动态路由协议(RIP、EIGRP、OSPF).doc

动态路由选择协议
（RIP、EIGRP、OSPF）

² 基本概念：
u 自治系统（AS）：在同一个AS中的所有路由器共享相同的路由表信息。
u 管理距离（AD）：用来衡量路由选择信息的可信度，不同的路由选择协议具有不同的管理距离。0—255的整数，0是最可信的，255则意味着不会使用此路由。
u 度量值：度量值代表距离。它们用来在寻找路由时确定最优路由。每一种路由算法在产生路由表时，会为每一条通过网络的路径产生一个数值（度量值），最小的值表示最优路径。度量值的计算可以只考虑路径的一个特性，但更复杂的度量值是综合了路径的多个特性产生的。
u CIDR（无类别域间路由选择）：它是将好几个IP网络结合在一起，使用一种无类别的域际路由选择算法，可以减少由核心路由器运载的路由选择信息的数量。
u VLSM　(可变长子网掩码)：对同一个主类网络下的不同子网指定不同子网掩码的功能。
u 不连续的网络：将两个或更多的有类网络的子网，通过不同的有类网络连接在一起的网络。
u 自动汇总（auto-summary）：通告路由时自动的将子网汇总成有类网段再通告。
u 动态路由选择协议的分类：
第一种分类：
1. 内部网关协议（IGP）：用于同一个自治系统（AS）中的路由器之间交换路由选择信息。如：RIP、EIGRP、OSPF等。
2. 外部网关协议（EGP）：用于在AS之间通信。如：BGP等。
第二种分类：
1. 距离矢量协议：通过判断距离查找最佳路径，数据包每通过一台路由器，称为一跳。跳数最少被认为是最佳路由。如：RIP、IGRP等。
2. 链路状态协议：也称为最短路径优先协议，将创建3个独立的表（邻居表、拓扑表、路由选择表）。如：OSPF等。
3. 混合型：是距离矢量协议和链路状态协议的结合体。如：EIGRP等。

² 距离矢量路由选择协议
u 距离矢量路由选择协议：距离矢量路由选择算法发送完整的路由表到相邻的路由器，相邻的路由器会将接收到的路由表与自己原有的路由表进行组合，以完善自己的路由表。
u 路由环路：由于每台路由器不能同时或接近同时地完成路由表的更新。
u 最大跳计数：RIP允许最大的跳数为15，所以16被认为是不可达的。
u 水平分割：为避免路由环路，使路由器不能向接收路由更新的方向去发送同一个路由更新。
u 路由中毒：将不可达网络度量值置为无穷大（如RIP中设置跳数为16--在RIP中最大跳数为15，16意味着无穷大)，并由该表项来引发一个路由中毒，而不是马上从路由表中删掉这条路由信息。中毒路由被发给邻居路由器以通知这条路径失效，其他路由器到收到一个路由中毒后发送一个毒性逆转。
u 保持关闭：阻止定期的更新消息去恢复一个不断开闭的路由。
Ø RIP（路由信息协议）
u RIP是一个真正的距离矢量路由选择协议。
u RIP只使用跳计数来决定最佳路径。
u RIP可以对多达6个相同开销的链路实现负载均衡（默认为4个，只支持等价的负载均衡）。
u 使用RIP的一个问题就是它的缓慢汇聚时间。
u RIP的定时器：
1. 路由更新计时器（30秒）：。每隔30秒就发送一次自己完整的路由表到所有启用RIP的接口
2. 路由无效计时器（180秒）：如果某条路由在180秒内没有收到更新，这条路由将被标记为16条，被认定为无效路由。
3. 路由抑制计时器（180秒）：为防止路由抖动，当收到某条路由不可达的更新信息时，此条路由进入无效状态，这个状态一直持续到一个带有更好度量的更新或抑制计时器到期，路由器才接收有关这条路由的更新信息。
4. 路由刷新计时器（240秒）：如果某条路由被认定为无效路由后，60秒内还没有收到更新，则这条路由从路由表中删除。
u RIP v1：
1. 属于有类路由协议，发送路由更新时不携带子网掩码。
2. 发送路由更新时，目标地址为广播地址：255.255.255.255
3. 不支持不连续网络。
4. 不支持VLSM。
u RIP v2：
1. 属于无类路由协议，发送路由更新时携带子网掩码。
2. 发送路由更新时，目标地址为组播地址：224.0.0.9
3. 支持不连续的网络。
4. 支持VLSM。
u 实验：

R1
r1(config)#router rip
r1(config-router)#network 1.0.0.0
r1(config-router)#network 192.168.1.0
r1#debug ip rip（开启RIP的debug信息）
r1#un all（关闭所有的debug信息）
r1(config)#int s0/0
r1(config-if)#no ip split-horizon（关闭s0/0的水平分割）
r1#show ip protocols（查看路由器当前运行的路由协议的信息）
r1(config)#router rip
r1(config-router)#maximum-paths 6（修改RIP最大的负载均衡数）
r1(config)#router rip
r1(config-router)#version 2（设定RIP为版本2）
r1(config-router)#no auto-summary（关闭RIP的自动汇总）
r1#clear ip route *（清空路由表）
r1(config)#int s0/0
r1(config-if)#ip rip receive version 1 2
（设置s0/0同时可以接收RIP v1 和RIP v2的路由更新包）
r1(config-if)#ip rip send version 1 2
（设置s0/0同时可以发送RIP v1 和RIP v2的路由更新包）
r1#show ip route 192.168.2.0
R2
r2(config)#router rip
r2(config-router)#network 192.168.1.0
r2(config-router)#network 192.168.2.0
r2(config-router)#network 2.2.2.0
（因为RIP v1是有类路由，所以系统默认为2.0.0.0）
R3
r3(config)#router rip
r3(config-router)#network 192.168.2.0
r3(config-router)#network 3.3.3.3
Ø EIGRP（增强型内部网关路由选择协议）
u EIGRP是一个Cisco的专用协议。
u EIGRP是一个无类、增强的距离矢量路由选择协议，有时EIGRP也被称为是混合型路由选择协议。
u EIGRP的最大跳计数为255（其默认设置为100）。
u EIGRP的特性：
1. 无类的路由协议。
2. 支持VLSM/CIDR。
3. 支持汇总和不连续的网络。
4. 有效的邻居发现。
5. 基于可靠传输协议（RTP）的通信。
6. 基于弥散更新算法（DUAL）的最佳路径选择
u 邻居发现：
l 在EIGRP路由器彼此交换路由之前，它们必须是邻居。建立邻居关系必须要满足三个条件：
1. 收到Hello或ACK
2. 具有匹配的AS号
3. 具有相同的度量（K值）
l 为维持这一邻居关系，EIGRP路由器必须持续地从它们邻居那里接收Hello消息。
l 隶属于不同自治系统（AS）的EIGRP路由器不会自动共享路由信息。
l 当EIGRP路由器刚建立邻居关系时，EIGRP需要通报它的整个路由表，这也是唯一需要通报整个路由表更新之处，在它们都已经了解其邻居的路由之后，它们只传播路由表变化的部分。
u EIGRP术语：
l 通告距离（AD）：由邻居报告的到达远程网络的度量。
l 可行距离（FD）：本地到达远程网络的度量。（FD=本地到邻居的度量+AD）
l 继任者（successor）：又称继任路由，是到达远程网络的最佳路由。
l 可行的继任者（Feasible successor）：又称可行性后继路由，通报的度量比可行距离差一些，但满足FC。EIGRP的拓扑表中最多保持6个可行的继任者。
l 可行条件（FC）：邻居宣告到达目标网络的的距离（AD）小于本地路由器到达目标网络的FD。（AD < FD => FC=ture）
u EIGRP的三张表：三张表都保存在RAM中，
1. 邻居表：保存邻居的状态信息，如邻居的地址和接口等信息，通过Hello包进行管理。
2. 拓扑表：保存从邻居那接收到的路由通告，列出的所有继任者和可行的继任者。
3. 路由表：根据拓扑表得出的当前最优的路径。
u 可靠传输协议（RTP）：用来管理EIGRP路由器间的消息通信。EIGRP使用组播地址:224.0.0.10,如果没有从某个邻居那里得到应答，它将使用单播来重发同样的数据。如果16次单播尝试后，仍然没有回应，则此邻居将被宣告消失。人们常将这个过程称为可靠组播。
u EIGRP的度量：默认情况只使用带宽和延迟。
1. 带宽
2. 延迟
3. 负载
4. 可靠性
5. MTU（最大传输单元）
u EIGRP可以支持最多6条等价或不等价链路的（平衡或不平衡的）负载均衡，默认为4条。
u EIGRP Packets：
1. Hello 建立邻居关系
2. Update 发送路由更新信息（需要ACK确认）
3. Query 向邻居发送的请求查询信息（需要ACK确认）
4. Reply 用来响应Query的信息（需要ACK确认）
5. ACK 确认一个可靠的报文
u 实验：

R1
r1(config)#router eigrp 100
r1(config-router)#network 0.0.0.0 255.255.255.255（通告所网段）
r1(config)#int s0/0
r1(config-if)#ip summary-address eigrp 100 172.16.0.0 255.255.252.0
（手动汇总172.16.1.0/2.0/3.0，再进行通告）
r1(config)#router eigrp 100
r1(config-router)#maximum-paths 6（设置EIGRP负载均衡的最大数）
r1(config-router)#metric maximum-hops 255（设置EIGRP的最大跳数）
r1(config-router)#metric weights 0 1 2 3 4 5（设置EIGRP的K值）
r1(config-router)#variance 2
（Variance值默认为1，如要设置EIGRP进行非等价负载均衡，就必须设置Variance的值。继任者的FD*Variance的值 >或= 可行继任者的FD，则此可行继任者将被放到路由表中做负载均衡）
r1#clear ip eigrp neighbors（清空EIGRP的邻居表）
R2
r2(config)#router eigrp 100
r2(config-router)#network 0.0.0.0 0.0.0.0（通告所网段）
R3
r3(config)#router eigrp 100
r3(config-router)#network 0.0.0.0（通告所网段）
Ø OSPF（开放式最短路径优先）
u OSPF的特性：
1. 由地区和自治系统组成
2. 最小化的路由更新流量
3. 支持VLSM/CIDR
4. 无跳数限制
5. 是一个开放的链路状态路由协议
u 区域：OSPF将大型的网络分割成一些小的被称为区域的小网络。
l 划分区域的原因：
1. 减少路由选择的开销
2. 加速汇聚
3. 缩小网络的不稳定性
l 区域的划分：
1. 骨干区域（Area 0 必需有）
2. 非骨干区域：
1) 标准区域
2) 末节区域
3) 完全末节区域
4) NSSA区域
u OSPF路由器类型：
1. 骨干路由器（BR）
2. 区域边界路由器（ABR）
3. 自治系统边界路由器（ASBR）
4. 内部路由器（IR）
u OSPF术语：
l Router ID：用来标识此路由器的名字。
1. RID的格式是一个IP地址
2. RID的选择规则：
1) 首先从Loopback口中选最高的IP地址作为RID。
2) 如果没有Loopback口，则选择所有激活的物理接口中最高的IP地址作为RID。
3) 也可手动的自定义RID。
l 邻居：直接相连的两台路由器。
l 邻接：两台OSPF路由器已通过Hello协议建立起邻接关系，两台路由器允许直接交换路由更新数据。并不是所有的邻居都可以成为邻接。
l Hello协议：动态地发现邻居，并维护邻居关系。Hello数据包和链路状态通告（LSA）建立并维护着拓扑数据库。组播地址：224.0.0.5
l 链路状态通告（LSA）：包含链路状态信息和路由信息。OSPF只与已建立了邻接关系的路由器交换LSA数据包。
u OSPF的三张表：
1. 邻接关系数据库：记录已建立邻接关系的路由器列表，包含邻接的RID和状态。
2. 拓扑数据库（LSDB）：存放所有从邻接更新过来的LSA信息。
3. 路由表：记录到达某网段的最佳路径。