法了解网际网络的确切拓扑结构。路由器仅了解从邻近路由器接收到的路由信息。

    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。

    [2]  链路状态路由协议:配置了链路状态路由协议的路由器可以获取所有其它路由器的信息来创建网络的“完整视图”(即拓扑结构)。并在拓扑结构中选择到达所有目的网络的最佳路径(链路状态路由协议是触发更新,就是说有变化时就更新)。

    链路状态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。

    2.OSPF

    OSPF开放最短路径优先(Open Shortest Path First),是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP),用于在单一自治系统(autonomous system,AS)内决策路由。与RIP相对,OSPF是链路状态路由协议,而RIP是距离向量路由协议。链路是路由器接口的另一种说法,因此OSPF也称为接口状态路由协议。OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库,生成最短路径树,每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由。最主要的特点是使用分布式的链路状态协议,而不是像RIP那样的距离向量协议。三个要点:(1)向本自治系统中所有路由器发送信息。(2)发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态,但这只是路由器所知道的部分信息。(3)只有在链路状态发生变化时,路由器才向所有路由器用洪泛法发送此信息。

    3.RIP

    RIP(Routing Information Protocol) ,路由信息协议,是内部网关协议中应用最广泛的一种协议,它是一种分布式的,基于距离向量路由选择协议,其特点是协议简单。适用于相对较小的自治系统,它们的直径“跳数”一般小于15。 RIP协议特点是:(1)仅和相邻路由交换信息(2)路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息,即自己的路由表。也就是说,交换的信息是:“我到本自治系统中所有网络的(最短)距离,以及到那个网络应经过的下一跳路由器。”(3)按固定时间间隔交换路由信息,例如,每隔30秒。然后路由器根据收到的路由信息更新路由表

    三、外部网关协议

    1.简介

    外部网关协议(Exterior Gateway Protocol,EGP)是一个在自治系统网络中两个邻近的网关主机(每个都有它们自己的路由)间交换路由信息的协议。EGP常常被用来在英特网的两个主机间交换路由表信息。路由表包括已知的路由器清单、它们能到达的地址以及与每个路由的路径相关的成本度量,以便选出最好的可用路径。每个路由器按照一定的时间间隔,通常在120秒到480秒之间,就给它的邻近路由发送信息,然后邻近路由就会将自己的完整路由表发回给它。EGP-2是EGP的最新版本。 [1] 

    大部分的公司和机构将它们拥有的路由器组合成一个自治系统,自治系统的本地路由选择信息使用RIP或者OSPF等内部网关协议进行收集。而在这些自治系统中,通过为位于各自自治区域边界的两台相邻路由器提供交换路由选择信息的方法,选择一台或者多台路由器使用EGP(外部网关协议,Exterior Gateway Protocol)与其他自治区域通信。EGP路由器只向其自治区域边界上的路由器转发路由选择表信息来获得对方自治系统的路由信息,从而为IP数据报选择最佳路由。因此, [2]  EGP协议应具有以下三个基本功能: [3] 

    1. 支持邻站获取机制,即允许一个路由器请求另一个路由器同意交换可达路由信息。
    2. 路由器持续测试其EGP邻站是否有响应。
    3. EGP邻站周期性地传送路由更新报文来交换网络可达路由信息。

    EGP协议为了实现以上三个基本功能,定义了在该协议实现过程中使用的10种报文类型。

    2.当前形势

    当前国际互联网络含有大量智能网关和很多无智能的网关。智能网关使用网间连接协议(GGP)[3]动态地交换它们自身间的路由选择信息。无智能的网关不能动态地交换路由选择信息。无智能的网关必须登记在智能网关路由表上,而且智能网关列表中的无智能的网关状态(例如,增加新无智能的网关)改变时需要人工干预。

    在智能网关间路由通信量的量取决于智能网关的数目和网络的总数。因为无智能的网关典型情况下连接位于国际互联网络边缘的单个网络,典型地在路由表中为每个无智能的网关存在一个或者多个网络。连接国际互联网络边缘的单个网络的网关多半称作"支线"网关。当前用于智能网关的GGP程序有容量的限制。急切地需要对这个程序进行重大改进。这很难完成,因为智能网关由若干不同的团体维护,而且很难分离出这些网关的一个子集用于测试新程序。

    3.作用

    外部网关协议用于在非核心的相邻网关之间传输信息。非核心网关包含互联网络上所有与其直接相邻的网关的路由信息及其所连机器信息,但是它们不包含Internet上其他网关的信息。对绝大多数EGP而言,只限制维护其服务的局域网或广域网信息。这样可以防止过多的路由信息在局域网或广域网之间传输。EGP强制在非核心网关之间交流路由信息。

    由于核心网关使用GGP,非核心网关使用EGP,而二者都应用在Internet上,所以必须有某些方法使二者彼此之间能够通信。Internet使任何自治(非核心)网关给其他系统发送“可达”信息,这些信息至少要送到一个核心网关。如果有一个更大的自治网络,常常认为有一个网关来处理这些可达信息。

    和GGP一样,EGP使用一个查询过程来让网关清楚它的相邻网关并不断地与其相邻者交换路由和状态信息。EGP是状态驱动的协议,意思是说它依赖于一个反映网关情况的状态表和一组当状态表项变化时必须执行的一组操作。

    三、为什么外部网关不使用内部网关协议?

    主要是BGP使用的环境不同。主要因为一下两个原因:

    1. 因特网的规模太大,使得AS之间路由选择非常困难。想一想如果运用OSPF需要建立一个非常大的数据库,这显然不现实。
    2. AS之间的路由选择必须考虑有关策略。比如安全问题,或者路径上的路由不允许其非该AS的数据报通过等等。

    所以BGP只能是力求寻找一条能够到达目的网络且比较好的路由(不能兜圈子),而并非要寻找一条最佳路由。BGP采用路径向量路由选择协议,与距离向量协议和链路状态协议不同。


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    参考资料:

    1. https://baike.baidu.com/item/%E5%86%85%E9%83%A8%E7%BD%91%E5%85%B3%E5%8D%8F%E8%AE%AE/167192?fr=aladdin
    2. https://baike.baidu.com/item/%E5%A4%96%E9%83%A8%E7%BD%91%E5%85%B3%E5%8D%8F%E8%AE%AE/9705262?fr=aladdin
    3. https://www.2cto.com/net/201308/233464.html
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  • 文章目录OSPF动态路由协议常见的路由协议RIP距离矢量型路由协议RIP的度量值与更新时间RIP v1和RIP v2的区别内部网关协议和外部网关协议OSPF的基本概念和工作过程AS(autonomous system,自治系统)IGP(Interior ...

    OSPF动态路由协议

    路由协议OSPF全称为Open Shortest Path First,开放式最短路径优先(Open Shortest Path First,OSPF)是广泛使用的一种动态路由协议,它属于链路状态路由协议,具有路由变化收敛速度快、无路由环路、支持变长子网掩码(VLSM)和汇总、层次区域划分等优点。在网络中使用OSPF协议后,大部分路由将由OSPF协议自行计算和生成,无须网络管理员人工配置,当网络拓扑发生变化时,协议可以自动计算、更正路由,极大地方便了网络管理。但如果使用时不结合具体网络应用环境,不做好细致的规划,OSPF协议的使用效果会大打折扣,甚至引发故障。

    OSPF协议是一种链路状态协议。每个路由器负责发现、维护与邻居的关系,并将已知的邻居列表和链路费用LSU(Link State Update)报文描述,通过可靠的泛洪与自治系统AS(Autonomous System)内的其他路由器周期性交互,学习到整个自治系统的网络拓扑结构;并通过自治系统边界的路由器注入其他AS的路由信息,从而得到整个Internet的路由信息。每隔一个特定时间或当链路状态发生变化时,重新生成LSA,路由器通过泛洪机制将新LSA通告出去,以便实现路由的实时更新。

    OSPF的简单说就是两个相邻的路由器通过发报文的形式成为邻居关系,邻居再相互发送链路状态信息形成邻接关系,之后各自根据最短路径算法算出路由,放在OSPF路由表,OSPF路由与其他路由比较后优的加入全局路由表

    常见的路由协议

    静态路由协议—static–管理员手工配置,适用于小型企业网络
    动态路由协议IGP(内部网关路由协议):能够自动地建立自己的路由表,并且能够根据实际情况的变化适时地进行调整

    而动态路由中又有许多的路由协议

    距离矢量型路由协议(依靠邻居通告路由给我路由) RIP

    OSPF(Open Shortest Path First):开放式最短路径优先协议

    IS-IS(Intermediate System-to-Intermediate System):中间系统到中间系统路由协议

    BGP(Border Gateway Protocol):边界网关协议

    RIP距离矢量型路由协议

    • RIP的基本概念
    • 定期更新
    • 邻居
    • 广播更新
    • 全路由更新

    全路由表更新

    RIP的度量值与更新时间

    • RIP度量值为跳数

      最大跳数为15跳,16跳不可达

    • RIP跟新时间

      每隔30s发送路由更新新消息,UDP520端口

    • RIP路由更新消息

      发送整个路由表信息

      RIP v1和RIP v2的区别

      RIP V1RIP v2
      有类路由协议无类路由协议
      广播更新(255.255.255.255)组播更新(24.0.0.9)
      不支持VLSM支持VLSM
      自动路由汇总,不可关闭自动汇总可关闭,可手工汇总
      不支持不连续子网支持不连续子网

      内部网关协议和外部网关协议

      • 自治系统(AS)
      • 内部网关协议(IGP)
      • 外部网关协议(EGP)

    OSPF的基本概念和工作过程

    OSPF(Open Shortest Path First开放式最短路径优先)是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol,简称IGP),用于在单一自治系统(autonomous system,AS)内决策路由。是对链路状态路由协议的一种实现,隶属内部网关协议(IGP),故运作于自治系统内部。著名的迪克斯加算法被用来计算最短路径树。OSPF支持负载均衡和基于服务类型的选路,也支持多种路由形式,如特定主机路由和子网路由等

    AS(autonomous system,自治系统)

    在互联网中,一个自治系统(AS)是一个有权自主地决定在本系统中应采用何种路由协议的小型单位。这个网络单位可以是一个简单的网络也可以是一个由一或多个普通的网络管理员来控制的网络群体,它是一个单独的可管理的网络单元(例如一所大学,一个企业或者一个公司个体)。

    一个自治系统将会分配一个全局的唯一的16位号码,有时我们把这个号码叫做自治系统号(ASN)

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    IGP(Interior Gateway Protocol,内部网关协议)

    在一个自治系统内部使用的路由选择协议,包括RIP,OSPF等。

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    EGP:外部网关协议(Exterior Gateway Protocol)

    外部网关协议(EGP)是一种在自治系统的相邻两个网关主机间交换路由信息的协议。 EGP 通常用于在因特网主机间交换路由表信息。它是一个轮询协议,利用 Hello 和 I-Heard-You 消息的转换,能让每个网关控制和接收网络可达性信息的速率,允许每个系统控制它自己的开销,同时发出命令请求更新响应。路由表包含一组已知路由器及这些路由器的可达地址以及路径开销,从而可以选择最佳路由。每个路由器每间隔 120 秒或 480 秒会访问其邻居一次,邻居通过发送完整的路由表以示响应,代表协议是边界网关协议(BGP)。

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    ospf的工作过程

    建立邻居列表

    如图,A通过建立邻接关系,学习到所有的链路状态信息,即所有的网段信息。

    链路状态数据库

    A将学习到的链路状态信息存储在自己的链路状态数据库中。

    形成路由表

    A的链路状态数据库通过 Dijkstra算法 算出A到达每一个地点的最短路径,形成最短路径树。最终生成路由表。

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    OSPF区域

    OSPF的区域分为以下5种,不同类型的区域对由自治系统外部传入的路由信息的处理方式。

    标准区域:标准区域可以接受任何链路更新信息和路由汇总信息。

    主干区域:主干区域是连接各个区域的传输网络,其他区域都通过主干区域交换路由信息。主干区域拥有标准区域的所有性质。

    存根区域:不接受本地自治系统以外的路由信息,对自治系统以外的目标采用默认路由0.0.0.0。

    完全存根区域:不接受自治系统以外的路由信息,也不接受自制系统内其他区域的路由汇总信息,发送到本地区域外的报文使用默认路由0.0.0.0。完全存根区域是Cisco定义的,是非标准的。

    不完全存根区域(NSAA):类似于存根区域,但是允许接收以类型7的链路状态公告发送的外部路由信息。

    OSPF中的router id

    OSPF 路由器 ID 用于唯一标识 OSPF 路由域内的每台路由器。一个路由器 ID 其实就是一个 IP 地址。Cisco 路由器按下列顺序根据下列三个条件确定路由器 ID:

    1. 使用通过 OSPF router-id 命令配置的 IP 地址。

    2. 如果未配置 router-id,则路由器会选择其所有环回接口的最高 IP 地址。

    3. 如果未配置环回接口,则路由器会选择其所有物理接口的最高活动 IP 地址。

    OSPF DR 和 BDR

    DR:designated router 指定路由器。
    BDR:backup designated router 备份指定路由器。

    在一个LAN连接中,OSPF将选举出一个路由器做为DR,再选举一个做为BDR,所有其他的和DR以及BDR相连的路由器形成完全邻接状态而且只传输LSA(链路状态通告)给DR和BDR。*

    换句话说,在一个OSPF的网络中,所有的路由器将被分为两类:指定路由器(DR/BDR)和非指定路由器(DROTHER)。所有的非指定路由器都要和指定路由器建立邻居关系,并且把自己的LAS发送给DR,而其他的OSPF路由器将不会相互之间建立邻居关系。也就是说,OSPF网络中,DR和BDR的LSDB(链路状态数据库)将会包含有整个网络的完整拓扑。|

    DR从邻居处转发更新到另外一个邻居那里。DR的主要功能就是在一个LAN内的所有路由器拥有相同的数据库,而且把完整的数据库信息发送给新加入的路由器。路由器之间还会和LAN内的其他路由器(非DR/BDR,即DROTHERs)维持一种部分邻居关系(two-way adjacency)。OSPF的邻接一旦形成以后,会交换LSA来同步LSDB,LSA将进行可靠的洪泛。

    当选举DR/BDR的时候要比较hello包中的优先级priority(设置命令route(config-if)#ip ospf cost {priority} 0~255),优先级最高的为DR,次高的为BDR。不作修改默认端口上的优先级都为1,在优先级相同的情况下比较Router ID,RID最高者为DR,次高者为BDR,当你把相应端口优先级设为0时,OSPF路由器将不能再成为DR/BDR,只能为DROTHER。

    在使用默认优先级的OSPF的DR选举中,所有的路由器之间会交换自己的ROUTER-ID来确定DR。ROUTER-ID可以手工指定。如果没有手工指定ROUTER-ID的话,那么路由器会先看自己有没有环回接口(Loopback),如果有环回接口,则使用环回接口上的IP地址作为自己的ROUTER-ID。如果没有环回接口的话,则会去比较自己所有物理接口上的IP地址,并从中选择最大的一个IP地址作为自己的ROUTER-ID来参与DR的选举。*

    DR和BDR的选举就可以用以下的方式来决定

    1如果有手工指定的ROUTER-ID,则使用该ROUTER-ID参与选举;

    2如果没有手工指定的ROUTER-ID,则看自己有没有Loopback接口,有则使用Loopback接口上的IP作为ROUTER-ID参与选举;

    3如果没有Loopback接口,则比较所有的物理接口,并使用其中最大的IP作为ROUTER-ID参与选举;

    4所有的OSPF路由器交换自己的ROUTER-ID,具有所有ROUTER-ID中最大一个的路由器将作为DR,具有次大ROUTER-ID的路由器则成为BDR。*

    选举DR/BDR规则

    当选举DR/BDR的时候要比较hello包中的优先级(priority:设置命令 route(config-if)#ip ospf cost {priority} 0~255),优先级最高的为DR,次高的为BDR.不作修改默认端口上的优先级都为1,在优先级相同的情况下比较Router ID,RID最高者为DR,次高者为BDR,当你把相应端口优先级设为0时,OSPF路由器将不能再成为DR/BDR,只能为DROTHER.

    链路状态信息的传播 (在本区域内,骨干区域0,区域有2的32次方个,所有常规区域必须和骨干区域直接相连,除非开隧道OSPF虚电路)

    DR/BDR选举完成后,DROTHER就只和DR/BDR逻辑上形成邻居关系, DROTHER组播链路状态信息LSU到ALLDOTHER地址224.0.0.6,而只有DR/BDR监听该地址。而DR组播泛洪LSU的hello包到224.0.0.5,DROTHER监听该地址,以使所有非DR/BDR的OSPF路由器跟踪其它邻居的信息。

    这样做的好处,减少OSPF网络中的链路状态更新包,减少泛洪,降低路由协议本身占用链路带宽,并有效的避免了距离矢量路由协议如RIP中的环路等问题。

    OSPF的度量值为COST

    cost=10^8/BW

    最短路径是基于接口指定代价(COST)计算

    BW:带宽

    cost值越低,说明带宽越高,代价越小,路径越短

    OSPF的包类型

    OSPF的包类型描述
    Hello包用于发现和维持邻居关系,选举DR 和BDR
    数据库描述包(DBD)用于向邻居发送摘要信息以同步链路状态数据库
    链路状态请求包(LSR)在路由器收到包含新信息的DBD后发送,用于请求更详细的信息
    链路了状态更新包(LSU)收到LSR后发送链路状态通告(LSA),一个LSU数据包可能包含几个LSA
    链路状态确认包(LSAck)确认已经收到LSU,每个LSA需要被分别确认

    OSPF邻接关系

    OSPF邻接关系的建立(7个状态)

    状态描述
    Down状态邻居状态的初始状态,是指过去的的Dead-Intterval时间内没有收敛的对方Hello,
    Init状态(初始化状态)Down状态的端口接收到Hello信息后,自动激活init状态,此时,只能接收Hello包,不能发送Hello包
    2-Way状态route系统加载完成后从Init状态进入2-Way状态。2-Way状态中既可以接收Hello包也可以发送Hello包(选举出两个最大的Router ID,但是并不会确定主从路由身份)
    ExStart状态(准启动状态)确定主从路由身份。即确定DR和BDR身份。
    Exchange状态交换DBD信息库,同时接收到后也会有LSACK包。
    Loading状态最繁忙状态,包的种类最多,有LSR,LSU(包含多个LSA),LSACK,形成的路由表
    Full 状态稳定状态开始转发数据包

    image-20200804102931534

    image-20200804103229972

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    OSPF建立邻居的条件

    1、ROUTER ID不能相同;
    2、HELLO时间必须一致;
    3、DEAD时间必须一致;
    4、区域ID必须相同;
    5、认证必须相同;
    6、STUB标志位必须相同(直连路由器特殊区域要求-致) ;
    7、三层MTU不匹配无法形成邻接关系(一 边是EXSTART,-
    边是EXCHANGE)
    
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  • 内部网关协议 RIP

    千次阅读 2018-12-30 17:52:19
    简介RIP协议的工作原理,介绍距离向量算法,以及RIP2报文。

    紫色代表一级目录
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    橙色代表说明

    内部网关协议 RIP
      工作原理
        路由信息协议 RIP (Routing Information Protocol) 是内部网关协议 IGP 中最先得到广泛使用的协议。
        RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。
        RIP 协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录。
      “距离”的定义
        从一个路由器到直接连接的网络的距离定义为 1。
        从一个路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经过的路由器数加 1。
        RIP 协议中的“距离”也称为“跳数”(hop count),因为每经过一个路由器,跳数就加 1。
        这里的“距离”实际上指的是“最短距离”
        RIP 认为一个好的路由就是它通过的路由器的数目少,即“距离短”
        RIP 允许一条路径最多只能包含 15 个路由器。
        “距离”的最大值为 16 时即相当于不可达。可见 RIP 只适用于小型互联网。
        RIP 不能在两个网络之间同时使用多条路由。
        RIP 选择一个具有最少路由器的路由(即最短路由),哪怕还存在另一条高速(低时延)但路由器较多的路由。 (选择最短路由
      RIP 协议的三个特点
        仅和相邻路由器交换信息。
        交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息,即自己的路由表。
        按固定的时间间隔交换路由信息,例如,每隔 30 秒。当网络拓扑发生变化时,路由器也及时向相邻路由器通告拓扑变化后的路由信息。
      路由表的建立
        路由器在刚刚开始工作时,只知道到直接连接的网络的距离(此距离定义为 1)。它的路由表是空的
        以后,每一个路由器也只和数目非常有限的相邻路由器交换并更新路由信息。
        经过若干次更新后,所有的路由器最终都会知道到达本自治系统中任何一个网络的最短距离和下一跳路由器的地址。
        RIP 协议的收敛 (convergence) 过程较快。“收敛”就是在自治系统中所有的结点都得到正确的路由选择信息的过程。
      距离向量算法
        在这里插入图片描述
        距离向量算法的基础就是 Bellman-Ford 算法(或 Ford-Fulkerson 算法)。
        这种算法的要点是这样的:
          设X是结点 A 到 B 的最短路径上的一个结点。
    若把路径 A→B 拆成两段路径 A→X 和 X→B,则每一段路径 A→X 和 X→B 也都分别是结点 A 到 X 和结点 X 到 B 的最短路径。
      路由器之间交换信息与路由表更新
        RIP 协议让互联网中的所有路由器都和自己的相邻路由器不断交换路由信息,并不断更新其路由表,使得从每一个路由器到每一个目的网络的路由都是最短的(即跳数最少)。
        虽然所有的路由器最终都拥有了整个自治系统的全局路由信息,但由于每一个路由器的位置不同,它们的路由表当然也应当是不同的。
        
      RIP2 协议的报文格式
        在这里插入图片描述
        RIP2 报文
          RIP2 报文由首部路由部分组成。
          RIP2 报文中的路由部分由若干个路由信息组成。每个路由信息需要用 20 个字节。地址族标识符(又称为地址类别)字段用来标志所使用的地址协议。
          路由标记填入自治系统的号码,这是考虑使 RIP 有可能收到本自治系统以外的路由选择信息。
          再后面指出某个网络地址、该网络的子网掩码、下一跳路由器地址以及到此网络的距离。
          一个 RIP 报文最多可包括 25 个路由,因而 RIP 报文的最大长度是 4 + 20 * 25 = 504 字节。若超过,必须再用一个 RIP 报文来传送。
          RIP2 具有简单的鉴别功能。
            若使用鉴别功能,则将原来写入第一个路由信息(20 个字节)的位置用作鉴别。
            在鉴别数据之后才写入路由信息,但这时最多只能再放入 24 个路由信息。
          若使用鉴别功能,原先能传输25个路由,现在只能传输24个路由,原因是第一个路由用作鉴别
      好消息传播得快,坏消息传播得慢
        RIP 协议特点:好消息传播得快,坏消息传播得慢。
        RIP 存在的一个问题:当网络出现故障时,要经过比较长的时间 (例如数分钟) 才能将此信息传送到所有的路由器。
      RIP 协议的优缺点
        优点:
          实现简单,开销较小。
        缺点:
          RIP 限制了网络的规模,它能使用的最大距离为 15(16 表示不可达)。
          路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表,因而随着网络规模的扩大,开销也就增加。
          “坏消息传播得慢”,使更新过程的收敛时间过长。

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