衡水外贸网站建设,充电网站建设方案,域名展示网站源码,学习做网站只学过c文章目录 1、路由分类2、RIP协议1#xff09;RIP的工作原理2#xff09;RIP路由表的更新过程3#xff09;RIP路由表的更新原则4#xff09;RIP的特性5#xff09;RIP协议的版本 4、IGRP协议1#xff09;IGRP路由表的更新2#xff09;IGRP的度量标准 5、OSPF协议1#x… 文章目录 1、路由分类2、RIP协议1RIP的工作原理2RIP路由表的更新过程3RIP路由表的更新原则4RIP的特性5RIP协议的版本 4、IGRP协议1IGRP路由表的更新2IGRP的度量标准 5、OSPF协议1OSPF的原理2OSPF的基本算法3OSPF成本4链路状态通告5指定路由器和备份路由器6OSPF报文和包交互7多区域OSPF8OSPF的应用特性 6、IS-IS协议7、边界网关协议BGP/BGP48、三层交换 1、路由分类
路由产生方式 直接路由路由器会自动生成本路由器激活端口所在网段的路由条目 静态路由网络管理员手工配置静态路由信息在缺省的情况下私有的不会传递给其他的路由器 简单、高效、可靠、安全保密性高 静态路由描述转发路径的方式有两种指向本地接口、指向下一跳路由器直连接口的IP地址 动态路由运行同一种路由协议的相邻路由器之间可以互相学习路由 默认路由是一种特殊的静态路由当所有已知路由信息都查不到数据包如何转发时按缺省路由的信息进行转发最长前缀匹配
2、RIP协议
RIPRouting Information Protocols路由信息协议是应用较早、使用较普遍的内部网关协议适用于小型的同类网络是典型的距离矢量协议。
RIP协议简单易用开销小管理方便RIP是基于UDP端口520的应用层协议RIP协议使用跳数进行路由度量支持的最大跳数限度为15超过15个则认为是不可达的RIP通过周期性更新将其整个路由表向所有与其直连的邻居发送维护相邻路由器的关系同时根据收到的邻居的路由表来计算自己的路由表。RIP协议采用水平分割、毒性反转、抑制定时器和触发更新等方法阻止路由环路问题RIP默认支持4条等开销即度量值相同的链路做负载均衡最大可以支持6条。通过路由自动汇总实现路由负载均衡不支持不等开销的链路做负载均衡
1RIP的工作原理
RIP启动时的初始RIP Database仅包含本路由器声明的路由RIP启动后向各个接口广播或组播一个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RIP Database形成UpdateResponse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RIP Database的Update报文形成自己的RIP DatabaseRIP的Metric以Hop为计算标准最大的有效跳数为1516跳为无穷大代表无效
2RIP路由表的更新过程
RIP以30秒为周期用Response报文广播自己的路由表收到邻居发来的Response报文后RIP计算报文中路由项的度量值比较其与本地路由表中路由项的差别然后更新自己的路由表90s没有收到邻居路由器的更新认为路由不可达路由表中的每一路由项都对应一老化定时器当路由项在180s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240秒没有更新后将其从路由表中清除
3RIP路由表的更新原则
对本路由表中已有的路由项当发送报文的网关相同时不论度量值是增大还是减少都更新该路由项对本路由表中已有的路由项当发送报文的网关不同时只在度量值减少时更新该路由项对本路由表中不存在的路由项在度量值小于16时在路由表中增加该路由项
4RIP的特性
定时发送路由更新跳数限制限制了网络规模固定度量使用跳数作为度量基本静态不适合高度动态网络收敛速度慢单个路由器30s更新一次180s路由失效等降低网络性能
5RIP协议的版本 RIP-1 有类路由协议不支持可变长子网掩码VLSM以广播的形式发送更新报文不支持认证 RIP-2 无类路由协议支持VLSM可以学习到不同子网掩码长度的子网的路由以组播的形式发送更新报文组播地址为224.0.0.9支持明文和MD5的认证增强网络的安全性
RIPv1在执行路由表查询时首先检查的是目的网络的主网络号网络从大到小。如有数据包发往10.1.0.0/16路由器会首先检查表中有无符合10.0.0.0这个A类网络的条目如果没有则丢弃并返回ICMP包如果有路由器会继续向下查询有无子网匹配。
RIPv2则相反从小到大查询网路。它会忽略目的地址的网络类型不考虑A、B、C类等在表中执行精确地按位匹配查询。它首先检查的是掩码位数最长的如果有32位掩码的路由条目则这条路径会被优先检查其次是24位、16位等等不匹配则返回ICMP包。默认路由的检查将会被放在最后。 RIPngRIP next generation 随着IPv6的出现很多相关协议需要做出相应改变以适应其128位长的地址RIPng就是由此应运而生的 RIPng与RIP-2极为相似 因此可以让RIP-2更加简单和方便地过渡到RIPng。 4、IGRP协议
IGRPInterior Gateway Routing Protocol是从RIP基础上发展而来的是Cisco专有协议。
IGRP比RIP复杂能够使用多种度量来确定到达目的地址的最佳路由负载均衡同样默认4条等开销的链路最大支持6跳并且支持不等开销的链路做负载均衡。IGRP协议适用于更大的网络分组的最大跳数为255跳默认100IGRP不支持VLSM以IGRP为基础开发的EIGRP支持VLSM
1IGRP路由表的更新
默认情况下90s通过广播发送一次路由更新270s无路由更新则认为邻居路由器不可达相关路由进入保持状态保持时间270s后删除
2IGRP的度量标准 IGRP默认使用带宽和时延度量 IGRP协议可以使用多个变量来确定一个符合度量标准使路由选择更准确适应不同的服务类型 带宽时延信道可信度信道占用率最大传输单元跳数
5、OSPF协议
OSPFOpen Shortest Path First是由IETF开发的一个基于链路状态的域内路由协议使用最短路径优先算法SPF计算路由。
在IP网络上它通过收集和传递自治系统的链路状态来动态的发现并传播路由
目前有三个版本
OSPFv1测试版本仅在实验平台使用OSPFv2目前普遍使用的版本OSPFv3提供对IPv6路由支持
1OSPF的原理 所有的路由器都维护一个链路状态数据库该数据库其实就是整个网络的拓扑结构图 一个路由器的链路状态指的是该路由器都和哪些网络或路由器相邻以及将数据发往这些网络或路由器所需的成本等 由于网路中链路状态可能经常变化OSPF让每一个链路状态都带上一个32位的序号序号越大状态就越新 OSPF规定链路状态序号增长的速率不能超过每五秒钟一次全部序号空间在600年内不会产生重复号 只要网络拓扑发生任何变化通过泛洪链路状态通告数据包LSA链路状态数据库就能很快地进行更新 OSPF的更新过程收敛得快是其重要优点之一 OSPF依靠路由器之间的频繁交换信息来建立链路状态数据库并维持数据库在全网范围内的一致性即实现链路状态数据的同步更新 OSPF直接使用IP分组传送IP分组首部的协议字段的值为89 OSPF发送的IP分组很小减少路由信息的通信量分组小的另一个优点就是传输时不会分片降低了传输出错的概率 当网络经历改变稳定后即OSPF路由协议收敛完成时所有路由器会根据其各自的链路状态信息计算出各自的路由表 当网络稳定时网络中比较安静
2OSPF的基本算法
SPF算法最短路径优先算法是OSPF路由协议的基础如Dijkstra算法
SPF算法将每一个路由器自身作为根来计算其到其他路由器的距离每个路由器根据统一的数据库计算出自治系统的拓扑结构图被称为最短路径树
3OSPF成本
OSPF使用成本/开销作为唯一的度量标准范围为1-65535成本越低代表路径越优
OSPF使用SPF算法来获得链路的成本
路由器通过累加出口接口上的成本来计算某条路径抵达目标前必须经过的一系列链路的总成本
实际中OSPF一般基于接口上的带宽值来得出成本与链路带宽成反比。Cisco的计算公式是100000000/接口带宽如一个10Mb/s以太网接口的成本为1010*8*的成本参考值可以修改。
每台OSPF路由器都在每个接口上运行成本计算公式其他路由器在使用SPF算法以寻找最短路径时将会使用所得出的值
4链路状态通告
OSPF协议使用链路状态通告LSA来为邻居提供路由选择信息LSA封装在链路状态更新LSU包中一个LSU包可以封装多个LSA。LSU又封装在IP分组中并发给源路由器的邻居。
LSA是根据链路状态的任何变化生成如链路故障和新链路的出现以及改变链路成本等的接口变化
OSPF是一种自安全的协议把重复减小到最少
定期交换Hello数据包以维持邻居消息默认30分钟才对所有LSA进行一次刷新更新只在网络发生变化时才发生
5指定路由器和备份路由器 路由器ID 路由器ID是一个32bit的无符号整数是一台路由器的唯一标识在整个自治系统内唯一 如果路由器配置了环回地址则使用环回地址作为ID存在多个环回地址时则选用最高的作为ID一般使用路由器的最高IP地址作为ID 用作路由器ID的接口不一定要运行OSPF协议 环回地址 Loopback接口是虚拟接口大多数平台都支持使用这种接口来模拟真正的接口 系统管理员在完成网络规划后会为每一台路由器创建一个loopback接口并在该接口上指定一个IP作为管理地址使用该地址实现远程登录 虚拟接口不会像物理接口那样因为各种因素的影响而导致接口被关闭该接口状态永远是UP的不能封装任何链路层协议 在广播多路访问网络如Ethernet中存在一个指定路由器DR在OSPF协议中完成以下的工作
指定路由器产生用于负责维护网段的拓扑表该表内包含在该网段上所有的路由器和链路状态信息指定路由器与所有和它处于同一个网段上的OSPF路由器建立相邻关系逻辑上处于一个网段的中心
通过Hello完成在一个网段上选择路由器ID最大的作为指定路由器ID第二大的作为备份指定路由器
在广播多路访问网络中使用指定路由器的原因
网段内可能同时连接多个路由器邻接关系复杂如果网段内所有的路由器两两建立连接关系维护这种关系会发送大量的Hello数据包占用网络带宽而且需要占用较多的路由器CPU资源 OSPF支持的网络是否需要指定路由器 广播多路访问各种局域网如Ethernet需要选举DR点对点两台路由器相连如串行链线路无需DR和BDR点对多点无需DR和BDR非广播多路访问如帧中继、X.25需要选举DR 6OSPF报文和包交互
OSPF报文类型
OSPF有五种报文类型每个OSPF包都具有OSPF数据包报头IP包头中协议字段为89代表OSPF组播地址224.0.0.5或224.0.0.6
Hello包建立邻居关系决定指定路由器和备份指定路由器数据库描述DD描述自己的数据库中已有的LSA链路状态请求LSR向对方请求LSA链路状态更新LSU向邻居发送邻居请求的LSA或是泛洪自己最新更新的LSA链路状态确认LSAck告知邻居哪些LSA已经收到以让邻居将确认收到的LSA从重传列表中删除
OSPF协议包交互
A、B分别向网络以组播的方式发送HelloA、B在接收到对方的Hello包后都把对方加入到自己的邻居列表中假定A收到B的Hello发现自己在B的邻居列表中此时A给B发送DD包B在收到A的DD包后查看自己的数据库将A发来的DD包中有而自己的数据库中没有的LSA放到B给A的邻居列表中A收到B的LSR包后给B发送LSU以让B更新自己的数据库B收到A的LSU包后进行一系列的检查决定是否更新自己的数据库并发送LSAck包同样在A给B更新数据库的同时B也给A更新A的数据库当A、B数据库完成同步之后A、B互相成为对方FULL状态的邻居
OSPF路由表更新
路由器发现网络变化后产生链路状态变更新通告向所有邻居扩散来使这个信息传播到整个网络以便所有的路由器尽快完成收敛
所谓的链路状态变更包括
检测到邻居的物理链路中断最大等待时间内没有收到对方的Hello收到邻居的链路状态更新通告通知网络变化
7多区域OSPF
单区域OSPF中随着网络规模的增大网络故障概率增加且链路状态数据库容量增加 多区域OSPF中包含一个主干区域Area0一般位于区域中心其他区域与主干区域通过物理链路或虚拟链路直接相连
多区域OSPF的优点
多区域OSPF的每一个区域都有该区域独立的链路状态数据库对于每一个区域其网络拓扑在区域外是不可见的同样在每一个区域中的路由器对于域外的其余网络结构也不了解主干区域负责在各区域之间传递路由信息通过使用多区域OSPF一个大的网络可以被划分为多个小的网络非常有利于网络的扩展 路由器类型 内部路由器IR维护一个区域内的链路状态数据库区域边界路由器ABR维护与其相连的所有区域内网络的链路状态数据库主干路由器BR至少有一个物理接口在区域0自治系统边界路由器ASBR与其他自治系统AS相连的路由器一般选择主干区域的中心路由器 多区域OSPF的路由汇总/汇聚有两种情况 区域间汇总在区域边界路由器上运行将区域内的网络进行汇总发送给其他区域外部汇总在自治系统区域边界路由器上运行将自治系统内的网络进行汇总发送给其他自治系统 路由表中的由OSPF协议生成的表项中目标网络有三种 和路由器在同一个区域内的网络O本自治系统内其他区域的网络O IA位于本自治系统外的网络O E1或O E2 多区域OSPF的设计要点
主干区域要能承受较大的网络负荷所有的区域流量都经主干区域应当配置冗余路由器和链路提高可靠性普通区域可以采用不同的配置策略尽量采用汇总来减少路由表的条目合理的进行IP规划路由器的数量限制Cisco的通用规则每个区域不超过50台路由器路由器的邻居不超过60个相邻区域不超过3个每个路由器最多为1个局域网的指定路由器或备份路由器
OSPF虚链路
多区域OSPF设计规定所有区域必须与主干区域直接相连。在实际的网络组建中会出现普通区域没有直接的链路和主干区域连接。
采用配置虚链路的方法解决虚链路也可用于区域0内的路由器无法直接相连而是通过公共区域相连接的情况 虚链路不是永久OSPF设计的一部份它仅仅是一个权宜之计一个用来解决连接问题的暂时方案
8OSPF的应用特性
适应范围OSPF支持各种规模的网络最多可支持几百台路由器具有巨大的网络直径快速收敛如果网络拓扑结构发生变化OSPF立即发送更新报文使得这一变化在自治系统中同步无自环由于OSPF通过收集到的链路状态用最小生成树算法计算路由故从算法本身保证了不会生成自环路由子网掩码对VLSM提供很好的支持区域划分允许自治系统的网络被划分为区域来管理区域间传送的路由信息被进一步抽象从而减少了占用网络带宽等值路由OSPF支持到同一目的地最多三条等值路由路由分级使用4类不同的路由按优先顺序分别是区域内路由区域间路由第一类外部路由第二类外部路由支持验证它支持给予接口的报文验证以保证计算的安全性明文或者MD5组播发送OSPF在有组播发送能力的链路层上以组播地址发送协议报文既达到了广播的作用又最大程度的减少了其他网络设备的干扰
6、IS-IS协议
中间系统到中间系统IS-IS是一种内部网关协议是电信运营商普遍采用的内部网关协议之一是一种基于链路状态算法的路由协议 IS-IS和OSPF 共同之处都是链路状态协议使用SPF算法、VLSM快速汇聚等从协议实现OSPF基于TCP/IP运行在IP层上IS-IS最早为无连接网络服务设计后来增加对IP路由的支持OSPF适合企业级网络IS-IS更适合运营商级别的网络 7、边界网关协议BGP/BGP4
外部网关协议的典型代表是边界网关协议BGP它旨在取代早期的一个外部网关协议EGP
BGP是一种用于AS间传递网络可达性信息的路径矢量协议通过在对等体间交换网络可达性信息来构建AS可达信息拓扑图。对于BGP而言整个因特网就是一个大的AS图到因特网上任一目的的路由可以通过一个AS路径来表示BGP运行于TCP上端口号为179
BGP不使用传统的内部网关协议的指标而使用基于路径、网络策略或规则集来决定路由
AS之间交换或更新网络可达信息AS路径由AS号的列表构成的序列
8、三层交换
三层交换在传统局域网交换机的基础上添加专用的路由模块实现局域网内快速路由
具有三层交换功能的交换机称为第三层交换机或路由交换机使用专用集成电路来完成路由计算速度比较快通常能达到线速即数据输出速率等于输入速率
三层交换即通常放置在LAN或WAN的核心层为本地客户提供高速的数据交换和直连路由分割广播域提高性能
MLS
Cisco交换机使用MLSMultiLayer Switching技术实现三层交换用硬件处理包交换和重写帧头提高IP路由性能
MLS的组成部分 多层交换的交换引擎MLS-SE负责处理转发和重写数据包功能的交换实体 多层路由处理器MLS-RP相当于路由器负责处理每个数据流的第一个数据包协助MLS-SE MLS-RP可以是外部的路由器也可以由三层交换机的路由交换模块来实现 多层交换协议MLSP一个轻型协议用来通过MLS-RP对MLS-SE进行初始化
MLS步骤
交换机检查目标MAC地址如果目标MAC地址是交换机MLS-SE所配置的路由器MLS-RP就开始第三层交换的处理否则这些报文在第二层被交换如果这些报文要进行第三层交换交换机将会在MLS缓存中查找目标IP地址的转发表项如果找到一个MLS表项那么报文将使用这个表项中的信息重写报文修改目标MAC地址TTL减1并重新计算校验值如果没有发现MLS表项那么此帧将被转发到MLS-RP路由器路由这个报文并将此发挥MLS-SE供它在缓存中写入一个新的转发表项按新的MAC地址转发此帧
三层交换方案通常在核心层使用三层交换机汇聚层使用二层交换机来自不同VLAN的信息流在二层交换机上汇聚通过三层交换机相连的Trunk链路在三层交换机实现路由并转发给目的主机
