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  • 动态路由是与静态路由相对的一个概念,指路由器能够根据路由器之间的交换的特定路由信息自动地建立自己的路由表,并且能够根据链路和节点的变化适时地进行自动调整。当网络中节点或节点间的链路发生故障,或存在其它...

    前言

    动态路由是与静态路由相对的一个概念,指路由器能够根据路由器之间的交换的特定路由信息自动地建立自己的路由表,并且能够根据链路和节点的变化适时地进行自动调整。当网络中节点或节点间的链路发生故障,或存在其它可用路由时,动态路由可以自行选择最佳的可用路由并继续转发报文。

    一:动态路由

    动态路由是指路由器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。

    1.1:动态路由协议基础

    1.1.1:动态路由:

    基于某种路由协议实现

    1.1.2:动态路由特点:

    (1)优点:减少了管理任务

    (2)缺点:占用了网络带宽

    1.2:动态路由协议

    1.2.1:.动态路由协议概述

    路由器之间用来交换信息的语言

    1.2.2:度量值

    度量值是用来衡量路径优劣的参数

    跳数:一个路由器就是一条,跳数越小越好。

    带宽:用来标识信号传输的数据传输能力、标识单位时间内通过链路的数据量、标识显示器的显示能力。

    负载:承载的传输数据量。

    时延:指一个报文或分组从一个网络的一端传送到另一个端所需要的时间

    可靠性:数据传输的稳定性和效率。

    成本:带宽越高,路径成本越低。

    1.2.3:收敛概念

    使所有路由表都达到一致状态的过程。

    1.2.4:静态路由和动态路由的比较

    网络中静态路由和动态路由互相补充。静态路由的优先级高于动态路由。

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    1.3:动态路由协议分类

    按照路由执行的算法分类。

    1.3.1:距离矢量路由协议:RIP , IGRP

    依据从源网络到目标网络所经过的路由器的个数选择路由。

    1.3.2:链路状态路由协议:OSPF , IS-IS

    综合考虑从源网络到目标网络的各条路径的情况选择路由。

    二:RIP路由协议工作原理

    2.1:RIP路由协议工作原理

    2.1.1:RIP是距离-矢量路由选择协议
    2.1.2:RIP的基本概念:

    1.定期更新:每过一段时间就会探测里面网段的变化

    2.邻居:邻居发现机制。传输都是通过邻居传输的。

    3.广播更新:RIP v1版本使用广播更新。

    4.全路由表更新:看路由表,差哪些就把哪些更新上去。

    2.1.3:路由表的形成原理

    结合每一步图片对应查看。

    第一步:路由器学习到直连路由的网段。

    直连网段会直接被路由检测到,并添加到路由表中。

    第二步:更新周期30s到时,路由器会向邻居发送路由表。

    更新周期30s到时间后,路由器会向邻居路由发送自己已经拥有的网段,邻居路由接收到数据后,和自己的路由表比较,将没有的网段添加到自己的路由表中。

    向邻居发送路由表的过程:

    1:R1将第一步就建立好的路由表:10.0.0.0 和 20.0.0.0发送给邻居R2,R2接收到后,将自己没有的10.0.0.0 网段添加到自己的路由表中。

    2:R2将第一步就建立好的路由表:20.0.0.0 和 30.0.0.0发送给邻居R1 和 R3。

    R1 和 R3接收到后:R1 将自己没有的 30.0.0.0 网段添加到自己的路由表中。R3 将自己没有的 20.0.0.0网段添加到自己的路由表中。

    3:R3将第一步就建立好的路由表:30.0.0.0 和 40.0.0.0发送给邻居R2,R2接收到后,将自己没有的40.0.0.0 网段添加到自己的路由表中。

    第三步:再过30s,第二个更新周期到了,再次发送路由表。

    第二个更新周期30s到时间后,路由器会向邻居路由发送自己已经拥有的网段,邻居路由接收到数据后,和自己的路由表比较,将没有的网段添加到自己的路由表中。

    向邻居发送路由表的过程:

    1:R1将第二步建立好的路由表:10.0.0.0 , 20.0.0.0 ,和30.0.0.0 发送给邻居R2,R2接收到后,发现数据自己都有了,便不进行更新。

    2:R2将第二步建立好的路由表:20.0.0.0 , 30.0.0.0 ,10.0.0.0 和 40.0.0.0 发送给邻居R1 和 R3。

    R1 和 R3接收到后:R1 将自己没有的 40.0.0.0 网段添加到自己的路由表中。R3 将自己没有的 10.0.0.0网段添加到自己的路由表中。

    3:R3将第二步建立好的路由表:30.0.0.0 , 40.0.0.0 和 20.0.0.0 发送给邻居R2,R2接收到后,发现数据自己都有了,便不进行更新。

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    2.1.4:RIP的度量值与更新时间

    1.RIP度量值为跳数:最大跳数15跳,16跳为不可达。

    2.RIP更新时间:每隔30s发送路由更新消息,UDP520端口

    3.RIP路由更新消息:发送整个路由表信息

    2.1.5:水平分割

    1.路由环路的产生(看图)

    原本三个路由器的路由表都记录了所有网段,此时突然R3的40网段坏了,R3将40网段的跳数设为16。即标记为不可达。
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    2.执行水平分割可以阻止路由环路的发生

    从一个接口学习到路由信息,不再从这个接口发送出去。

    同时也能减少路由更新信息占用的链路带宽资源。

    2.2:RIP路由协议的配置和验证

    模式 命令 目的
    全局模式:Router(config)# router rip 启动RIP进程
    全局模式:Router(config-router)# nnetwork network-number 宣告主网络号
    特权模式:Router# sshow ip route 查看路由表
    特权模式:Router# show ip protocols 查看路由协议的配置
    RIP的配置和验证
    Router(config)#router rip   启动RIP进程
    Router(config-router)#network network-number  宣告主网络号
    Router#show ip router  查看路由表
    Router#show ip protocols  查看路由协议的配置
    

    管理距离:路由协议的可信任度,数值越小,信任度越高。

    2.3:RIP路由协议V1 与 V2

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    2.4:RIP V2的配置

    Router(config)#router rip
    Router(config-router)#version 2  启动版本v2
    Router(config-router)#no auto-summary   关闭RIP v2的路由自动汇总
    
    

    三:动态路由实验

    3.1:实验环境与配置

    GNS3软件

    三台初始化状态路由器,路由器需要添加磁盘空间。

    两台主机

    自定义各个接口IP地址

    3.2:实验目的

    通过动态路由RIP协议实现不同网段的两台主机实现互联互通。

    3.3:实验过程

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    3.4:总结

    1.使用路由器时,路由器的磁盘空间需要设置,否则路由器没有空间记录路由表。

    2.接口IP设置完成后,需要no shutdown(开启端口)。

    3.使用RIP版本2(缩写 ve 2)进行实验,需要关闭自动路由汇总功能(缩写no au)。

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  • 本章目录概述一、OSPF的报文类型二、ospf工作原理 概述 本章主要介绍OSPF的五种报文类型和建立邻居关系的过程,没有详细介绍关于ospf里的一些基础内容。 一、OSPF的报文类型 Hello报文是用来打招呼用的,用来发现、...

    概述

    本章主要介绍OSPF的五种报文类型和建立邻居关系的过程,没有详细介绍关于ospf里的一些基础内容。

    一、OSPF的报文类型

    Hello报文是用来打招呼用的,用来发现、建立邻居关系,也会周期性的发送此报文去维持邻居关系。
    DBD报文也是在ospf路由器之间建立full全毗邻关系是交互的一个信息,它是LSA链路状态通告(ospf路由器通过LSA去了解整个网络拓扑)的摘要信息,就像我们在认识朋友时,先了解个大概初步认识,之后在深入了解。
    LSR报文当ospf路由器对DBD中的一些摘要信息感兴趣时,它就会发LSR报文去请求更详细的LSA信息。
    LSU报文包含完整的LSA
    LSAck是一种确认报文,对LSU中的LSA的确认,保证LSA可靠传输的一种机制。
    在这里插入图片描述

    二、ospf工作原理

    刚开始路由器A和路由器B互不认识,后他们都会发送hello报文去发现邻居,当他们收到对方的hello数据包后,认为建立了初步的邻居关系;
    建立初步的邻居关系之后,它们就开始发送DBD包,包含router ID、area ID等信息,可以理解成相亲时我们告诉对方我们在哪工作是否有房等基本信息;
    收到基本信息之后,它们互相再发送LSR请求报文去请求对方自己感兴趣的更加详细的信息;
    之后发送包含完整信息的LSU对LSR回应
    当记录同步好LSA信息到链路状态数据库中后,便建立完FULL邻居关系
    在这里插入图片描述

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  • OSPF动态路由协议基本工作原理

    千次阅读 2011-04-21 10:26:00
    随着Internet技术在全球范围内的飞速发展,IP网络作为一种最有前景的网络技术...本文在分析OSPF动态路由协议基本工作原理的基础上,提出了Dijkstra算法和OSPF路由表计算的实现方法。 <br /> 目前应用较多的

    随着Internet技术在全球范围内的飞速发展,IP网络作为一种最有前景的网络技术,受到了人们的普遍关注。而作为IP网络生存、运作、组织的核心——IP路由技术提供了解决IP网络动态可变性、实时性、QoS等关键技术的一种可能。在众多的路由技术中,OSPF协议已成为目前Internet广域网和Intranet企业网采用最多、应用最广泛的路由技术之一。本文在分析OSPF动态路由协议基本工作原理的基础上,提出了Dijkstra算法和OSPF路由表计算的实现方法。
     
      目前应用较多的路由协议有RIP和OSPF,它们同属于内部网关协议,但RIP基于距离矢量算法,而OSPF基于链路状态的最短路径优先算法。它们在网络中利用的传输技术也不同。
     
      RIP是利用UDP的520号端口进行传输,实现中利用套接口编程,而OSPF则直接在IP上进行传输,它的协议号为89.在RIP当中,所有的路由都由跳数来描述,到达目的地的路由最大不超过16跳,且只保留唯一的一条路由,这就限制了RIP的服务半径,即其只适用于小型的简单网络。同时,运行RIP的路由器需要定期地(一般30s)将自己的路由表广播到网络当中,达到对网络拓扑的聚合,这样不但聚合的速度慢而且极容易引起广播风暴、累加到无穷、路由环致命等问题。为此,OSPF应运而生。OSPF是基于链路状态的路由协议,它克服了RIP的许多缺陷:
     
      第一,OSPF不再采用跳数的概念,而是根据接口的吞吐率、拥塞状况、往返时间、可靠性等实际链路的负载能力定出路由的代价,同时选择最短、最优路由并允许保持到达同一目标地址的多条路由,从而平衡网络负荷;
     
      第二,OSPF支持不同服务类型的不同代价,从而实现不同QoS的路由服务;
     
      第三,OSPF路由器不再交换路由表,而是同步各路由器对网络状态的认识,即链路状态数据库,然后通过Dijkstra最短路径算法计算出网络中各目的地址的最优路由。这样OSPF路由器间不需要定期地交换大量数据,而只是保持着一种连接,一旦有链路状态发生变化时,才通过组播方式对这一变化做出反应,这样不但减轻了不参与系统的负荷而且达到了对网络拓扑的快速聚会。而这些正是OSPF强大生命力和应用潜力的根本所在。
     
      一、OSPF工作原理分析
     
      OSPF是一种分层次的路由协议,其层次中最大的实体是AS(自治系统),即遵循共同路由策略管理下的一部分网络实体。在每个AS中,将网络划分为不同的区域。每个区域都有自己特定的标识号。对于主干(backbone)区域,负责在区域之间分发链路状态信息。这种分层次的网络结构是根据OSPF的实际提出来的。当网络中自治系统非常大时,网络拓扑数据库的内容就更多,所以如果不分层次的话,一方面容易造成数据库溢出,另一方面当网络中某一链路状态发生变化时,会引起整个网络中每个节点都重新计算一遍自己的路由表,既浪费资源与时间,又会影响路由协议的性能(如聚合速度、稳定性、灵活性等)。因此,需要把自治系统划分为多个域,每个域内部维持本域一张唯一的拓扑结构图,且各域根据自己的拓扑图各自计算路由,域边界路由器把各个域的内部路由总结后在域间扩散。这样,当网络中的某条链路状态发生变化时,此链路所在的域中的每个路由器重新计算本域路由表,而其它域中路由器只需修改其路由表中的相应条目而无须重新计算整个路由表,节省了计算路由表的时间。
     
      OSPF由两个互相关联的主要部分组成:“呼叫”协议和“可靠泛洪”机制。呼叫协议检测邻居并维护邻接关系,可靠泛洪算法可以确保统一域中的所有的OSPF路由器始终具有一致的链路状态数据库,而该数据库构成了对域的网络拓扑和链路状态的映射。链路状态数据库中每个条目称为LSA(链路状态通告),共有5种不同类型的LSA,路由器间交换信息时就是交换这些LSA.每个路由器都维护一个用于跟踪网络链路状态的数据库,然后各路由器的路由选择就是基于链路状态,通过Dijkastra算法建立起来最短路径树,用该树跟踪系统中的每个目标的最短路径。最后再通过计算域间路由、自治系统外部路由确定完整的路由表。与此同时,OSPF动态监视网络状态,一旦发生变化则迅速扩散达到对网络拓扑的快速聚合,从而确定出新的网络路由表。
     
      OSPF的设计实现要涉及到指定路由器、备份指定路由器的选举、协议包的接收、发送、泛洪机制、路由表计算等一系列问题。本文仅就Dijkstra算法与路由表的计算进行讨论。
     
      二、Dijkstra算法
     
      Dijkstra算法是路由表计算的依据,通过Dijkstra算法可以得到有关网络节点的最短路径树,然后由最短路径优先树得到路由表。
     
      1.Dijkstra算法的描述如下:
     
      (1)初始化集合E,使之只包含源节点S,并初始化集合R,使之包含所有其它节点。初始化路径列O,使其包含一段从S起始的路径。这些路径的长度值等于相应链路的量度值,并以递增顺序排列列表O.
     
      (2)若列表O为空,或者O中第1个路径长度为无穷大,则将R中所有剩余节点标注为不可达,并终止算法。
     
      (3)首先寻找列表O中的最短路径P,从O中删除P.设V为P的最终节点。若V已在集合E中,继续执行步骤2.否则,P为通往V的最短路径。将V从R移至E.
     
      (4)建立一个与P相连并从V开始的所有链路构成的侯选路径集合。这些路径的长度是P的长度加上与P相连的长度。将这些新的链路插入有序表O中,并放置在其长度所对应的等级上。继续执行步骤2.
     
      2.Dijkstra算法举例:
     
      下面我们以路由器A为例,来说明最短路径树的建立过程:
     
      (1)路由器A找到了路由器B、C,将它们列入候选列表{B:1;C:2}.
     
      (2)从候选列表中找出最小代价项B,将B加入最短路径树并从候选列表中删除。接着从B开始寻找,找到了D,将其放入候选列表{C:2;D:2}.
     
      (3)从列表中找出C,再由C又找到了D.但此时D的代价为4,所以不再加入候选列表。最后将D加入到最短路径树。此时候选列表为空,完成了最短路径树的计算。
     
      三、OSPF路由表的计算与实现
     
      有关路由表的计算是OSPF的核心内容,它是动态生成路由器内核路由表的基础。在路由表条目中,应包括有目标地址、目标地址类型、链路的代价、链路的存活时间、链路的类型以及下一跳等内容。关于整个计算的过程,主要由以下五个步骤来完成:
     
      (1)保存当前路由表,当前存在的路由表为无效的,必须从头开始重新建立路由表;
     
      (2)域内路由的计算,通过Dijkstra算法建立最短路径树,从而计算域内路由;
     
      (3)域间路由的计算,通过检查Summary-LSA来计算域间路由,若该路由器连到多个域,则只检查主干域的Summary-LSA;
     
      (4)查看Summary-LSA:在连到一个或多个传输域的域边界路由器中,通过检查该域内的Summary-LSA来检查是否有比第(2)(3)步更好的路径;
     
      (5)AS外部路由的计算,通过查看AS-External-LSA来计算目的地在AS外的路由。
     
      通过以上步骤,OSPF生成了路由表。但这里的路由表还不同于路由器中实现路由转发功能时用到的内核路由表,它只是OSPF本身的内部路由表。因此,完成上述工作后,往往还要通过路由增强功能与内核路由表交互,从而实现多种路由协议的学习。
     
      OPSF作为一种重要的内部网关协协议的普遍应用,极大地增强了网络的可扩展性和稳定性,同时也反映出了动态路由协议的强大功能。但是,在有关OSPF协议的研究、实现中尚存在一些问题,如数据库的溢出、度量的刻画、以及MTU协商等等。同时,在IPv6中,OSPFv3基于链路的处理机制、IP地址的变化、泛洪范围的增加、包格式、LSA的变化以及邻居的识别等技术都将是我们共同探讨的课题。

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  • 学习笔记:动态路由协议,距离矢量路由协议RIP(原理及配置) 1.动态路由 基于某种路由协议实现 特点: 减少了管理任务 占用了网络带宽 1.1基础 动态路由协议概述 路由器之间用来交换信息的语言 度量值 跳数...

    学习笔记:动态路由协议,距离矢量路由协议RIP(原理及配置)


    1.动态路由

    • 基于某种路由协议实现

    特点:

    • 减少了管理任务
    • 占用了网络带宽

    1.1基础

    动态路由协议概述

    • 路由器之间用来交换信息的语言

    度量值

    • 跳数、带宽、负载、时延、可靠性、成本

    收敛

    • 是所有路由表都达到一致状态的过程

    静态路由和动态路由的比较

    • 网络中静态路由和动态路由互相补充

    1.2分类

    按照路由执行的算法分类 

    • 距离矢量路由协议 

    依据从源网络到目标网络所经过的路由器的个数选择路由 

    RIP(距离矢量路由协议)、IGRP(思科私有的内部网关路由协议) 

    • 链路状态路由协议 

    综合考虑从源网络到目标网络的各条路径的情况选择路由

     OSPF(开放式最短路径优先链路状态路由协议)、IS-IS(中间系统到中间系统路由协议)

    2.RIP路由协议工作原理

    • RIP是距离-矢量路由选择协议
    •  RIP的基本概念

           定期更新 (30s)

           邻居

           广播更新

           全路由表更新

    • 路由表的形成:

    • 度量值为跳数

    最大跳数为15跳,16跳为不可达

    • RIP更新时间

    每隔30s发送路由更新消息,UDP520端口

    • RIP路由更新消息

    发送整个路由表消息

    3.RIP的配置和验证

    思考题:简述水平分割的作用?

    •       水平分割是在距离矢量路由协议中最常用的避免环路发生的解决方案之一。
    •       产生环路的一种情况是:路由器A将从路由器B学习到的路由信息又告诉给了路由器B。最终,路由器B认为通过路由器A能够到达目标网络,路由器A认为通过路由器B能够到达目标网络。路由数据包的时候,数据将在两个路由器间不停地循环,直至TTL的值为0,将此数据包丢弃。
    • 水平分割的思想就是:在路由信息传送过程中,不再把路由信息发送到接收到此路由信息的接口上。从而在一定程度上避免了环路的产生。

    启用水平分割:ip split-horizon

    禁用水平分割:no ip split-horizon

    附:上述命令在接口模式下配置。

     

    这里的配置选择v2并且关闭了路由自动汇总

     

     

     

     

     

     

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空空如也

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动态路由协议的工作原理