动态路由协议和协议原理讲稿.ppt

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1、动态路由协议和协议原理动态路由协议和协议原理动态路由协议和协议原理动态路由协议和协议原理第一页，讲稿共四十七页哦Page2l动态路由协议是用来计算路由的，动态路由协议自动完成路由表的计算，下面主要介绍动态路由协议的感念，和一种最简单的动态路由协议RIP.第二页，讲稿共四十七页哦Page3参考资料l数通原理教材lTcp/ip协议详解卷一第三页，讲稿共四十七页哦Page4学习完此课程，您将会：了解路由协议在协议栈的位置了解路由协议的工作机制了解路由协议的分类掌握RIP路由协议第四页，讲稿共四十七页哦Page5第一章第一章第一章第一章 动态路由协议概述动态路由协议概述动态路由协议概述动态路由协议概述

2、第二章第二章 距离矢量路由协议概述距离矢量路由协议概述第三章第三章 RIP路由协议路由协议第五页，讲稿共四十七页哦Page6动态路由协议在协议栈中的位置链路层链路层物理层物理层第六页，讲稿共四十七页哦Page7路由协议的基本原理（一）l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。l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，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花费）。第七页，讲稿共四十七页哦Page8路由协议的基本原理（二）l动态路由协议是

3、做什么的？l“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，则具备了相互之间通信的基础。l“初次见面，请多关照”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。l“好久不见，近况如何”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，规定两台路由器之间的协议报文应该周期性地发送第八页，讲稿共四十七页哦Page9自治系统（）l由同一机构管理，使用同一组选路策略的路由器的集合。第九页，讲稿共四十七页哦Page10内部路由协议（

4、）内部路由协议（）lRIPlOSPFlIS-ISl、自治系统自治系统外部路由协议（）按照工作区域，路由协议可以分为IGP和EGP第十页，讲稿共四十七页哦Page11lIGP（Interiorgatewayprotocols）内部网关协议在同一个自治系统内交换路由信息IGP的主要目的是发现和计算自治域内的路由信息RIP和IS-IS都属于IGPlEGP（Exteriorgatewayprotocols）外部网关协议用于连接不同的自治系统，在不同的自治系统之间交换路由信息主要使用路由策略和路由过滤等控制路由信息在自治域间的传播应用的一个实例是BGP。第十一页，讲稿共四十七页哦Page12按寻径算法划

5、分距离矢量算法链路状态算法RIPOSPFBGPIS-IS第十二页，讲稿共四十七页哦Page13路由协议之间的互操作l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。l如果需要知道其它的路由，需要进行引入（import-route）操作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。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（如static），则作为自己已知的路由发布出去。第十三页，讲稿共四十七页哦Page14衡量路由协议的一些性能指标l正确性能够正确找到最优的路由

6、，且无自环。l快收敛当网络的拓朴结构发生变化之后，能够迅速在自治系统中作相应的路由改变。l低开销协议自身的开销（内存、CPU、网络带宽）最小。l安全性协议自身不易受攻击，有安全机制。l普适性适应各种拓朴结构和规模的网络。第十四页，讲稿共四十七页哦Page15现有路由协议的性能比较综合性能综合性能有路由环路问题有路由环路问题无路由环路问题无路由环路问题RIP1RIP2BGPOSPFIS-IS第十五页，讲稿共四十七页哦Page16第一章第一章 动态路由协议概述动态路由协议概述第二章第二章第二章第二章 距离矢量路由协议概述距离矢量路由协议概述距离矢量路由协议概述距离矢量路由协议概述第三章第三章 RI

7、P路由协议路由协议第十六页，讲稿共四十七页哦Page17距离矢量算法Routing TableRouting TableRouting TableRouting Table-路由信息其它信息ABCD第十七页，讲稿共四十七页哦距离矢量l距离矢量路由协议基于贝尔曼福特算法1、使用D-V算法的路由器通常以一定的时间间隔向相邻的路由器发送他们完整的路由表。2、接收到路由表的邻居路由器将收到的路由表和自己的路由表进行比较，新的路由或到已知网络但开销（Metric）更小的路由都被加入到路由表中。3、相邻路由器然后再继续向外广播它自己的路由表（包括更新后的路由）。距离矢量路由器关心的是到目的网段的距离（Me

8、tric）和矢量（方向，从哪个接口转发数据）。在发送数据前，路由协议计算到目的网段的Metric；在收到邻居路由器通告的路由时，将学到的网段信息和收到此网段信息的接口关联起来，以后有数据要转发到这个网段就使用这个关联的接口。Page18第十八页，讲稿共四十七页哦Page19距离矢量协议路由发现RoutingTable目标网络下一跳N1R3N2R4N3R5RoutingTable目标网络下一跳N4R6RoutingTable目标网络下一跳N1R3N2R4N3R5N4R2路由交换RoutingTable目标网络下一跳N1R1N2R1N3R1N4R6R1R2R1R2第十九页，讲稿共四十七页哦距离矢量

9、l优点：配置简单，占用较少的内存和CPU处理时间。缺点：扩展性较差，比如RIP最大跳数不能超过16跳。Page20第二十页，讲稿共四十七页哦Page21距离矢量协议拓朴变化拓朴变化引起路由表的更新更新路由表向路由器A传送更新的路由表更新路由表AB第二十一页，讲稿共四十七页哦Page22路由环路RoutingTable目标网络接口花费11.1.0.0E0011.2.0.0S0011.3.0.0S0111.4.0.0.S04RoutingTable目标网络接口花费11.3.0.0s0011.4.0.0s0211.2.0.0s0111.1.0.0s02RoutingTable目标网络接口花费11.2

10、.0.0S0011.3.0.0s1011.4.0.0s0311.1.0.0s01E0S0S0S1S0E011.1.0.011.2.0.011.3.0.011.4.0.0ABC第二十二页，讲稿共四十七页哦在网络11.4.0.0发生故障之前，所有的路由器都具有正确一致的路由表，网络是收敛的。在本例中，路径开销用跳数来计算，所以，每条链路的开销是1。路由器C与网络11.4.0.0直连，跳数为0。路由器B经过路由器C到达网络11.4.0.0，跳数为1。路由器A经过路由器B到达网络11.4.0.0，跳数为2。当网络11.4.0.0发生故障，路由器C最先收到故障信息，路由器C把网络11.4.0.0设为不可

11、达，并等待更新周期到来通告这一路由变化给相邻路由器。如果，路由器B的路由更新周期在路由器C之前到来，那么路由器C就会从路由器B那里学习到去往11.4.0.0的新路由（实际上，这一路由已经是错误路由了）。这样路由器C的路由表中就记录了一条错误路由（经过路由器B，可去往网络11.4.0.0，跳数增加到2）。路由器C学习了一条错误信息后，它会把这样的路由信息再次通告给路由器B，根据通告原则，路由器B也会更新这样一条错误路由信息，认为可以通过路由器A去往网络11.4.0.0，跳数增加到3。这样，路由器B认为可以通过路由器C去往网络11.4.0.0，路由器C认为可以通过路由器B去往网络11.4.0.0，

12、就形成了环路。Page23第二十三页，讲稿共四十七页哦Page24定义一个最大值RoutingTable目标网络接口花费11.1.0.0E0011.2.0.0S0011.3.0.0S0111.4.0.0.S016RoutingTable目标网络接口花费11.3.0.0s0011.4.0.0s01611.2.0.0s0111.1.0.0s02RoutingTable目标网络接口花费11.2.0.0S0011.3.0.0s1011.4.0.0s01611.1.0.0s01E0S0S0S1S0E011.1.0.011.2.0.011.3.0.011.4.0.0 如果如果“花费花费”为为16，则认为该

13、，则认为该路由不可达。路由不可达。ABC第二十四页，讲稿共四十七页哦Page25方案一：水平分割RoutingTable目标网络接口花费11.1.0.0E0011.2.0.0S0011.3.0.0S0111.4.0.0.S02RoutingTable目标网络接口花费11.3.0.0s0011.4.0.0s0011.2.0.0s0111.1.0.0s02RoutingTable目标网络接口花费11.2.0.0S0011.3.0.0s1011.4.0.0s0111.1.0.0s01E0S0S0S1S0E011.1.0.011.2.0.011.3.0.011.4.0.0Not sent to BNo

14、t sent to ANot sent to CNot sent to BNot sent to AABC不再把路由信息发送给接收此路由信息的接口上第二十五页，讲稿共四十七页哦Page26抑制时间后更新抑制时间后更新抑制时间后更新抑制时间后更新方案二：路由中毒和抑制时间E0S0S0S1S0E011.1.0.011.2.0.011.3.0.011.4.0.0到达到达11.4.0.0的网的网络断了络断了ABC在网络故障或接口复位时，使相应路由中毒，同时启动抑制时间，控制路由器在抑制时间内不要轻易更新自己的路由表第二十六页，讲稿共四十七页哦当网络11.4.0.0发生故障时，路由器C使自己路由表中的此

15、路由项中毒，也就是在路由表中使到达网络11.4.0.0的路径开销是无穷大（也就是不可达），同时启动抑制时间，在抑制时间结束之前的任何时刻，如果从同一相邻路由器（或同一方向）又接收到此路由可达的更新信息时，路由器就将网络标识为可达，并删除抑制时间。如果接收到其他的相邻路由器的更新信息，且新的权值比以前的权值好，则路由器就将更新路由表，接受这一更优的路由，并删除抑制时间。在抑制时间结束之前的任何时刻，如果从其他的相邻路由器接收到路径可用的更新信息时，但新的权值没有以前的权值好，则不接收此更新路由。如果在抑制时间过后，路由器仍能收到该更新路由信息，则路由器将更新路由表。Page27第二十七页，讲稿共

16、四十七页哦Page28方案三：触发更新E0S0S0S1S0E011.1.0.011.2.0.011.3.0.011.4.0.0到达到达11.4.0.0的网络的网络断了断了到达到达11.4.0.0的网的网络断了络断了到达到达11.4.0.0的网的网络断了络断了ABC不再等待更新周期到来，就立即发送路由更新信息第二十八页，讲稿共四十七页哦Page29在多路径情况下的解决方案11.4.0.0RoutingTable11.4.0.0E0Infinity设定抑制时间设定抑制时间发送触发更新信息发送触发更新信息ABCED第二十九页，讲稿共四十七页哦l在下面的例子中，路由器之间有多条路径到达对方，图中，路由

17、器A，D，E都有两条路径到达网络11.4.0.0。l当网络11.4.0.0发生故障时，会有下面的情形发生；l路由中毒当路由器B检测到网络11.4.0.0故障时，路由器B使所有连接该网络的路径中毒，使到此网络的跳数为最大数值。l设定抑制时间一旦路由器B使连接网络11.4.0.0的路径中毒，则它会设定一个抑制时间。l发送触发更新信息路由器B向路由器A、D发送触发更新信息，指出网络11.4.0.0故障。新的路由信息在其它网络间传输，使得其余路由器再重复步骤2、3。路由器A、D接收到触发更新信息以后，在抑制时间内禁止更新路径信息。接下来，路由器A和D再向路由器E发送网络11.4.0.0故障的触发更新信

18、息。l路由器接收到触发更新信息后，设定自己的抑制时间，一直处于等待状态，直到出现下面的情形：Page30第三十页，讲稿共四十七页哦抑制时间结束。出现这种情况，路由器确定网络11.4.0.0不可达。接收到网络状态改变的信息。出现这种情况，路由器更新路由表。接收到具有更好权值的路径更新信息。出现这种情况，路由器更新路由表。Page31第三十一页，讲稿共四十七页哦Page32第一章第一章 动态路由协议概述动态路由协议概述第二章第二章 距离矢量路由协议概述距离矢量路由协议概述第三章第三章第三章第三章 RIPRIP路由协议路由协议路由协议路由协议第三十二页，讲稿共四十七页哦Page33RIP（Routi

19、ngInformationProtocol）协议概述（一）lRIP是一种基于距离矢量（Distance-Vector）算法的协议，它使用跳数（HopCount）作为度量值来衡量到达目的地址的距离。l有RIP-1和RIP-2。lRIP支持：水平分割、路由中毒和触发更新。l在RIP网络中，缺省情况下，设备到与它直接相连网络的跳数为0，通过一个设备可达的网络的跳数为1，其余依此类推。也就是说，度量值等于从本网络到达目的网络间的设备数量。l为限制收敛时间，RIP规定度量值取015之间的整数，大于或等于16的跳数被定义为无穷大，即目的网络或主机不可达。由于这个限制，使得RIP不可能在大型网络中得到应用。

20、第三十三页，讲稿共四十七页哦Page34RIP协议概述(二)TCPUDPIPPPPEtherRIP第三十四页，讲稿共四十七页哦RIP协议概述(三)Page35RIP是RoutingInformationProtocol（路由信息协议）的简称。它是一种相对简单的动态路由协议，但在实际使用中有着广泛的应用。RIP是一种基于D-V算法的路由协议，它通过UDP交换路由信息，每隔30秒向外发送一次更新报文。如果路由器经过180秒没有收到来自对端的路由更新报文，则将所有来自此路由器的路由信息标志为不可达，若在其后120秒内仍未收到更新报文，就将该条路由从路由表中删除。RIP协议是最早使用的IGP之一，RI

21、P协议被设计用于使用同种技术的中小型网络，因此适应于大多数的校园网和使用速率变化不是很大的区域性网络。对于更复杂的环境，一般不使用RIP协议。第三十五页，讲稿共四十七页哦RIP初始化RIP启动时的初始路由表仅包含本路由器的一些直连接口路由。RIP协议启动后向各接口广播一个Request报文。邻居路由器的RIP协议从某接口收到Request报文后，根据自己的路由表，形成Response报文向该接口对应的网络广播。RIP接收邻居路由器回复的包含邻居路由器路由表的Response报文，形成自己的路由表。lRIP根据D-V算法的特点，将协议的参加者分为主动机和被动机两种。主动机主动向外广播路由刷新报文

22、，被动机被动地接收路由刷新报文。一般情况下，路由器则既是主动机又是被动机，即在向外广播路由刷新报文的同时，接收来自其它主动机的D-V报文，并进行路由刷新。Page36第三十六页，讲稿共四十七页哦Page37RIP路由表的初始化初始化路由表NET1NET2初始化路由表RequestResponseR1R2第三十七页，讲稿共四十七页哦Page38RIP路由表的更新（一）RIP协议有两种更新机制：一是定期更新，二是触发更定期更新定期更新”是根据设置的更新计时器定期发送RIP路由通告。该通告报文中携带了除“水平分割”机制抑制的RIP路由之外本地路由器中的所有RIP路由信息。触发更新是RIP路由器仅在有

23、路由表项发生变化时发送的RIP路由通告，仅携带仅携带本地路由表中有变化的路由信息本地路由表中有变化的路由信息。RIP路由器一旦察觉到网络变化，就尽快甚至是立即发送更新报文，而不等待更新周期结束。只要触发更新的速度足够快，就可以大大地防止“计数到无穷大”的发生，但是这一现象还是有可能发生的。第三十八页，讲稿共四十七页哦RIP更新原则l无论哪种更新方式，都要遵循下面的原则lRIP路由表的更新原则：如果更新的某路由表项在路由表中没有，则直接在路由表中添加该路由表项；如果路由表中已有相同目的网络的路由表项，且来源端口相同，那么无条件根据最新的路由信息更新其路由表；如果路由表中已有相同目的网络的路由表项

24、，但来源端口不同，则要比较它们的度量值，将度量值较小的一个作为自己的路由表项；如果路由表中已有相同目的网络的路由表项，且度量值相等，保留原来的路由表项。Page39第三十九页，讲稿共四十七页哦RIP更新原则（二）l路由表中的每一路由项都对应一老化定时器，当路由项在180秒（默认值，可以修改）内没有任何更新时，定时器超时，该路由项的度量值变为不可达（16）。l某路由项的度量值变为不可达后，以该度量值在Response报文中发布四次（120秒），之后从路由表中清除。Page40第四十页，讲稿共四十七页哦路由定期更新lRIP路由器总是会每隔30秒（默认值，可以修改）通过UDP520端口以RIP广播应

25、答方式向邻居路由器发送的一个路由更新包，包中包括了本路由器上的完整的路由表（除了被“水平分割”机制抑制的路由表项），用来向邻居路由器提供路由更新，同时用来向邻居路由器证明自己的存在。RIP的路由表中主要包括“目的网络”、“下一跳地址”和“距离”这三个字段。l如果一个路由器在180秒（默认值，可以修改）内没有收到某个邻居路由器发来的路由更新，则这个路由器就会标记该邻居路由器为不可达路由器，使这个邻居路由器处于抑制周期。当路由器处于抑制周期内，它仍然用于向前转发数据包，但网络中的其它路由器不学习到达该路由器所连网络的路由信息，除非是一条更好的到达该路由器所连网络的路由信息。但抑制周期过后，即使是差

26、的路由信息也接受。Page41第四十一页，讲稿共四十七页哦RIP-1VSRIP-2lRIP-1（即RIPversion1）是有类别路由协议它只支持以广播方式发布协议报文。RIP-1的协议报文中没有携带掩码信息，它只能识别A、B、C类这样的自然网段的路由，因此RIP-1无法支持路由聚合，也不支持不连续子网（DiscontiguousSubnet）。lRIP-2（即RIPversion2）是一种无分类路由协议（ClasslessRoutingProtocol。支持以组播方式发送更新报文，只有支持RIP-2的设备才能接收协议报文，减少资源消耗。报文中携带掩码信息，支持路由聚合Page42第四十二页，

27、讲稿共四十七页哦报文Page43第四十三页，讲稿共四十七页哦Page44RIP协议配置命令l启动RIP协议，进入RIP协议配置视图Quidwayripl在指定的网络上使能RIPQuidway-ripnetworknetwork-number|alll配置报文的定点传送（不支持广播时）Quidway-rippeerIP-addressl指定接口版本（接口模式下）ripversion1ripversion2bcast|mcast第四十四页，讲稿共四十七页哦Page45RIP协议配置命令(续)l指定接口的工作状态（接口模式下）ripworkripinputripoutputl配置RIP-2路由聚合a

28、uto-summaryl配置RIP-2报文的认证（接口模式下）ripauthentication-modesimplepasswordripauthentication-modemd5key-stringstringripauthentication-modemd5typenonstandard-compatible|usual第四十五页，讲稿共四十七页哦Page46RIP协议配置举例E0:11.1.1.1/24S0:1.1.1.1/24S0:1.1.1.2/24S1:2.1.1.2/24S0:2.1.1.1/24E0:13.1.1.1/24E0:12.1.1.1/24PPPFRRTARTBRTC第四十六页，讲稿共四十七页哦Page47显示RIP协议配置信息lQuidwaydisplayriplRIPisturningonlcheckzeroisondefault-metric:16lnopeerlnetwork:20.0.0.0l120.0.0.0lauto-summaryisonpreference:100第四十七页，讲稿共四十七页哦