底层路由协议
计算机网络的路由协议
计算机网络的路由协议计算机网络是现代社会中不可或缺的一部分，它可以使不同的计算机和设备之间实现信息的传输和共享。
而在计算机网络中，路由协议被广泛应用，作为保证网络正常运行的重要工具。
本文将探讨计算机网络的路由协议，包括其定义、分类、工作原理以及一些常用的路由协议。
一、定义路由协议是一种计算机网络中用于确定数据包在网络中传输路径的规则。
它以一种灵活的方式，根据网络拓扑结构和数据包的目的地址，选择最优的路径进行数据传输。
路由协议可以保证数据包的快速和可靠传输，并且帮助网络实现更高效的资源利用。
二、分类根据路由协议的工作原理和更新方式，可以将其分为静态路由和动态路由两种类型。
1. 静态路由静态路由是由网络管理员手动配置的路由规则，它不会自动根据网络状况进行更新。
静态路由的优点是简单可靠，适用于网络结构稳定、流量较小的情况下。
然而，静态路由的劣势在于难以应对网络拓扑结构的变化，不适用于大型复杂网络。
2. 动态路由动态路由是根据网络拓扑结构和链路状态自动计算的路由规则。
它通过交换路由更新信息，自适应地调整网络中的路径选择。
动态路由的优点是能够及时应对网络拓扑变化，提高网络的可扩展性和适应性。
然而，动态路由也存在一些缺点，例如路由计算开销较大，容易产生网络震荡等问题。
三、工作原理路由协议的工作原理主要包括路由器通信、路由表构建和路由选择三个过程。
1. 路由器通信路由器是计算机网络中用于转发数据包的设备，它通过与相邻路由器交换路由信息来实现网络中的通信。
当路由器接收到数据包时，会根据路由表进行路由选择，并将数据包转发到下一个适当的路由器。
2. 路由表构建路由表是路由器中存储路由信息的数据结构，它记录了网络中不同目的地址的下一跳路由器和相应的开销。
路由表的构建是通过静态配置或动态协议更新获得的。
3. 路由选择路由选择是指路由器根据路由表中的信息，选择到达目的地址的最佳路径。
常用的路由选择算法有距离矢量算法和链路状态算法等。
路由协议介绍范文
路由协议介绍范文
路由协议是一种复杂的协议，它允许计算机之间进行数据通信。
它是
一个复杂的背景，其中许多协议被用来帮助网络运转，以及实现网络连接，这些都是路由协议的一部分。
路由协议可以分为三类：链路层路由协议，网络层路由协议和应用层
路由协议。
链路层路由协议是基于底层物理媒介的应用协议，它定义了计算机之
间通过物理媒介发送数据的格式、端口号和时间间隔。
它们包括以太网协
议（Ethernet）、令牌环协议（Token Ring）和光纤分布式数据接口（FDDI）等。
网络层路由协议用于建立和维护网络连接，它支持通信层协议，管理
信息的传输和路由，它通常是由因特网使用的协议。
主要的网络层路由协
议有：因特网协议（IP）、路由发现协议（RIP）、私有互联网协议（IPX）、简单网络管理协议（SNMP）、多播协议（Multicast）、虚拟私
有网络（VPN）等。
应用层路由协议是高层路由协议，它支持应用层协议，例如远程登录
协议（Telnet）、消息传递协议（SMTP）和文件传输协议（FTP）等。
路由协议通常在用户程序之间使用，用户程序以数据单元的形式传输
用户数据。
常见的路由协议及其工作原理。
常见的路由协议及其工作原理。
常见的路由协议有以下几种：1. 静态路由协议（Static Routing Protocol）：管理员手动配置路由器的路由表，将目的地址映射到出接口。
静态路由协议不会自动适应网络变化，需要手动更新路由表。
2. RIP（Routing Information Protocol）：RIP是一种距离向量路由协议，使用跳数作为路径的度量标准。
路由器通过交换路由表来学习网络拓扑，并通过定期广播自己的路由表来通知其他路由器。
3. OSPF（Open Shortest Path First）：OSPF是一种链路状态路由协议，使用链路的带宽作为路径的度量标准。
路由器通过交换链路状态数据库来学习网络拓扑，并计算最短路径树，从而确定最佳路径。
4. EIGRP（Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）：EIGRP是思科自主研发的一种增强型内部网关路由协议。
它结合了距离向量和链路状态两种路由算法，并采用基于可靠性的分布式计算方法，具有快速收敛和低网络开销等特点。
5. BGP（Border Gateway Protocol）：BGP是一种路径矢量路由协议，用于在不同的自治系统之间交换路由信息。
BGP使用属性和策略来选择最佳路径，并支持多路径和策略路由。
这些路由协议的工作原理大致如下：- 路由器通过邻居路由器交换路由信息，了解网络拓扑和目的地的可达性。
- 根据收到的路由信息更新路由表，选择最佳的路径进行数据转发。
- 定期发送路由更新信息，通知其他路由器自己的路由信息，并接收其他路由器的更新信息。
- 在网络中形成稳定的路由路径，使数据能够正确地传递到目的地。
- 监控网络变化，及时更新路由表，保持网络的稳定性和可靠性。
常见的路由协议及工作原理
常见的路由协议及工作原理如下：
1. RIP路由协议：RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xeroxparc通用协议而设计的，是Internet中常用的路由协议。
RIP采用距离向量算法，即路由器根据距离选择路由，所以也称为距离向量协议。
路由器收集所有可到达目的地的不同路径，并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息，除到达目的地的最佳路径外，任何其它信息均予以丢弃。
2. OSPF路由协议：OSPF协议是一种链路状态路由协议，主要应用于较大规模的网络环境中。
与RIP不同，OSPF协议通过路由设备间的链路状态交换，生成网络中所有设备的链路状态数据库。
OSPF协议使用Dijkstra的最短路径算法计算最短路径树，以得到到达目标地址的最短路径。
3. BGP路由协议：BGP协议是一种外部网关协议，主要用于不同自治系统之间的路由交换。
BGP协议通过建立和维护相邻节点间的连接关系，并交换路由信息来更新和维护路由表。
BGP协议具有支持大规模网络、路由收敛速度快、防止路由循环等特点。
以上是常见的路由协议及工作原理，不同的路由协议适用于不同的网络环境，需要根据实际情况选择合适的路由协议。
常见的路由协议及其工作原理。
常见的路由协议及其工作原理。
在计算机网络中，路由协议是网络设备（如路由器）之间用来交换路由信息以确定数据包的最佳路径的协议。
常见的路由协议包括静态路由、RIP、OSPF、EIGRP和BGP等。
每种协议都有不同的工作原理和适用的场景。
1.静态路由静态路由是由网络管理员手动设置的路由表项。
它不需要内部路由协议，也不会定期更新路由表。
静态路由在小规模网络或需要特定路由路径的网络中非常有用。
它的工作原理简单明了：管理员手动配置路由器的路由表项，指定目标网络和下一跳地址。
当数据包到达路由器时，路由器会查找目标网络的路由表项，根据下一跳地址将数据包转发到正确的网段。
静态路由的优点是配置简单，不需要额外的路由协议，而且安全性较高。
然而，静态路由的缺点是不会自动适应网络拓扑的变化，因此在大型网络中管理和维护静态路由会很困难。
2. RIP（Routing Information Protocol）RIP是一种基于距离向量的内部网关协议，用于在小到中等规模的网络中动态地交换路由信息。
RIP使用Bellman-Ford算法来计算最短路径。
每个路由器周期性地广播其整个路由表，以向邻居路由器传播自己所知道的网络信息。
路由器通过比较接收到的路由表更新，更新自己的路由表。
RIP协议的工作原理是通过跳数（即经过的路由器）来度量最短路径，跳数越多，路径越长。
每个路由器维护一个路由表，其中包含各个网络的目标地址、下一跳地址和跳数。
当网络出现故障或拓扑变化时，路由器会更新路由表，并向相邻路由器广播更新消息。
RIP协议的优点是简单易用，适用于小型网络，而且收敛速度较快。
缺点是无法支持大型网络，因为其最大跳数限制为15，并且协议会在整个网络中产生大量的控制报文，影响网络性能。
3. OSPF（Open Shortest Path First）OSPF是一种链路状态协议，用于在大型企业网络和互联网中动态地交换路由信息。
OSPF使用Dijkstra算法来计算最短路径。
isis路由协议
isis路由协议
ISIS (Intermediate System to Intermediate System)路由协议是一种基于链路状态的Interior Gateway Protocol (IGP)路由协议，它提供最短路径优先的路由选择功能，用于在AS(自治系统)内部进行路由选择。
ISIS协议是OSI模型中传输层以下的一种协议，它主要运行在数据链路层和网络层。
ISIS协议基于Dijkstra算法，通过收集网络拓扑信息来计算最短路径，因此路由选择非常优秀。
ISIS协议内部包含了两种类型的路由器：L1和L2。
L1路由器负责在本地区域内转发数据，L2路由器负责在多个L1区域之间转发数据。
L1和L2路由器之间通过L1/L2点进行交互，这种结构被称为L1/L2结构。
ISIS协议的主要优点在于其高可靠性和高灵活性。
ISIS 协议的可靠性得益于其链路状态数据库（LSDB）的备份机制，每个路由器在收到LSA(链路状态广告)后将其存储在其本地LSDB中，以备下次使用。
而ISIS协议的灵活性则来自于其支持非同质网络的扩展，并提供了多种路由类型和网络类型的选择。
此外，ISIS协议支持多个IP地址之间的隔离，可以实现同一物理链路上的多个子网隔离。
同时，ISIS协议与其他路由协议的互操作性良好，如OSPF协议、EIGRP协议和BGP协议等。
总之，ISIS路由协议是一种高可靠性和高灵活性的IGP
路由协议，在大型网络中得到广泛应用。
ISIS的主要优点包括灵活性、可靠性和与其他协议的互操作性。
wsn路由协议的分类
wsn路由协议的分类WSN（Wireless Sensor Network，无线传感器网络）是一种特定的无线网络，用于收集和传输环境数据。
在WSN中，多个传感器节点通过无线通信连接到一个中央节点，它们可以在自己的位置上收集环境信息。
WSN可以应用于环境监测、智能家居、工业控制等领域，它们的设计和部署需要考虑多种因素，包括能源消耗、网络传输协议、节点容量等。
在WSN中，路由协议是非常重要的组成部分。
它定义了网络中如何传输数据、如何路由数据和如何维护网络拓扑结构等问题。
下面我们来介绍WSN路由协议的分类。
一、层次路由协议层次路由协议是WSN中最常见的路由协议之一。
它将网络分为多个层次，每个层次由一组节点组成。
每层节点负责收集邻居节点的信息，将信息传递给上一层的节点。
最终将数据从最底层节点传递到中央节点。
层次路由协议具有灵活性和可扩展性，它可以适应大规模、复杂的WSN应用。
除此之外，由于每个节点只需要跟它的邻居节点通信，因此能源消耗比较低，寿命也比较长。
二、平面路由协议平面路由协议是一种比较简单的路由协议，它将所有节点都放在同一平面中。
平面路由协议将网络分为多个区域，每个区域由若干个节点组成。
在网络中，每个节点都有自己的地址，并且知道其周围节点的位置。
平面路由协议的特点是路由路径较短，能够降低网络延迟和能耗。
然而，平面路由协议缺乏对网络拓扑的全局视图，因此可能会导致路由路径不稳定或重复。
三、基于协同过滤的路由协议基于协同过滤的路由协议是一种新型的WSN路由协议。
它主要利用节点之间相似性来建立路由路径。
通过比较节点之间的通信频率和数据传输量，努力找到稳定的、可靠的节点组合。
基于协同过滤的路由协议能够最大程度地减少网络延迟和路由路径的复杂性，同时也能够有效降低能源消耗。
四、地理路由协议地理路由协议是一种基于节点位置的路由协议。
地理路由协议通常是基于两个节点之间的距离来定义路由路径。
具体来说，它使用节点GPS坐标或距离测量来确定节点之间的位置。
MPLS协议原理与配置详解
MPLS协议原理与配置详解多协议标签交换MPLS(Multiprotocol Label Switching )，MPLS在⽆连接的IP⽹络上引⼊⾯向连接的标签交换概念，将第三层路由技术和第⼆层交换技术相结合，充分发挥了IP路由的灵活性和⼆层交换的便捷性MPLS并不是⼀种业务或者应⽤，它实际上是⼀种隧道技术。
这种技术不仅⽀持多种⾼层协议与业务，⽽且在⼀定程度上可以保证信息传输的安全性MPLSMP：多协议LS：标签交换(label switch)应⽤场景⽤于早期提⾼转发效率⽤于MPLS VPN(⼆层或三层标签)⽤于MPLS TE流量⼯程⽤于解决路由⿊洞：route recursive-lookup tunnelMPLS是⼯作在“2.5”层的协议在⼆层头部和IP头部之间插⼊MPLS头部(短⽽定长的4字节)MPLS头部可以插⼊多层，普通的MPLS插⼊⼀层头部，MPLS VPN插⼊2层MPLS头部⼀、MPLS基本结构1.MPLS域能够进⾏标签转发的区域2.MPLS 设备⾓⾊LER(label edge router)：处于MPLS⽹络的边界设备，负责标签的压⼊push和弹出popLSR(label switch router)：处于MPLS⽹络的中间区域，负责标签的交换swap3.LSP标签转发路径到达同⼀⽬的地址的报⽂在mpls⽹络中经过的路径数据转发过程中的LSP是单向的LSP需要构建成功后才能进⾏标签转发构建⽅式：静态、动态LSP的建⽴过程时间就是将FEC和标签进⾏绑定4.FEC转发等价类具有相同转发处理⽅式的报⽂，在MPLS⽹络中，到达同⼀⽬的地址的所有报⽂就是⼀个FECMPLS中，⼀条FEC对应着⼀条路由FEC的划分⽅式以源地址、⽬的地址、源端⼝、⽬的端⼝、协议类型或VPN等为划分依据设备为FEC进⾏标签分配；设备对⼀条FEC完成标签分配后(FEC和标签绑定)，建⽴⼀条LSP设备为FEC分发的标签作为⼊标签设备收到FEC对应的标签作为出标签标签值只具有本地意义（不同设备的标签分发是可以⼀致的）5.数据流向上游：数据源⽅向下游：数据⽬的⽅向ingress⼊节点：负责压⼊标签transit中间节点：负责标签交换egress出节点：负责弹出标签标签分发是从下游往上游⽅向分发标签动作动作解释push压⼊swap交换pop弹出null剥离标签，出空标签⼆、MPLS体系结构控制层⾯负责⽣成和维护路由信息和标签信息1.IP路由协议产⽣路由信息2.RIB路由信息表存放路由信息3.LDP标签分发协议Label Distribution Protocol为FEC分发标签4.LIB标签信息表Label Information Base由LDP⽣成，存放FEC和标签的映射关系，管理标签信息数据层⾯负责IP报⽂的转发和带MPLS标签报⽂的转发从控制层⾯下发得到，形成最优表项，直接指导数据转发1.FIB转发信息表Forwarding Information Base基于RIB⽣成，指导IP报⽂转发判断数据是否需要标签转发tunnel ID为0x0：进⾏IP转发tunnel ID为⾮0x0：查看LFIB表，进⾏标签转发2.LFIB标签转发信息表Label Forwarding Information Base基于LIB表和IP路由表⽣成，指导标签报⽂转发由ILM表(⼊标签映射表)和NHLFE(下⼀跳标签转发表)构成NHLFE表(下⼀跳转发表项)内容出接⼝下⼀跳出标签查看⽅式display tunnel-info tunnel-id xxxdisplay mpls lsp include x.x.x.x 32 verboseILM表(⼊标签映射表)内容⼊标签⼊接⼝tunnel ID(token)标签操作类型查看display mpls lsp in-label xxxx verbosedisplay mpls lspFIB表通过tunnel ID关联到LFIB表，ILM表通过tunnel ID关联到NHLFE表3.转发⽅式接收到IP数据包，查看⽬的地址对应的tunnel IDtunnel ID为0x0：进⾏IP转发tunnel ID为⾮0x0：查看LFIB表，进⾏标签转发接收到带MPLS标签的数据包，直接查看LFIB表LFIB出标签为普通标签进⾏标签交换LFIB出标签为空标签查看FIB进⾏IP转发三、MPLS的数据转发流程当数据进⼊MPLS域时：根据FIB表查找相对应的转发条⽬，转发条⽬中包含tunnel ID字段**查看tunnel ID字段tunnel ID为0x0，进⾏IP转发tunnelID为⾮0x0，进⾏MPLS转发查看⼆层头部信息中的TYPE字段type=0x0800表⽰上层为IPtype=0x8847表⽰上层为MPLS1.ingress的处理查询FIB表和NHLFE表指导报⽂转发查看FIB表，根据⽬的IP地址找到对应tunnel IDdisplay fib ##可以找到相关⽬的地的tunnel ID根据tunnel ID找到对应的NHLFE表项，将FIB表项和NHLFE表项相关联起来(FTN) ##查看详细信息（出接⼝、下⼀跳、出标签）display tunnel-info tunnel-id 0x3##查看详细信息（出接⼝、下⼀跳、出标签，标签操作类型）display mpls lsp include 4.4.4.4 32 verbose查看NHLFE表项得出接⼝、下⼀跳、出标签和标签操作类型在IP报⽂中压⼊出标签、同时处理TTL，然后将封装好的MPLS报⽂从相应出接⼝发给下⼀跳2.transit的处理通过查询ILM和NHLFE表指导MPLS报⽂转发根据MPLS的标签值查看对应的ILM表，可以得到tunnel ID。
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底层路由协议
1底层路由协议介绍
1.1为何要设置底层路由
OSPF、EIGRP是三层协议，就是我们常说的IGP，而BGP是架设在3层上的，BGP的邻居是靠TCP连接建立起来的，这个TCP连接就是靠OSPF/EIGRP 来通的。
1.2 EIGRP的介绍
EIGRP（高级距离矢量路由协议）是cisco私有的路由协议，采用DUAL（扩散更新算法），是在IGRP基础，增强开发出来的，IGRP目前已被淘汰
优点：
支持等价/不等价的负载均衡的内部网关路由协议
支持VLSM（可变长子网掩码）、CIDR，手工汇总
支持apple talk IPX IP等多种网络协议，但是目前商业网络使用的IP 协议，因此，研究仅限于IP网络协议下
管理距离：90
快速收敛：促发增量更新的方式，在选择最优路由的同时，就选好次优路径提供备份
缺点：
EIGRP没有区域的概念,所以适用于网络规模相对较小的网络,这也是矢量距离路由算法的局限所在｡
运行EIGRP的路由器之间必须通过定时发送HELLO报文来维持邻居关系，这种邻居关系即使在拨号网络上,也需要定时发送HELLO报文，这样在按需拨号的网络上，无法定位这是有用的业务报文还是EIGRP发送的定时探询报文，从而可能误触发按需拨号网络发起连接。
EIGRP的无环路计算和收敛速度是基于分布式的DUAL算法的，这种算法实际上是将不确定的路由信息散播，得到所有邻居的确认后再收敛的过程，邻居在不确定该路由信息可靠性的情况下又会重复这种散播,因此某些情况下可能会出现该路由信息一直处于活动状态。
快速收敛：
收敛--拓扑中结构发生变化，从变化开始直至拓扑中所有佘恩波均知道，并且稳定的工作的过程。
1、触发式增量更新：当拓扑发生变化，立即向外发出通告，仅将变化的部分发生出去
2、选择一个最佳路径同时，会备份好次优路径
Eigrp四个组件：
网络层协议无关模块IP \ IPX \ APPLE TALK，只研究IP下的eigrp
RTP可靠传输协议：利用组播和单播，实现可靠的报文交换
邻居发现协议hello包，用来建立、维持邻居关系
扩散更新算法（SUAL）基于每一条EIGRP路由条目，计算最佳路径
EIGRP中的常用报文：
Hello：用于邻居的发现、维持以及恢复；发送的目标地址是224.0.0.10
Update：1.用于刚刚建立起邻居之后初始路由交换
2.一旦检测到新的路由条目，发送更新包到整个EIGP自制系统（组播）
ACK：用来确认update（更新）/query（查询）/reply（回复）（unicast）；只有一个后续路由器时，没有可行后续路由器，去往目标网络的链路down，向其他邻居发送查询
Reply：回应查询报文
HELLO包的时间间隔：
链路带宽<T1线路（1.544M）：5秒
链路带宽>T1线路：60秒
抑制计时器时间：HELLO时间间隔的3倍
链路带宽>T1线路（1.544M）：15秒
链路带宽<=T1线路：180秒
Reliable packets: update / query / reply
Unreliable packets: hello / ACK
EIGRP为各种网络协议都维护的3张表：
1.neighbor table邻居表：保存直连的EIGRP邻居的IP地址，确保直接邻居之间能够双向通信。
2.Topolpgy table拓扑表：拓扑表中存放着前往目标地址的所有可行路由
3.Routing table路由表：从拓扑表中选择到达目标地址的最佳路由放入路由表。
Show ip eigrp topology查看拓扑表
1.3 OSPF的介绍
OSPF（开放式最短路径优先算法）是真正的LOOP- FREE(无路由自环)路由协议｡源自其算法本身——链路状态及最短路径树算法,OSPF收敛速度快,能够在最短的时间内将路由变化传递到整个自治系统｡
提出区域(Area)划分的概念,将自治系统划分为不同区域后,通过区域之间的对路由信息的摘要,大大减少了需传递的路由信息数量,也使得路由信息不会随网络规模的扩大而急剧膨胀｡
在广播网络中,使用组播地址(而非广播)发送报文,减少对其他不运行OSPF 的网络设备的干扰｡
OSPF协议提出STUB区域概念,使得STUB区域内不再传播引入的ASE路由｡
安全性高｡良好的安全性,OSPF支持基于接口的明文及MD5 验证｡
适应性广｡OSPF适应各种规模的网络,最多可达数千台｡
缺点：
路由负载均衡能力较弱。
OSPF虽然能根据接口的速率、连接可靠性等信息，自动生成接口路由优先级，但在通往同一目的的不同优先级路由中，OSPF只选择优先级较高的转发，不同优先级的路由中，不能实现负载分担｡只有相同优先级的，才能达到负载均衡的目的。
OSPF五种数据包：
HELLO：用于发现邻居并且维护邻居之间的关系，默认是10秒，低速串口线是60S
DBD：数据库描述，是一个对于LSDB（链路状态数据库）的描述，主要包含网络段和序列号，该数据包字节数相对庞大LSDB来说非常小
LSR：链路状态更新，收到邻居发来的DBD之后，发现DBD中的某个网络段更优（序列号更大或者更新路由），就会向邻居发送一个请求该网络段的详细信息LSU：链路状态更新，收到LSR之后，回应一个LSU，包含了所请求的网络段的详细信息
LSACK：链路状态确定，用于DBD、LSU的回应
OSPF三张表：
1、邻居表：sh ip ospf nei查看ospf邻居
2、数据表：sh ip ospf database查看OSPF从邻居收到LSA类型
3、路由表：sh ip route查看OSPF路由
OSPF的路由器类型
内部路由器：路由器上的所有接口在同一个区域内
区域边界路由器：ABR，同时有多个接口在多个区域当中
骨干路由器：至少有个接口在区域0
自制系统边界路由器：ASBR，同时连接OSPF和其路由器协议的设备
指派路由器：DR，接收区域内所有LSA，监听224.0.0.5，将整合的链路状态发送到224.0.0.6，供其他路由器接收
备份指派路由器：BDR，一旦DR down掉，立刻成为新的DR
Drother：除了DR和BDR，其他路由器都是DRouther
OSPF的工作原理
l邻居是通过HELLO包来建立，当从邻居的HELLO包里面看到自己的信息时邻居建立成功
l邻居建立后，将链路状态信息（LSA）发送给邻居，同时也会从邻居收到路由器的LSA，LSA信息包括链路、接口、链路状态等（LSA只能在一个区域内传送）
l收到LSSA后，会放入到链路状态数据库当中，利用SPF算法进行路由计算l最后将最优的路由放入到路由表中
OSPF的邻居和邻接关系30s/10s 备用线路1.54M
在发送LSA之前，OSPF路由器必须成为邻接关系
每一台OSPF都需要拥有一个本区域内唯一的router-id（设备编号）。