07 IP路由
07IP路由
7.1路由介绍
路由器的操作
1包交换（Packet Switching）
2路径选择（Path Selection）
路由器根据路由表（Routing Table）来转发数据。
路由表中包含直连（Directly Connected）的网络条目（entry），还能够学习非直连的网络条目。
路由表的条目是由网络地址与出口的对应。
路由表中直连的网络条目由接口配置IP地址并且工作正常时自动产生。
Router#show ip route （查看路由表）
查看路由器的ARP缓存表:3640C#show ip arp
路由表中非直连网络条目需要通过管理员手工配置（静态路由）或者路由器通过路由协议学习（动态路由）到。
7.2静态路由（Static Route）
7.2.1静态路由
1 占用开销较少；适合于小型网络环境。
2 静态路由的配置
Router(config)#ip route [目标网络号] [子网掩码] [下一跳路由器接口的IP地址| 本地路由器出口的接口号]
3检查配置
Router#ping [目标IP地址]
Router#traceroute [目标IP地址]
Router#show ip route （S）
7.2.2静态默认路由（Static Default Route）
Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [下一跳路由器接口的IP地址| 本地路由器出口的接口号]
Router#ping [目标IP地址]
Router#traceroute [目标IP地址]
Router#show ip route （S*）
Stub network(末节网络):可以只使用一个静态默认路由
7.3动态路由
7.3.1路由协议（Routing Protocol）
1什么是路由协议：路由协议是被用于路由器之间去决定路径和维护路由表的。一旦路径被决定，路由器能够去路由可被路由协议。
2路由协议（Routing Protocol）包括：RIP、EIGRP、OSPF、IS-IS、BGP 可被路由协议（Routed Protocol）：第三层协议，如IP、IPX、APPLETALK等
7.3.2管理距离（Administrative Distance，AD）
1AD是用于衡量来自于相邻路由器上路由可信度的值。
2路由条目的AD值越低越优先放入路由表中。0-255。
3常见路由协议产生的路由的AD值：
直连网络：0；
静态路由：1
RIP：120
EIGRP：90
OSPF：110
EIGRP的汇总路由：5
7.3.3路由协议的类型
1按自治系统（Autonomous System，AS）可分为：
自治系统：
1）应用在同一自治系统的路由协议称为IGP（Internal Gateway Protocol，内部网关协议）。
如：RIP、EIGRP、OSPF、IS-IS。
2）应用在不同的自治系统的路由协议称为EGP（External Gateway Protocol，外部网关协议）如：BGP（边界网关协议）
2IGP按算法可分为：
1）距离矢量路由协议（Distance V ector Routing Protocol，DV）
路由器通过周期性的将自己的整张路由表发送给邻居路由器，并进行矢量的叠加。
距离矢量路由协议包括：RIPv1、RIPv2、RIPng、IGRP
2）链路状态路由协议（Link-State Routing Protocol，LS）
链路状态路由协议发送LSA（Link-State Advertisement，链路状态通告）给邻居（Neighbors）；邻居收到LSA之后建立一个拓扑数据库（Topological Database）也被为链路状态数据库（Link-State Database，LSDB）；再通过SPF算法（Short Path First Algorithm）去计算一棵以自己为根（Root）到其他目标网络路径的SPF树；然后将到目标网络路径成本最低的路径放入路由表中建立路由表。
链路状态路由协议包括：OSPF、IS-IS
3）平衡混合型路由协议（Balanced Hybrid Routing Protocol）
具备距离矢量路由协议和链路状态路由协议的综合特征，收敛的速度很快。Cisco也称为高级的距离矢量路由协议。
包括：EIGRP
3IGP按路由更新中是否包含子网掩码可分为：
1）有类路由协议（Classful Routing）：在路由更新中不包含子网掩码。支持子网掩码长度要一致。包括：RIPv1。
2）无类路由协议（Classless Routing）：在路由更新中包含子网掩码。支持VLSM。包括：RIPv2、EIGRP、OSPF、ISIS、BGP。
7.4距离矢量路由协议
1距离矢量路由协议的路由选择
2信息的来源及路由发现
3选择最佳路由
RIP：采用跳数（Hop Count）作为度量值（Metric）
4维护路由信息
5路由条目的不一致
6路由循环/回环/环回（Routing Loops）：距离矢量路由协议因为路由条目不一致会导致路由循环（Routing Loops）
解决路由循环的方案：
1）定义最大跳数（Defining a Maximum）：16跳时认为不可达。
2）水平分割（Split Horizon）：从某接口收到的路由将不再从该接口再发送出去。
3）路由中毒/抑制（Routing Poisoning）：当路由器监测到到达某个网络连接断开时，会给该路由分配一个无穷大的度量值
4）毒性逆转（Poisoning Reverse）：路由器向其相邻路由器通告毒化信息时，其相邻路由器会违反水平分割规则，将中毒信息送回始发站，称为毒化逆转。
5）触发更新（Triggered Updates）
6）抑制计时器（Holddown Timer）
7.5RIP
7.5.1RIP概述
RIP（Routing Information Protocol，路由信息协议）是开放标准的距离矢量路由协议。
采用的是bellman ford（贝尔曼.福特）算法。
7.5.2RIP配置
Router(config)#router rip （启用RIP路由协议）
Router(config-router)#network [网络号] （网络号所定义的接口都将发送和接收RIP信息；网络号所定义的网络地址将参与到RIP进程中）
在Cisco IOS中，默认打开的RIPv1的版本。
可选配置：将接口设置为被动接口，接口将不再发送和接收任何RIP信息，但接口的网络地址仍然可以被路由从其他接口发给邻居。
-Router)#passive-interface [接口号]
7.5.3检查RIP的配置
1 #show ip protocolos （查看当前正在运行的所有动态路由协议的运行情况）
2 #show ip route （R）
3 #debug ip rip （时事查看RIP的运行过程）#no debug ip rip #undebug all 1）RIPv1将采用广播（255.255.255.255）更新路由信息；
2）发送和接收的路由更新中不带子网掩码。
7.6 RIPv2
7.6.1 RIPv1和RIPv2的比较
1.RIPv2通过在路由更新中包括子网掩码来支持VLSM;
2.RIPv2使用组播地址224.0.0.9进行路由更新;
3.RIPv2在交换路由信息之前,邻居是需要被认证的;
4.RIPv2支持手工汇总
7.6.2 RIPv2的配置
Router(config)#router rip （启用RIP路由协议）
Router(config-router)#version 2 （启用RIP的V2版本）
Router(config-router)#network [网络号] （网络号所定义的接口都将发送和接收RIP信息；网络号所定义的网络地址将参与到RIP进程中）
#clear ip route * （立刻刷新路由表）
7.6.3路由汇总（Route Summarization）
RIPv2默认是开启自动路由汇总的，默认将按类在网络边界进行汇总。
优点：路由条目更少，路由效率更高。
缺点：路由匹配不精确。
关闭自动汇总：
Router(config)#router rip
Router(config-router)#no auto-summary
优点：可以学习到更加明细的路由，路由匹配更精确；
缺点：路由条目更多，路由效率低。
关闭自动汇总，开启手工汇总。
手工汇总的方法：将多个地址的连续相同地址位作为汇总地址的网络地址位；将不连续相同的地址位作为汇总地址的主机地址位。
172.16.0.0/24
172.16.1.0/24
172.16.2.0/24
172.16.3.0/24
172.16.0.0/24 10101100.00010000.00000000.00000000
172.16.1.0/24 10101100.00010000.00000001.00000000
172.16.2.0/24 10101100.00010000.00000010.00000000
172.16.3.0/24 10101100.00010000.00000011.00000000
172.16.0.0/22=172.16.0.0 255.255.252.0
在RIPv2中开启手工汇总：
Router（config-if）#ip summary-address rip [汇总地址] [子网掩码]
7.6.4RIPv2的认证（Authentication）
1）使用一个名称定义口令链（key chain）：
Router(config)#key chain [口令链名称]
2）在口令链中定义一个或多个口令：
Router(config-keychain)#key [口令ID]
Router(config-keychain-key)#key-string [口令]
3）在一个接口打开认证并指定使用的口令链：
Router(config)#interface [接口]
Router(config-if)#ip rip authentication key-chain [口令链名称]
4）在接口指定使用MD5认证
Router(config-if)#ip rip authentication mode md5
7.6.5 RIP的默认路由
1 先创建一个静态默认路由到ISP；
2 将连接ISP的网络通过RIP通告到其他路由器。
3 Router（config）#ip default-network [连接到ISP的主类网络地址]
Router#show ip route (R*)
4 刷新路由表
附：
R3(config-router)#default-information originate
R3(config-router)#redistribute static