3.动态路由协议基础知识
路由信息协议RIP基础
路由信息协议(RIP)基础知识同所有的协议一样，RIP协议是用来散发与路由器相关的网络信息的。
在最基本的层面上，路由器需要知道能够达到什么网络以及到这些网络的距离有多远。
RIP协议就做这件事情。
RIP协议仍是目前被广泛应用的协议。
许多人咒骂RIP协议，说它汇聚的速度太慢，没有可伸缩性和不安全，因为RIP协议的身份识别只有明文的方式，而且这个协议还受到了Split-horizon的影响。
这些情况都是真实的。
但是，这个协议仍然是非常有用的。
我们希望这篇文章能说明这些问题，帮助你理解这个应用最广泛的内部网关协议之一。
RIP协议有两种版本:第一版(RIPv1)和第二版(RIPv2)。
RIPv1的功能非常有限，因为它不支持CIDR(无类域间路由选择)地址解析。
这就意味着这个协议只是一个有类域协议，你不能把24掩码网络分成更小的单位。
另外，RIPv1还使用广播发送信息。
这就意味着主机不能忽略RIP广播。
请记住，每次发出广播时，广播域中的每一台主机都将收到一个中断，并且必须要要处理这个数据包以便确定这个数据包是不是它关心的东西。
RIPv2使用多播技术。
这个技术在以后的讲座中再介绍。
现在，你们仅需要知道主机在无需处理这个数据包的情况下就可以知道是否可以忽略这个多播包。
请记住，我们曾经说过RIP是一种距离向量协议。
这里提到的距离指的是RIP协议中的跳数，而向量指的是目的地。
其它距离向量协议也许使用其它规则来对各向量进行度量，如BGP协议中的AS-PATH。
这两种版本的RIP协议都是每隔30秒钟向UDP端口520发送一次信息。
但是，它们发送什么信息呢?如果你推测是“它们的路由信息”，你就猜对了。
RIP能够发送有关它可以到达的网络的具体信息，并且把自己作为一个默认的网关播出(目的地为0.0.0.0，度量值/metric为1)。
RIPv2数据包有自己的报头，同许多其它协议一样。
请注意，RIP协议是在UDP协议之上的，因此，它实际上是一个应用层协议。
路由器基础知识讲解
路由器基础知识讲解1. 路由器的定义和作用1.1 定义：路由器是一种网络设备，用于将数据包从一个网络转发到另一个网络。
1.2 作用：- 实现不同子网之间的通信；- 控制流量传输，并优化数据传输路径；- 提供安全性功能，如防火墙、VPN等。
2. 路由表和IP地址2.1 路由表：在每个路由器中都有一张存储目标网络及其对应下一跳地址（即接口）的列表。
这就是所谓的“路由表”。
目标网络下一跳地址/接口--------------------------网络A 接口0网络B 接口3当收到来自某个源主机发送过来的数据包时，根据该数据包携带的目标IP地址，在本地查找匹配项，并将该数据包通过相应出去连接进行转发。
2.2 IP 地址:指示了互联网上计算机或其他设备在TCP/IP协议族中唯一位置信息。
它分为IPv4 和 IPv6两种格式，其中IPv4 是32位二进制数表示法,而 IPv6 则采取128位十六进制数字表示法。
3. 路由器的工作原理3.1 数据包转发：当路由器收到一个数据包时，它会根据目标IP地址查找最佳路径，并将该数据包发送到下一跳。
源主机 --> 发送给网关（路由器）--> 下一跳 --> 目标主机3.2 动态路由和静态路由:- 静态路由：手动配置网络管理员指定的固定路径。
适用于小型网络或需要特殊设置的情况。
- 动态路线: 使用动态协议自动更新并选择最佳路径。
常见协议有RIPv2、OSPF 和 BGP 等。
4. 常见功能与技术4.1 NAT(Network Address Translation)将私有 IP 地址映射为公共 IP 地址以实现互联网访问。
4.2 VPN(Virtual Private Network)在公共网络上建立加密隧道，使远程用户可以安全地访问内部资源。
5.本文档涉及附件：[请在此处列出相关附件]6.本文所涉及的法律名词及注释：- TCP/IP 协议族：传输控制协议/因特网互联协议是Internet 最基础也是使用得最广泛的通信规范之一，它是一种将数据分割成小块并通过网络传输的协议。
ccie知识点总结大全
ccie知识点总结大全一、网络基础知识1. OSI七层模型2. TCP/IP协议族3. IP地址和子网划分4. VLAN和Trunk技术5. STP及其变种RSTP/MSTP6. VTP及VLAN pruning7. EtherChannel和PortChannel二、路由和交换1. 静态路由及其配置2. 动态路由协议：RIP、EIGRP、OSPF、BGP3. QoS基本概念及配置4. 交换技术：ARP、MAC地址表、交换机帧转发5. SpanningTree Protocol（STP）相关知识6. 综合交换技术解决方案7. WAN连接方式和配置：HDLC、PPP、FrameRelay、ATM、MPLS8. HSRP/VRRP/GLBP三、网络设计1. 企业网络设计：三层设计、核心层/汇聚层/接入层2. 数据中心网络设计：数据中心网络架构、SAN、NAS3. WAN设计：各种WAN连接技术的选择4. IP地址规划5. 网络设备的冗余和负载均衡设计6. 网络安全设计四、网络安全1. 防火墙技术：ACL、NAT、PAT、Zone-Based Firewall、ASA Firewall2. VPN技术：IPSec VPN、SSL VPN3. IDS/IPS4. AAA认证：RADIUS、TACACS+5. 网络安全策略设计及实施五、网络管理1. 网络设备的远程管理：Telnet、SSH2. SNMP协议及其相关概念3. 网络设备的配置备份和恢复4. 网络监控和故障排除六、IP电话及视频1. VoIP基本概念：H.323、SIP、MGCP2. VoIP协议与传输3. QoS在VoIP中的应用4. IP电话网关的配置七、IPv61. IPv6基本概念2. IPv6地址分配和路由3. IPv6网络基础设施的部署4. IPv6过渡技术八、思科设备配置1. 路由器和交换机基本配置2. IOS路由器和交换机高级特性配置3. Catalyst交换机常见配置4. ISR路由器配置5. ASA防火墙配置6. Nexus交换机配置7. Catalyst 6500交换机配置8. 无线控制器配置以上就是CCIE知识点总结大全，涵盖了网络基础知识、路由和交换、网络设计、网络安全、网络管理、IP电话及视频、IPv6、思科设备配置等方面的内容。
BGP基础知识
BGP基础知识BGP的起源：不同自治系统间路由交换与管理的需求推动了EGP的发展，但是EGP设计太简单，最终被BGP取代。
BGP也叫边界网关协议，是一种用于自治系统间的动态路由协议。
BGP协议特性：BGP是自治系统外部路由协议，用来在AS之间传递路由信息。
路径矢量路由协议，从设计上避免了环路的发生。
由TCP协议承载，端口号是179。
支持CIDR和路由聚合。
路由附带丰富的属性。
只发送增量路由更新。
路由过滤盒路由策略。
BGP术语：BGP发言者（BGP Speaker）：发送BGP消息的路由器称为BGP发言者，他接收或产生新的路由消息，并发布给其他的BGP发言者。
BGP对等体（BGP Peer）：相互交换消息的BGP发言者之间称对等体。
IBGP对等体：如果BGP对等体处于同一自治系统内，被称为IBGP对等体。
EBGP对等体：如果BGP对等体处于不同自治系统时称为EBGP对等体。
BGP消息类型及作用：BGP状态机：Idle状态：此状态为初始状态，不接受任何BGP连接，等待Start事件的产生。
如果有Start事件产生则系统开启ConnectRetry定时器，向邻居发起TCP连接，将状态变为Connect。
Connect状态：在Connect状态，系统等待TCP连接建立完成。
如果TCP状态Established，则拆除ConnectRetry定时器，并发送Open消息，将状态变为OpenSent；如果TCP连接失败则重置ConnectRetry定时器并转为Active状态；如果ConnectRetry timer expired 超时，则重新连接，仍处于Connect状态。
Active状态：如果已经启动事件但TCP连接未完成则处于Active状态。
在Active状态系统会响应ConnectRetry timer expired 事件，重新进行TCP连接成功建立则发生Open消息，将状态变为OpenSend，并清除ConnectRetry定时器，重置HoldTime定时器。
动态路由协议概述
▪ 静态路由还是动态路由？
➢ 根据网络规模进行选择
▪ 距离矢量还是链路状态？
RA RB
RD
➢ 根据网络规模进行选择
➢ 根据网络复杂程度进行选择
RC
▪ 有类路由还是无类路由？
➢ 考虑网络需求 ➢ 考虑可扩展性
路由协议的比较
路由协议 距离矢量 链路状态 有类路由协议 无类路由协议 变长子网掩码 路由自动汇总 路由手动汇总 收敛速度
▪ 管理距离 (AD) ：定义路由来源的可信度
➢ 不同的路由协议生成到相同目标网络的路由条目时，根据管理距离确 定哪个路由协议生成的路由条目显示在路由表中
➢ 管理距离是从 0 到 255 的整数值。值越低表示路由来源越可靠，优 先级别越高。
▪ 常见路由协议的管理距离值
路由来源 直连接口生成的直连路由 使用出站接口配置的静态路由 使用下一跳地址配置的静态路由 OSPF RIP
收敛
• 收敛：使网络中所有路由选择表达到一致状态的过程。 • 收敛时间：从不收敛到收敛所花费的时间。即全网实现信息共
享以及所有路由器计算最优路径所花费的时间的总和。 • 在任何路由选择协议里收敛时间都是一个重要的因素，在拓扑
发生变化之后，一个网络收敛速度越快，说明路由选择协议越 好。
路由协议的选择
1-to-1 Windows 110
链路和接口状态 组播包
触发更新 技术相对复杂 独自计算路径
很多
管理距离 0 0 1
110 120
度量
▪ 度量：是评价一条路由条目的优劣程度
➢ 相同路由协议生成到相同目标网络的路由条目时，根据度量确定哪条 路由条目显示在路由表中
➢ 如果多条路由条目度量相同则启用负载均衡
路由基础知识分享
interface-name | nexthop-address } [ preference value ] [ reject |
blackhole ] 例如： ip route-static 129.1.0.0 16 10.0.0.2 ip route-static 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 ip route-static 129.1.0.0 16 Serial 2 注意：只有下一跳所属的的接口是点对点（PPP、HDLC）的接口时， 才可以填写<interface-name>，否则必须填写<nexthop-adF协议概述
可适应大规模网络
路由变化收敛速度快 无路由自环
支持变长子网掩码VLSM
支持等值路由 支持区域划分 提供路由分级管理 支持验证 支持以组播地址发送协议报文
29
OSPF协议的一些基本概念
Router ID 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。 协议号
23
RIP协议概述
• RIP最多支持以跳数为衡量标准，最多15跳。 • RIP协议适用于中小型网络，有RIP-1和RIP-2。
24
RIP协议配置命令
启动RIP协议，进入RIP协议配置视图 [Router] rip 在指定的网络上使能RIP [Router-rip] network { network-number | all } 指定接口版本（接口视图下） rip version 1 rip version 2[broadcast|multicast] 配置RIP-2路由聚合 [Router-rip] summary
路由基础知识简介
计算机网络路由基础知识介绍路由器的工作原理和路由算法
计算机网络路由基础知识介绍路由器的工作原理和路由算法计算机网络是指通过通信线路将分布在不同地理位置的计算机互相连接起来，实现信息传输和资源共享。
而路由是计算机网络中至关重要的一个概念，它涉及到数据的传输路径选择和网络的拓扑结构。
本文将介绍路由器的工作原理和常见的路由算法。
一、路由器的工作原理路由器是计算机网络中用于实现分组交换的设备，其主要功能是根据网络层的地址信息，将数据包从源主机传输到目标主机。
路由器的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 数据包接收：路由器通过其接口从网络中接收到达的数据包。
2. 数据包解封：路由器将数据包的首部信息解封，获得源主机地址和目标主机地址等信息。
3. 路由选择：根据路由表中的路由信息，路由器选择最佳的路径将数据包发送到目标主机。
4. 数据包转发：路由器根据路由选择的结果，将数据包发送到下一个路由器或目标主机。
5. 数据包封装：路由器将数据包进行封装，添加新的首部信息，以便下一个路由器或目标主机进行正确的解析。
二、路由算法路由算法是指路由器根据一定的规则和算法来选择最佳的传输路径。
常见的路由算法有以下几种：1. 静态路由算法：静态路由算法是指管理员手动配置路由器的路由表，不会根据网络拓扑结构和流量变化进行动态调整。
这种算法适用于网络稳定且不会频繁变化的情况。
2. 动态路由算法：动态路由算法是指路由器根据网络拓扑结构和流量变化动态调整路由表。
常见的动态路由算法有距离向量路由算法（Distance Vector Routing）和链路状态路由算法（Link State Routing）等。
- 距离向量路由算法：距离向量路由算法是一种分布式的路由选择算法，它通过互相交换邻居节点的路由表，通过比较和更新距离信息来选择最佳路径。
常见的距离向量路由协议有RIP（Routing Information Protocol）和IGRP（Interior Gateway Routing Protocol）等。
交换与路由的知识点总结
交换与路由的知识点总结交换与路由是计算机网络中的两个核心概念，它们对于数据包在网络中的传输起着至关重要的作用。
以下是交换与路由的知识点总结：1. 交换（Switching）：- 二层交换：基于MAC地址进行数据包的转发。
交换机维护一个MAC地址表，用于记录每个接口上连接的设备的MAC地址。
- VLAN（虚拟局域网）：通过软件配置在交换机上创建隔离的网络分段，即使物理上连接到同一交换机，不同VLAN的设备也无法直接通信，除非通过路由器。
- STP（生成树协议）：防止网络中的环路产生，通过选举根桥接（Root Bridge）来决定数据包的转发路径。
2. 路由（Routing）：- 三层交换/路由：在交换机上实现路由功能，能够根据IP地址进行数据包的转发。
- 路由表：路由器中存储的一张表，记录了如何将数据包从源地址转发到目的地址的最佳路径。
- 静态路由与动态路由：静态路由是手动配置的，而动态路由是通过路由协议（如RIP, OSPF, BGP）自动学习和更新的。
3. 路由协议：- RIP（路由信息协议）：一种距离矢量路由协议，使用跳数作为度量标准，简单易于配置，但不适合大型网络。
- OSPF（开放最短路径优先）：一种链路状态路由协议，适用于大型和复杂的网络环境，提供快速收敛和更有效的路径选择。
- BGP（边界网关协议）：主要用于互联网上不同自治系统之间的路由决策，是一种路径矢量协议。
4. NAT（网络地址转换）：- 静态NAT：将内部网络中的私有IP地址一对一地映射到公共IP 地址。
- 动态NAT：从公共IP地址池中动态分配IP地址给内部设备。
- 端口地址转换（PAT）：允许多个设备共享一个公共IP地址，通过改变源端口号来区分不同的会话。
5. QoS（服务质量）：- 确保关键应用（如VoIP或视频会议）在网络中获得优先权，通过分类、标记、优先级排队等技术实现。
6. ACL（访问控制列表）：- 用于控制进出接口的数据流，可以基于IP地址、协议类型、端口号等条件来允许或拒绝流量。
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Routing Table 下一跳 10.2.0.1 度量值
10 11 9 8 7 6 5 4 12 1 2 3
下一跳
1 0 0
10.3.0.0
10.2.0.2
RTA
10.2.0.0/24 .1 10.1.0.0/24 .2
• RIP基于UDP，端口号520 • OSPF基于IP，协议号89 • BGP基于TCP，端口号179
动态路由协议的基本原理
• •
网络中所有路由器须实现相同的某种路由协议并已 经启动该协议 邻居发现
–
路由器通过发送广播报文或发送给指定的路由器邻居以主动把自己介 绍给网段内的其它路由器。 每台路由器将自己已知的路由相关信息发给相邻路由器。 每台路由器运行某种算法，计算出最终的路由来。 路由器之间通过周期性地发送协议报文来维护邻居信息。
接口 E1/0 E0/0 S0/0
20.2.0.0
…… 20.100.0.0
E0/0
S0/0
11 10 9 8 7
2
8
12 1 2 3 4 6 5
每隔30s向对方发送全部路由
• 假设RTA和RTB各有1000条路由，每条路由需占用20个字节 • 每次路由更新时，RTA和RTB之间单向需消耗至少160Kb的带宽资 源
Hello: Pri=2
Hello: Pri=1
Hello: Pri=0
DRothers
RTC
DRothers
RTD RTE
不具备选举 资格
• Hello包携带路由器优先级，优先级为0的路由器不具 备选举资格 • 先选举BDR，再选举DR • DR和BDR一旦选定，即使OSPF区域内新增优先级更高 的路由器，DR和BDR也不重新选举，只有当DR和BDR 都失效后，才参与选举
路由协议与可路由协议
•
路由协议
– –
路由器用来计算、维护网络路由信息的协议， 通常有一定的算法，工作在传输层或应用层。 常见的路由协议有RIP、OSPF、BGP等
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•
可路由协议
–
–
可被路由器转发的协议，工作在网络层。
常见的可路由协议有IP、IPX等
动态路由协议在协议栈中的位置
BGP TCP IP 链路层 物理层 RIP UDP Raw IP OSPF
• •
协议计算的正确性
–
协议使用的算法能够计算出最优的路由，且正确无自环。 当网络的拓扑结构发生变化之后，能够迅速感知并及时更新相应的路 由信息。 协议自身的开销（内存、CPU、网络带宽）最小。 协议自身不易受攻击，有安全机制。 协议可以应用在何种拓扑结构和规模的网络中。
路由收敛速度
–
•
协议占用系统开销
什么是OSPF
OSPF协议工作过程概述
OSPF启动 接口是否启动OSPF 启动 定时发送Hello包，寻找邻居 与DR/BDR交互链路状态， 邻居状态达到Full状态
没有
不做任何处理
计算路由
是否接收到 邻居的Hello包 没有 继续等待接收
有
邻居状态达到 2-WAY状态
DR/BDR 是否选举？ 未选举 进行DR/BDR选举
Protocol，路由信息协议），其原理简单，配置容易
RIP是Routing Information Protocol（路由信息 协议）的简称。 RIP是一种基于距离矢量（Distance-Vector）算 法的路由协议 。
RIP协议概述
RIP协议适用于中小型网络，分为RIPv1和RIPv2。
10.2.0.0/24
RTA
11 10 9 8 7 6 5 4 12 1 2 3
Routing Table
目标网络 10.1.0.0 接口 E1/0 度量值 Inf
10.1.0.0/24
10.1.0.0, Metric 1
RTC
• RTA和RTB收到路由不可达信息后进入抑制时间 • 抑制时间结束前，即使有新的设备发布路由RTA和RTB的路 由也不能更新
传递信息
Router ID 1.1.1.1 Router ID 2.2.2.2 10.1.0.1/24 10.1.0.2/24
邻居表
RTA
邻居ID 邻居地址 邻居状态 2-way
11 10 9 8 7 6 5 12 1 2 3 4
邻居表
RTB
邻居ID 邻居地址 邻居状态
2.2.2.2 10.1.0.2
已选举
仅与DR/BDR 建立邻接关系
选举完成
• OSPF协议工作过程主要有四个阶段：
– 寻找邻居、建立邻接关系、链路状态信息传递、计算路由
寻找邻居
Router ID 1.1.1.1 Router ID 2.2.2.2 10.1.0.1/24 10.1.0.2/24
RTA
邻居表 邻居ID 邻居地址 邻居状态 邻居表 邻居ID
动态路由协议原理
本章目录
>路由协议概述 >RIP路由协议原理及基础配置 >OSPF路由协议原理及基础配置 >ISIS路由协议原理及基础配置 >BGP路由协议原理及基础配置
引入
路由可以静态配置，也可以通过路由协议来自动生成
路由协议能够自动发现和计算路由，并在拓扑变化时
自动更新，无需人工维护，适用于复杂的网络
•
路由交换
–
•
•
路由计算
–
路由维护
–
IGP与EGP
AS100
外部网关协议（EGP）
BGP
AS200
RTA RTC RTD
RTB
内部网关协议（IGP）
RIP、OSPF、IS-IS
距离矢量协议与链路状态协议
•
距离矢量路由协议
–
RIP
–
BGP OSPF
IS-IS
•
链路状态路由协议
–
–
衡量路由协议的主要指标
Routing Table 目标网络 10.1.0.0 10.2.0.0 下一跳 10.2.0.1 度量值 1 0
10.3.0.0/24
10.3.0.0
-
0
Routing Table 目标网络 10.1.0.0 10.2.0.0
11 10 9 8 7 6 5 4 12 1 2 3
RIP路由表的维护
1.1.1.1 10.1.0.1
• •
以上是RTB获得RTA LSA的过程，RTA也通过相同的过程获得RTB的LSA 在RTB与RTA的LSA信息同步后，RTA在RTB邻居表内的状态变迁为Full状态
RTB
Routing Table 目标网络 10.2.0.0 10.3.0.0 下一跳 度量值 0 0
路由更新
Routing Table
RTA
度量值
0 0 1 10.1.0.0/24 .1
目标网络
10.1.0.0 10.2.0.0 10.3.0.0
下一跳
10.2.0.2
10.2.0.0/24 .2
RTB
• OSPF（Open Shortest Path First，开放最短 路径优先）是IETF 开发的基于链路状态的 自治系统内部路由协议 • OSPF仅传播对端设备不具备的路由信息， 网络收敛迅速，并有效避免了网络资源浪 费 • OSPF直接工作于IP层之上，IP协议号为89 • OSPF以组播地址发送协议包
RIPv2的改进
RIPv2支持以组播方式发送路由更新报文，组播 地址为224.0.0.9，减少网络与系统资源消耗。
RIPv2支持对协议报文进行验证，并提供明文验 证和MD5验证两种方式，增强安全性。
本章目录
>路由协议概述 >RIP路由协议原理及基础配置 >OSPF路由协议原理及基础配置 >ISIS路由协议原理及基础配置 >BGP路由协议原理及基础配置
RTB
10.3.0.0/24
Response
Response
周期性发送Response信息
拓扑变化在网络中的扩散
拓扑变 化引起 路由表 的更新 向RTB传 送更新 的路由 表
RTB
RTA
更新路由表
更新路由表
RIPv1的缺点
RTA
10.0.0.0/24
E1/0
S0/0 10.0.0.0, Metric 1
RTB
邻居地址 邻居状态
广播Hello包，尝试寻找可交换 路由信息的周边设备
Hello Hello
Hello Hello
接收到Hello包，找到 周边设备
邻居ID 2.2.2.2
邻居地址 邻居状态 10.1.0.2 init
邻居ID 1.1.1.1
邻居地址 邻居状态 10.1.0.1 init
Hello包中携带的参数协商成功
RIP支持水平分割、毒性逆转和触发更新等工作 机制防止路由环路。 RIP协议基于UDP传输，端口号520。
RIP路由表的初始化
Routing Table 目标网络 10.1.0.0 10.2.0.0 下一跳 度量值 0 0 Routing Table 目标网络 10.2.0.0 10.3.0.0 下一跳 度量值 0 0
触发更新，或 每隔30min更新
1.1.1.1 10.1.0.1
2-way
发送RTA具备的LSA概要
分析比较RTA与RTB 的链路信息
发送请求，要求获得RTB不具备的LSA 将RTB请求的LSA发给RTB 收到，谢谢！
邻居ID
邻居地址 邻居状态 Full