第5章 路由协议
第5章 路由协议1
200.200.1.0/24 200.200.0.1
说明：
1、管理员配置RIP协议时，只需要考虑本路由器的网 络连接，与其它路由器的连接情况无关。
2、当路由器发布路由更新时，只有那些用network声 明过的网络会被发送给邻居路由器。
3、对于使用私有IP地址的网络，其地址不应该路由 到外网上，所以这种网络不应该使用network声明。
内部网关协议(IGP)：RIP、IGRP、IS-IS、OSPF、 EIGRP等。
其中IGP根据其原理又分为距离向量路由协议(DV)、 链路状态路由协议(LS)和混合路由协议。
路由要点
路由表结构： R 66.0.0.0/8 [120/1] via 200.1.1.2, 00:00:10, Serial 0/0
配置举例
R1 S1:200.1.1.2/24 S0:200.1.1.1/24 R4 S1:30.1.1.2/24 R3 S0:30.1.1.1/24 S1:20.2.0.2/16 E0:190.1.1.1/16 PC 190.1.1.2/16 各S1端为DCE端。 S0:20.1.0.1/16 S1:20.1.0.2/16 R2 S0:20.2.0.1/16
链路状态路由协议
OSPF(最短路径优先协议)属于链路状态路由协议。 在这种协议下，路由器会通过探查，获取整个网络(自治 系统)的拓扑结构，并用Dijkstra算法生成一颗最小生成 树(SPF)。路由表就是根据最小生成树的路径生成的。 在OSPF中，每当网络发生变化(增加新路由器、网络故 障)时，就会发送链路状态通告(LSA)，各路由器就根据 这些LSA构建拓扑信息数据库，再生成SPF和路由表。
RIP的配置
路由器默认是不启用任何路由协议的，所以对于需要配 置动态路由的路由器需要手工启用路由协议。
《路由协议》课件
对未来学习与实践的建议
01
深入学习各种路由协议的原理与特点
为了更好地理解和应用路由协议，需要深入学习各种路由协议的原理与
特点，掌握其工作机制和应用场景。可以通过阅读相关教材、参加技术
培训、参与技术社区等方式进行学习。
02
实践操作与案例分析
通过实践操作和案例分析，可以更好地理解和应用路由协议。可以通过
详细描述
根据作用范围和应用场景的不同，路由协议可以分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）两类。内部 网关协议主要用于自治系统内部，如RIP、OSPF等；而外部网关协议主要用于不同自治系统之间的路由选择，如 BGP等。
路由协议的作用和重要性
总结词
路由协议的主要作用是自动发现和维护路由信息，确保数据包能够正确、高效地传输到 目标网络或主机。
路由协议通信方式
包括周期性更新、按需更新等，这些方式能够根据网络状况 和设备需求进行动态调整，提高网络通信效率和稳定性。
路由协议的路由算法
路由协议的路由算法分类
包括距离矢量算法、链路状态算法等，这些算法根据不同的网络状况和设备需 求进行选择和应用。
路由协议的路由算法特点
包括收敛速度快、路由路径优化等，这些特点能够提高网络通信效率和稳定性 ，降低网络拥塞和延迟。
确定网络拓扑结构
根据实际网络环境，确定路由器 和交换机的连接方式，绘制网络 拓扑图。
测试与验证
通过ping命令、traceroute等工 具测试路由协议的连通性和性能 。
路由协议的优化方法
调整路由协议参数
根据网络实际情况，调整路由 协议的参数，如Hello和Dead 时间、Cost值等，以提高路由
详细描述
路由协议在网络中扮演着至关重要的角色。通过自动发现和维护路由信息，路由协议能 够确保数据包能够沿着最佳路径传输到目标网络或主机。此外，路由协议还具有许多其 他功能，如路由汇总、策略路由、负载均衡等，这些功能能够提高网络的性能和可靠性
路由协议的定义
路由协议的定义路由协议的定义一、双方基本信息甲方：（以下简称“甲方”）地址：法定代表人：联系电话：电子邮箱：乙方：（以下简称“乙方”）地址：法定代表人：联系电话：电子邮箱：双方基本信息应包括公司名称、地址、法定代表人、联系人等信息。
二、各方身份、权利、义务、履行方式、期限、违约责任1、甲方身份甲方为网络服务提供商，具有独立的经营和管理权利，是路由协议的提出方。
2、乙方身份乙方为网络接入服务商，通过甲方提供的网络服务向用户提供网络接入服务，是路由协议的接受方。
3、甲方权利和义务甲方有权根据本协议的内容及相关法律法规对乙方进行监督和管理。
甲方有义务确保其提供的网络服务稳定可靠，保证符合国家相关法律法规的要求。
4、乙方权利和义务乙方有权在甲方提供的网络服务范围内向用户提供网络接入服务。
乙方有义务保证其提供的网络接入服务符合国家相关法律法规的要求，在使用甲方提供的网络服务时，遵守国家相关法律法规。
5、履行方式甲乙双方应在执行协议时充分沟通，采取有效措施确保协议的顺利执行。
甲乙双方应该在项目开始前制定详细的实施方案，并采取有效的管理措施对实施进行监督。
6、期限本协议自双方签署之日起生效，有效期为一年，到期前须双方协商续签。
7、违约责任当一方违反本协议约定，给对方造成经济损失或其他损失的，应当承担相应的违约责任。
同时，违约方还应对其违约行为所造成的一切后果承担责任。
三、需遵守中国的相关法律法规甲乙双方在协议执行过程中，应严格遵守相关国家法律法规、政策、规章制度等，确保协议的合法性和可执行性。
四、明确各方的权力和义务本协议中明确了甲乙双方的权利和义务，涉及到经济、资源、机密等方面，应当保证合法性和安全性。
同时，在执行过程中，双方应当协商和解决任何有关协议执行的事宜。
五、明确法律效力和可执行性本协议具有法律效力，甲乙双方无论是在国内还是国外，都须遵守协议约定。
如果因协议执行产生争议，应当依法解决。
六、其他本协议的任何变更、补充，应经甲乙双方的协商一致，并以书面形式作出修改。
路由器原理及路由协议
路由器原理及路由协议引言路由器作为网络连接的核心设备，负责将数据包从一个网络传输到另一个网络。
在网络规模不断扩大、应用场景日益复杂的今天，路由器的作用和重要性更加凸显。
本文将深入探讨路由器的工作原理、路由协议以及路由选择策略，并展望未来路由器技术的发展趋势。
路由器原理路由器是一种具有多个输入和输出端口的多层协议数据包转发设备。
其主要工作原理是将接收到的数据包根据目标和路由表信息进行转发，直至到达目标主机。
路由器通常由硬件和软件组成，其中硬件包括处理器、存储器和接口等，负责数据包的转发和处理；软件则包括操作系统、路由协议和配置管理等，用于实现路由器的各项功能。
信号传输方式路由器通过信号传输方式将数据包从一个网络传输到另一个网络。
常见的信号传输方式包括以下三种：1、直接连接：当路由器与其上游网络或下游网络直接相连时，数据包可直接通过物理接口传输。
2、无线传输：路由器可通过无线网卡或WiFi模块实现与无线网络的连接，进而传输数据包。
3、有线传输：当路由器与网络之间的连接是通过网线进行的，数据包将通过有线传输方式进行传输。
路由协议路由协议是路由器用于确定数据包传输路径的协议。
根据协议范围，可将路由协议分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。
IGP 协议用于在同一网络内部的所有路由器之间协商路由信息，而EGP协议则用于不同的网络之间的路由器之间协商路由信息。
常见的路由协议包括：1、动态路由协议：如RIP、OSPF、BGP等，它们能够根据网络状况动态地选择最优路径，提高网络效率。
2、静态路由协议：由网络管理员手动配置路由表，指定数据包的传输路径。
路由选择策略在复杂的网络环境中，如何选择最佳的路由路径是提高网络效率和数据传输质量的关键。
根据信道状况、数据流量等因素，网络管理员可以制定不同的路由选择策略。
1、最短路径优先：选择路径最短的路由，以减少数据包传输延迟。
2、负载均衡：根据网络各路径的负载情况，将数据包分配到负载较轻的路径上，以均衡网络负载。
通信网络中的路由协议与技术
通信网络中的路由协议与技术随着电子科技的不断发展和普及，通信网络已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而路由协议则是通信网络中最重要的技术之一，它能够帮助数据在网络中快速稳定地传输，保证了网络的开发和应用。
一、路由协议的概述路由协议是通信网络中负责决策数据路由路径的技术，它能够使数据从源头设备传输到目的地设备，同时避免因网络拥堵造成数据传输丢失或延迟的问题。
简单来说，路由协议的作用就是帮助数据选择最优的路径进行传输，在不同的网络中寻找最短路径或者最小成本路径。
二、路由协议的种类目前，路由协议主要分为两种：静态路由协议和动态路由协议。
1. 静态路由协议静态路由协议是由系统管理员手动配置网络设备中的路由表，然后交给机器自行决策数据传输路线，因此它的配置比较简单，且对网络流量影响较小。
但是缺点也显而易见，静态路由协议不能适应网络拓扑结构的变化，一旦路由表失效需要重新配置，工作效率较低。
2. 动态路由协议动态路由协议是通过网络设备之间相互之间交流信息，决策路由路径，这种路由协议可以适应网络拓扑结构的变化。
动态路由协议工作效率高、稳定性强，一般适用于大型复杂网络的环境，比如企业局域网和互联网。
常见的动态路由协议有：RIP（Routing Information Protocol）、OSPF（Open Shortest Path First）、BGP（Border Gateway Protocol）等。
三、路由算法路由算法是路由协议的核心，根据网络条件和网络拓扑结构决策数据传输路线，保证数据在网络中快速稳定地传输。
目前，常见的路由算法有以下几种。
1. 基于向量的路由算法基于向量的路由算法，又称为距离向量路由算法，它是一种简单快速高效的算法，在大型企业局域网和互联网中应用广泛。
基于这一算法，路由信息由路由器与邻居路由器交换信息得到，通过比较距离向量决策数据传输路线。
此外，RIP是基于向量的路由算法一种，它的工作原理是每个路由器都保留一个路由表，并交换前一个路由表中包含的路由信息。
网络层(路由选择协议)课件
“−”表示“直接交付”
“1”表示“距离是 1”
R1 说：“我到网 1 的距离是 1，是直接交付。”
31
正
常 情
网1
况
11 网2
R1
“1”表示“从本路由器 到网 1”
1 2 R1 R2
网3
“R1”表示 经过 R1
“2”表示“距离是 2”
R2 说：“我到网 1 的距离是 2，是经过R1。”
32
正
常 情
自己到其他每一个目的网络的距离记录。
21
“距离”的定义
从一路由器到直接连接的网络的距离定义为 1。 从一个路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经
过的路由器数加 1。 RIP 协议中的 “ 距离 ” 也称为 “ 跳数 ”(hop count) ，
为每经过一个路由器，跳数就加 1。 这里的“距离”实际上指的是“最短距离”.
第 5 章 网络层
1. IP地址 2. IP数据报 3. 路由选择协议
1
5.3 路由选择协议
1. 路由器的构成 2. 因特网的路由选择协议概述 3. 内部网关协议RIP、OSPF 4. 外部网关协议BGP
2
5.3.1 路由器的构成
路由器是一种具有多个输入端口和多个输出 端口的专用计算机，其任务是转发分组。 将路由器某个输入端口收到的分组，按照 分组要去的目的地（即目的网络），把该分 组从路由器的某个合适的输出端口转发给下 一跳路由器。
自治系统 AS(Autonomous System)
• 自治系统 AS 的经典定义： 在单一的技术管理下的一组路由器，而这些路
由器使用一种 AS 内部的路由选择协议和共同的度 量以确定分组在该 AS 内的路由，同时还使用一种 AS 之间的路由选择协议用以确定分组在 AS之间 的路由。 • 现在对自治系统 AS 的定义是强调下面的事实：
第五章 路由协议
第五章路由协议路由协议主要负责建立源节点与目的节点之间的一条消息传输路径，即实现路由功能。
路由协议包含了两个方面功能：寻找源节点-目的节点间的最优路径，并将数据分组沿该路径正确转发。
传统的Ad hoc网络、无线局域网等网络的首要目标是提高服务质量和公平高效地利用网络带宽资源。
这些网络路由协议的优化目标通常是网络延时最小化，而能量问题通常不作为一个最主要的优化目标。
而在陆地无线传感器网络中，由于节点能量有限，因此路由协议需要高效利用能量，同时，由于传感器网络规模一般较大，节点通常不具有全网拓扑信息，因此传感器网络的路由协议需要在已知局部网络信息的基础上选择合适的路径。
但是，当前陆地网络的路由协议由于受到种种方面的限制，均不能有效地直接应用于水下网络中，复杂的水下环境给网络层路由协议的设计带来了全新的挑战。
水下传感器节点通信半径和覆盖面积相对于整个网络的规模较小，同时由于水声链路的高度时空动态特性，事先在源节点和目的节点之间建立一条完整且固定的通信路径是不现实的，因此水下传感器网络一方面主要采用多跳传输的路由机制，另一方面路由表需要以一定的频率更新以适应网络的动态变化。
多跳传输方式需要借助中继节点转发信息，该方式要求多个节点共同协作完成消息从源节点到目的节点的传输，这就涉及中间节点选择的问题，如何选择中间节点从而有效降低传输延迟、提高数据传输率是路由协议主要解决的问题。
此外，水下後感器显络迪路由协议还要具备以下特性：①可扩展性，由于水下传感器网络中的节点受部署环境的影响造成部分节点或部分链路失效，因此能有效地检测和处理节点失效或移动造成的链路中断，适应不断变化的网络柘朴是水下一隹感器网络路由协议需要解决的一个主要问题；②节能性，在水下传感器网络中，节点大都是以电池供电的，电量十分有限，且电池的更换耗时耗力，同时水声信号发射功率相对较大，因此，提高能量效率是对水下传感器网络设计的另一主要目标；③容错性和鲁棒性，在水下感器网络中，节点的失效是很难避免的，造成节点失效的原因主要包括环境因素，此外，水声信道的通信质量也很难保证，这就要求路由协议具有较好的鲁棒性，能有效避免部分节点的失效或链路的中断给整个网络造成影响；④快速收敛特性，由于水下传感器网络的拓扑结构动态变化，节点能量和水声频谱带宽资源严重受限，因此要求路由算法可以做到快速收敛，以适应网络拓扑结构的动态变化，减小通信协议开销，提高信息传输效率。
第5章IP路由选择协议
第5章IP路由选择协议认证目标5.01 为什么使用路由选择协议5.02 静态路由和动态路由5.03 默认路由5.04 链路状态和距离向量5.05 RIP5.06 IGRP5.07 OSPF想象这种情况，整个美国只有一条公路，它将只是曲曲折折地绕到人们想去的每个地方。
每辆汽车、每辆自行车、每个游行队伍、每个行人都必须使用这唯一的一条公路。
成千上万的汽车造成的交通通信量将是令人恐怖的，这会在所有的地方造成拥塞。
事故将使汽车从纽约一直堵车到洛杉矶。
很明显，需要将过多的交通量转移到不同的道路上，以将其分解为可以管理的部分。
道路仍然需要交叉，这样人们仍然可以到达它们需要的任何目的地。
多个交叉也可以提供富余的路由，这样可以避免巨大的交通延迟。
通过在不同的路由上发送交通量，可以将交通拥塞压缩到最低限度。
所有的事情都变得更加有效率和可靠。
按照相同的方法，互连网络通信量需要分解，以避免网络通信量拥塞。
引导互连网络通信量达到不同网络上的过程称为路由选择。
5.1 认证目标5.01：为什么使用路由选择协议互连网络使用路由选择以从一个网络向另一个网络发送数据。
为了保证数据使用最佳的路径到达目的地，在网络上需要某些种类的路由映射。
数据旅行的网络映射过程是由路由选择协议处理的。
局域网( L A N)受到天生的性能限制，它依赖于网络的大小或复杂程度。
路由器和它们的路由选择协议，可以解决一般的瓶颈问题和其他降低网络效率的情况。
这些限制包括：• 网络物理段的大小。
• 每个段上的主机数量。
• 冗余度。
• 通信量大小。
• 不同的网络拓扑。
根据网络的类型，无论是E t h e r n e t、令牌环网或者其他协议，网络段的大小是受到限制的。
必须创建一个新的跳，以在超出跳大小限制的距离上提供节点。
跳大小通常以电缆距离测量，或者无线限制。
例如，使用双绞铜线的 E t h e r n e t 跳中，从节点到集线器的最大物理距离是受到限制的。
当在超出这个距离限制的范围里增加新节点时，必须创建另一个跳，必须有某些方法可以从一个跳传递通信量到另一个跳。
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方法1的管理距离为0，方法2的为1 方法1只能用于点对点链路，广播多路访问接口（如LAN等）
需要用方法2
(1) 路由器C2811A C2811A(config)#ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 192.168.20.2 或者用ip route 192.168.30.0 255.255.255.0 serial 0/0/0 (2) 路由器C2811B（略） (3) 查看路由表 C2811A#show ip route
5.2 路由协议的分类
路由选择协议分类 直连路由 静态路由 动态路由
•自治系统（Autonomous System, AS）
•具有统一管理机构、统一路由策略的网络 •分类
•内部网关协议 •外部网关协议
5.2 路由协议的分类
距离矢量路由协议 计算网络中所有链路的向量（即什么方向）和距离（有 多远） 发送整个路由表，周期性更新 如RIP、EIGRP等 链路状态路由协议 使用很多的网络参数来综合计算代价，如链路带宽、费 用、可靠性等，而不是简单地根据跳数 发送变化的状态，触发性更新 如OSPF、IS-IS等
RIPv2 的配置
完成实验：P307，实验23
5.4.5 RIPv2 验证的配置
完成实验：P307，实验24
课后作业，不用交实验报告
5.5.1 OSPF 概述
OSPF与RIP的区别
RIP 发送路由表 距离矢量路由选择协议 周期性更新 OSPF 发送链路状态信息 链路状态路由选择协议 触发更新
5.5.7 非广播多路访问NBMA 类型单区域OSPF 配置
完成实验27，P310(课后作业)
5.6.1 EIGRP 概述
增强内部网关路由协议（Enhanced Interior Gateway
Routing Protocol, EIGRP）
CISCO 公司私有的路由协议
它综合了距离矢量和链路状态两者的特点
完成实验25，P308
5.5.6 广播多路访问BMA 类型单区域OSPF 配置
(1) 在路由器C2811A 完成以下OSPF 协议的配置内容。 C2811A(config)#router ospf 2 C2811A(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 1 C2811A(config-router)#network 10.10.10.10 0.0.0.0 area 1 （2）在路由器C2811B、 C2811C作类似的配置 （3）验证邻居状态 C2811A#show ip ospf neighbor 完成实验26，P309
3．OSPF 链路状态数据库LSDB 与链路状态公告LSA
5.5.5 点对点PTP 类型单区域OSPF 配置
(1) 在路由器C2811A 完成以下OSPF 协议的配置内容。 C2811A(config)#router ospf 2 C2811A(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 area 1 C2811A(config-router)#network 192.168.3.0 0.0.0.255 area 1 C2811A(config-router)#network 10.10.10.10 0.0.0.0 area 1 (2)路由器C2811B、C2811C作类似的配置 (3)Show ip route、 show ip ospf neighbor、show ip protocols、show ip opsf database查看结果
特点 详见P215
5.6.2 EIGRP 的配置
(1) 在C2811A 上
C2811A(config)#router eigrp 1 C2811A(config-router)#network 192.168.1.0 0.0.0.255 C2811A(config-router)#network 10.10.10.10 0.0.0.0 C2811A(config-router)#no auto-summary
原来路径具有更好代价值的路由，就标记该网络为可 以访问，并取消抑制计时器
如果在抑制时间超时之前从不同邻居收到的更新信息
包含的代价值比以前的更差，更新信息将被忽略
5.4.4 RIPv2 的配置
配置方法
(1) 在路由器C2811A C2811A(config)#router rip C2811A(config-router)#version 2 C2811A(config-router)#no auto-summary C2811A(config-router)#network 192.168.1.0 C2811A(config-router)#network 192.168.3.0 C2811A(config-router)#network 172.16.1.0 (2)在路由器C2811B和路由器C2811C 上类似地配置 (3) Show ip route、show ip protocols显示结果
5.3 静态和缺省路由配置
缺省路由配置 缺省路由配置：(1) 路由器C2811A C2811A(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.1.1.1
完成实验：P306，实验22
5.4.1 RIP 概述
是基于UDP 协议的应用层协议
现有v1 和v2 两个版本，它们的区别如下： V1发送路由信息时不携带子网掩码，v2携带 V1采用广播方式发送，v2采用组播 V1无安全性验证，v2有 V1无路由标记，v2有来自完成实验30，P313
5.2 路由协议的分类
有类路由 看成是标准的A、B、C 类网络，不支持VLSM 发送路由信息时不带子网掩码 在有类边界进行自动汇总，不支持不连续子网 无类路由 发送路由更新包的时候携带自己的子网掩码信息 在边界路由器上面的自动汇总可以关闭，可以支持不连 续子网
5.3 静态和缺省路由配置
有三个路由条目都匹配，应该选哪个？ 答案：选第一个，子网掩码最长
5.2 路由协议的分类
分类 路由选择协议（Routing Protocol）
建立和维护路由表，并按照数据包目的地址的最佳路径
转发数据包 如RIP、OSPF、EIGRP等
可路由协议（Routed Protocol） 用来将数据和网络层地址信息一起封装在数据包中 如IP、IPX、X.25等
5.1.1 路由表的结构
路由表是路由条目项的集合
图5.1 是路由器RA的路由表和路由器RA 连接的网络拓
扑结构图。
通常会影响到路由代价值因素有：延迟、带宽、线路 占有率、线路可信度、跳数、最大传输单元等等
5.1.2 路由表匹配过程和原则
路由表匹配 根据IP 数据包的目的IP 地址，进行查路由表的过程 使用最长掩码匹配原则:最长掩码匹配原则
5.5.2 OSPF 的基础概念
1．路由器ID 长度为32 位，用于标识OSPF 区域内的每一台路由器 通常会采用路由器上处于激活（UP）状态的物理接口 中IP 地址最大的那个接口的IP 地址作为路由器ID。 如果配置了逻辑环回接口（Loopback interface）,则采 用具有最大IP 地址的环回接口的IP 地址作为路由器ID
(2) 在C2811B 上作类似的配置
（3）show ip route查看结果 （4）配置MD5验证，C2811A的配置如下，C2811B的类 似
C2811A(config)#key chain gzeic C2811A(config-keychain)#key 1 C2811A(config-keychain-key)#key-string pineapple C2811A(config-keychain-key)#exit C2811A(config-keychain)#exit C2811A(config)#interface serial 0/0/0 C2811A(config-if )#ip authentication mode eigrp 1 md5 C2811A(config-if )#ip authentication key-chain eigrp 1 gzeic
5.4.2 RIP 路由表形成过程
5.4.3 路由自环问题及解决方法
2．路由自环解决技术
2．路由自环解决技术
(4)抑制时间
当路由器从邻居接收到以前能够访问的网络现在不能
访问的更新后，就将该路由标记为不可访问，并启动 一个抑制时间
如果再次收到从邻居发送来的更新信息，包含一个比