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路由协议培训

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2019-06-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《路由协议培训ppt》,可适用于综合领域

路由协议培训路由协议基础路由:指导IP报文发送的路径信息路由协议:发现、计算、控制、传播路由信息路由表:路径信息的集合路由匹配:优先匹配明细路由再匹配缺省路由。匹配原则:与操作。最长匹配原则:掩码更长、路由更明细路由器决策路由:找不到明细走缺省路由查看系统路由表的命令:disiproutingtable路由的来源:链路层协议发现的路由(直连网段)手工配置静态路由动态路由协议发现的路由动态路由协议分类按算法分:距离矢量算法:RIP、BGP链路状态算法:OSPF、ISIS按使用范围分:IGP:RIP、OSPF、ISISEGP:BGP*IGP:内部网关协议在一个自治域系统内部使用EGP:外部网关协议OSPF协议原理OSPF(OpenShortestPathFirst):开放最短路径优先协议OSPF是IGP内部网关协议的一种基于链路状态算法。距离矢量路由选择协议收敛速度慢和跳数限制等的局限性变得更加明显于是出现了链路状态路由选择协议以扩展网络规模。所谓链路就是在网络中两个路由器间的连接链路状态包括诸如其传输速度和延迟等级等一些属性。*OSPF基本特点(一)支持无类域间路由(CIDR):OSPF是专门为TCPIP环境开发的路由协议显式支持无类域间路由(CIDR)和可变长子网掩码(VLSM)。(用于路由聚合OSPF、ISIS、BGP和RIP的V版本均支持)无路由自环:由于路由的计算基于详细链路状态信息(网络拓扑信息)因此OSPF计算的路由无自环。收敛速度快(相对于RIP来说收敛快)触发式更新一旦拓扑结构发生变化新的链路状态信息立刻泛洪对拓扑变化敏感。*OSPF基本特点(二)使用IP组播收发协议数据(OSPF的组播地址:T)OSPF路由器使用组播和单播收发协议数据因此占用的网络流量很小支持多条等值路由当到达目的地的等开销路径有多条时流量被均衡地分担在这些等开销路径上支持协议报文的认证(接口认证、区域认证)OSPF路由器之间交换的所有报文都被验证链路状态算法的路由计算过程OSPF最显著的特点是使用链路状态算法区别于早先的路由协议使用的距离矢量算法。每个路由器通过泛洪链路状态通告(LSA)向外发布本地链路状态信息(例如可用的端口可到达的邻居以及相邻的网段等)每一个路由器通过收集其它路由器发布的链路状态通告以及自身生成的本地链路状态通告形成一个链路状态数据库(LSDB)。LSDB描述了路由域内详细的网络拓朴结构。所有路由器上的链路状态数据库是相同的。通过LSDB每台路由器计算一个以自己为根以网络中其它节点为叶的最短路径树。每台路由器计算的最短路径树给出了到网络中其它节点的路由表。**OSPF协议计算路由过程()每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树*OSPF支持的网络类型(一)网络类型:是指运行OSPF网段的二层链路类型。OSPF定义了四种网络类型分别是点到点网络广播型网络NBMA网络和点到多点网络。点到点网络:是指只把两台路由器直接相连的网络。广播型网络:是指支持两台以上路由器并且具有广播能力的网络。*OSPF支持的网络类型(二)非广播网络是指支持两台以上路由器互连但是不具有广播能力的网络。在非广播网络上OSPF有两种运行方式非广播多路访问和点到多点。非广播多路访问(NBMA):在NBMA网络上OSPF模拟在广播型网络上的操作但是每个路由器的邻居需要手动配置。NBMA方式要求网络中的路由器组成全连接。例如使用SVC进行通信的ATM网络。点到多点:将整个非广播网络看成是一组点到点网络。每个路由器的邻居可以使用底层协议例如反向地址解析协议来发现。对于不能组成全连接的网络应当使用点到多点方式例如只使用PVC的不完全连接的帧中继网络。OSPF的基本概念自治系统(AutonomousSystem):一个自治系统是指使用同一种路由协议交换路由信息(即同一种选路策略)的一组路由器。RouterID:用于在自治系统中唯一标识一台运行OSPF的路由器的位整数每个运行OSPF的路由器都有一个RouterID。RouterID的格式和IP地址的格式是一样的推荐使用路由器Loopback的IP地址做为路由器的RouterID。邻居(Neighbor)和邻接(Adjacency)OSPF作为一个路由协议运行OSPF的路由器之间需要交换链路状态信息和路由信息在交换这些信息之前首先需要建立邻接关系。邻居路由器(Neighbor):有端口连接到同一个网段的两个路由器就是邻居路由器。邻居关系由OSPF的Hello协议维护。邻接(Adjacency):从邻居关系中选出的为了交换路由信息而形成的关系。并非所有的邻居关系都可以成为邻接关系不同的网络类型是否建立邻接关系的规则也不同。DR和BDR每一个含有至少两个路由器的广播型网络和NBMA网络都有一个指定路由器(DesignatedRouter,DR)和备份指定路由器(BackupDesignatedRouter,BDR)。DR和BDR的作用:、减少邻接关系的数量从而减少链路状态信息以及路由信息的交换次数这样可以节省带宽降低对路由器处理能力的压力。一个既不是DR也不是BDR的路由器只与DR和BDR形成邻接关系并交换链路状态信息以及路由信息这样就大大减少了大型广播型网络和NBMA网络中的邻接关系数量。、在描述拓朴的LSDB中一个NBMA网段或者广播型网段是由单独一条LSA来描述的这条LSA是由该网段上的DR产生的。路由器分类内部路由器IR(InternalRouter):是指所有所连接的网段都在一个区域的路由器。属于同一个区域的IR维护相同的LSDB。区域边界路由器ABR(AreaBorderRouter):是指连接到多个区域的路由器。ABR为每一个所连接的区域维护一个LSDB。骨干路由器BR(BackboneRouter):是指至少有一个端口(或者虚连接)连接到骨干区域的路由器。包括所有的ABR和所有端口都在骨干区域的路由器。AS边界路由器ASBR(ASBoundaryRouter):是指和其他AS中的路由器交换路由信息的路由器这种路由器向整个AS通告AS外部路由信息。ASBR可以是内部路由器IR或者是ABR可以属于骨干区域也可以不属于骨干区域也就是说可以在网络中的任何地方。OSPF的区域划分区域是一组网段的集合。OSPF支持将一组网段组合在一起这样的一个组合称为一个区域中即区域是一组网段的集合。划分区域可以缩小LSDB规模减少网络流量。区域内的详细拓朴信息不向其他区域发送区域间传递的是抽象的路由信息而不是详细的描述拓朴的链路状态信息。每个区域都有自己的LSDB不同区域的LSDB是不同的。路由器会为每一个自己所连接到的区域维护一个单独的LSDB。由于详细链路状态信息不会被发布到区域外因此LSDB的规模大大缩小了。Area为骨干区域骨干区域负责在非骨干区域间发布由ABR汇总的路由信息(并非详细的链路状态信息)为了避免区域间路由环路非骨干区域之间不允许直接相互发布区域间路由信息。因此所有ABR都至少有一个接口属于Area即每个区域都必须连接到骨干区域。*划分区域*OSPF报文类型OSPF直接运行于IP协议之上使用IP协议号。OSPF有五种报文类型但是OSPF报文头部都是相同的。Hello报文发现及维持邻居关系选举DRBDR。DD报文(DatabaseDescription)通过携带LSA头部信息描述链路状态摘要信息(本端LSDB摘要)。LSR报文(LinkStateRequest)向对端请求本端没有或对端的更新的LSALSU报文(LinkStateUpdate)向对方发送其需要的LSALSAck报文(LinkStateAck)收到LSU之后进行确认*OSPF的邻居状态机**LSA分类RouterLSA(类Rtr标志)由每个路由器生成描述了路由器的链路状态和花费传递到整个区域NetworkLSA(类Net标志)由DR生成描述了本网段的链路状态传递到整个区域NetSummaryLSA(类Snet标志)由ABR生成描述了到区域内某一网段的路由传递到相关区域AsbrSummaryLSA(类ASB标志)由ABR生成描述了到ASBR的路由传递到相关区域ASExternalLSA(类ASE标志)由ASBR生成描述了到AS外部的路由传递到整个AS(STUB区域除外)*ISIS协议原理产生:ISIS最早是ISO为CLNP而设计的动态路由协议。发展:IETF在RFC中增加了ISIS对于IP的支持ISIS发展成为集成化ISIS。ISIS协议基本特点属于ISO协议族:ISIS起源于ISO协议族是ISO定义的OSI协议栈中无连接网络服务CLNS的一部分。无连接网络服务CLNS包括三个协议:CLNP:是面向无连接的一种网络协议类型于TCPIP中的IP协议。ISIS:是路由器至路由器之间的协议。ESIS:是路由器至主机之间的协议。CLNP、ISIS、ESIS三种协议都属于OSI模型中的网络层协议直接承载在数据链路层之上。ISIS协议基本特点(一)直接运行于链路层之上与大多数路由协议不同ISIS直接运行于链路层之上。邻居间通过传递协议数据包PDU来传递链路信息完成链路数据库的同步。PDU的格式分为三大部分:数据链路层头:OSIFamily固定为XFEFEISIS固定报文头:第一个字节为XISISTLVs:具体描述IS的链路状态。ISIS协议基本特点(二)链路状态路由协议:与OSPF功能类似但是具有更好的扩展性和区域可以容纳更多的路由器等特点。支持IP、OSI两种路由。支持灵活的TLV编址方式协议扩展性好。路由收敛速度快结构清晰适合于大规模网络。近年来得到越来越广泛的应用。ISIS协议基本特点(三)TLV编码方式:TLV即typelengthvalue。TLV编码方式是一种高效率扩展性好的协议报文编码方式。也称为CLV编码(codelengthvalue)TType:采用不同的值定义不同类型LLength:整个TLV三元组的长度VValue:TLV的实际内容最重要的部分TLV编码的优点:可扩展性好如果想增加对于新特性的支持只需增加新的TLV类型。ISIS协议相关术语(一)缩略语OSI中的概念IP中对应的概念ISIntermediateSystem中间系统Router路由器ESEndSystem端系统Host主机DISDesignatedIntermediateSystem指派中间系统DesignatedRouter(DR)OSPF中的选举路由器SysIDSystemID系统IDOSPF中的RouterIDPDUProtocolDataUnit报文数据单元IP报文LSPLinkStateProtocoldataunit链路状态协议数据单元OSPF中的LSA用来描述链路状态ISIS协议相关术语(二)缩略语OSI中的概念IP中对应的概念NSAPNetworkServiceAccessPoint网络服务访问点(网络层地址)IP地址NETNetworkEntityTitle网络实体标记IIHIStoISHelloPDUIS至IS间HelloOSPF中的Hello报文PSNP部分序列号数据包OSPF的ACK报文或LSR报文CSNP完全序列号数据包OSPF的DD报文分层(一)层次性:ISIS有两个级别区分两个层次Level:普通区域叫Level(L)Level:骨干区叫Level(L)骨干区Backbone是连续的Level路由器的集合由所有的L(含LL)路由器组成注意必须是连续(连通)的L和L运行相同的SPF算法一个路由器可能同时参与L和L分层(二)ISIS路由协议和OSPF路由协议一样采用分层的体系结构。ISIS路由协议采用两层结构:Level的普通区域和Level的骨干区域。Level的普通区域中所有的路由器必须有相同的区域地址相互间形成Level的邻居关系整个区域中只有Level层次上的链路数据库没有Level骨干区域的路由信息。Level的骨干区域由所有的Level路由器和LL路由器组成。该区域中路由器间形成Level的邻居关系拥有Level层次上的链路数据库和Level层次上的路由信息(由LL路由器在区域边界转化)LL路由器可以同时和L层次的路由器形成Level的邻居关系与L层次的路由器形成Level的邻居关系。所以LL路由器拥有把Level的链路状态数据库和Level的链路状态数据库在区域的边界完成把Level路由信息通告到Level骨干区域中。区域ISIS允许将整个路由域分为多个区域区域之间通过L(LL)路由器相连接一个路由器目前最多有个AreaID一个路由器必须整个属于某个区域而不能象OSPF那样是同一台路由器上不同的接口可以属于不同的区域。(ISIS的区域以链路为分界点OSPF的区域以端口为分界点)对于Level路由器来说只有属于同一个区域能可以建立邻居对于Level路由器则没有此同一区域限制。ISIS和OSPF协议比较相同点(一)ISIS和OSPF是链路状态路由协议的两个最典型的代表都采用SPF算法来计算路由由于具有快速收敛、无环路等特点ISIS和OSPF都能很好地支持大型网络但从全球的部署来看采用OSPF的还是占了多数而ISIS在近几年开始得到比较多的应用ISIS和OSPF一样采用Hello协议来维护邻居关系但在具体实现上有所不同ISIS和OSPF协议比较相同点(二)ISIS和OSPF都采用分层路由的概念都有骨干区域为网络规划提供了比较灵活而且实际的设计方案为了控制链路状态数据库的规模和复杂度ISIS和OSPF在广播网络上都选举DR来担任数据库同步的主要角色但在细节处理上还是有较大的差别ISIS和OSPF对路由开销的度量都采用了接口可配置的cost能够比较正确地反映网络的实际情况ISIS和OSPF协议比较不同点(一)ISIS最初为ISO的标准协议为CLNS设计的后来增加了对IP的支持而OSPF一开始就是IETF为IP网络设计的ISIS协议直接在上运行报文直接封装在链路层报文中支持CLNS、IP等多种协议OSPF报文封装在IP中只支持IP协议ISIS协议中整个路由器只能全部属于一个区域区域边界位于两个路由器之间路由的LSDB按Level来维护而OSPF按接口来一个路由器可以属于多个区域为每个区域维护一个LSDB数据库。ISIS和OSPF协议比较不同点(二)OSPF通过特殊的区域IDArea来定义骨干区而ISIS是通过连续的L路由器来组成骨干区ISIS采用的Hello协议比较简单OSPF比较复杂而且ISIS检查比较宽松邻居之间的Hello和Dead等间隔不一定必须一样不象OSPF要求必须一致才能形成邻居关系ISIS的LSP生存时间是从分钟(可配置)往下计算到来清除旧的LSP而OSPF是从往最大值涨到分钟(周期不可配置)来清除更新旧的LSA。ISIS和OSPF协议比较不同点(三)ISIS协议的DR选举比较简单而且是抢占式可预见的优先级最高的是DR优先级别为的也可能成为DR为了保证变动比较小OSPF协议DR选举机制比较复杂并不可预见优先级最高的不一定是DR优先级为的不可能成为DR并且有BDR的概念DR失败BDR立即承担DR的职责而ISIS没有BDRDR失败重新选举DRISIS不支持PMP类型的网络并且NBMA网络都只能设置为子接口模拟成PP来运行OSPF可以很好地支持以下各种网络类型:广播NBMAPPPMP标准的ISIS接口cost取值为:对链路层区分不够并且一个网络的metric达到就认为不可达而OSPF接口cost取值范围为:一个网络的metric达到才认为不可达。BGP协议概述BGP是外部路由协议用来在AS之间传递路由信息是一种增强的距离矢量路由协议可靠的路由更新机制丰富的Metric度量方法从设计上避免了环路的发生为路由附带属性信息支持CIDR(无类别域间选路)丰富的路由过滤和路由策略BGP协议概述BGP(BorderGatewayProtocol)是一种自治系统间的动态路由协议它的基本功能是在自治系统间自动交换无环路的路由信息通过交换带有自治系统号序列属性的路由策略。与OSPF和ISIS等在自治区域内部运行的协议对应BGP是一种EGP(ExteriorGatewayProtocol)协议而OSPF、ISIS等为IGP(InteriorGatewayProtocol)协议。BGP协议经常用于ISP之间。BGP路由协议的着眼点在于控制路由的传播和选择最好的路由而OSPF等IGP协议的着眼点在于发现和计算路由。通过携带AS路径信息以及BGP的路由通告原则可以解决自治系统之间与内部的路由环路问题。BGP为路由信息附带丰富的路由属性路由策略利用这些属性可以灵活的控制选路。BGP可靠的路由更新传送协议:TCP端口号:无需周期性更新周期性发送keepalive报文效验TCP的连通性路由更新:只发送增量路由(增加、修改、删除的路由信息)大大减少了BGP传播路由时所占用的带宽适用于在Internet上传播大量的路由信息。BGP协议初始化时发送所有的路由给BGP对等体同时在本地保存了已经发送给BGP对等体的路由信息。当本地的BGP收到了一条新路由时与保存的已发送信息进行比较如未发送过则发送如已发送过则与已经发送的路由进行比较如新路由更优则发送此新路由同时更新已改善信息反之则不发送。当本地BGP发现一条路由失效时(如对应端口失效)如果路由已发送过则向BGP对等体发送一个撤消路由信息。BGP两种邻居-IBGP和EBGPEBGPEBGPRTBRTCIBGPRTARTDRTEBGP两种邻居-IBGP和EBGP如果两个交换BGP报文的对等体属于同一个自治系统那么这两个对等体就是IBGP对等体(InternalBGP)如果两个交换BGP报文的对等体属于不同的自治系统那么这两个对等体就是EBGP对等体(ExternalBGP)虽然BGP是运行于自治系统之间的路由协议但是一个AS的不同边界路由器之间也要建立BGP连接只有这样才能实现路由信息在全网的传递为了建立AS和AS之间的通信我们要在它们之间建立IBGP连接。IBGP对等体之间不一定是物理上直连的只要TCP连接能够建立即可。为了IBGP对等体路由通告的可靠性我们一般采用loopback接口建立IBGP邻居关系同时必须指定路由更新报文的源接口。路由器一般默认要求EBGP对等体之间是有物理上的直连链路同时一般也提供改变这个缺省设置的配置命令。允许同非直连相连网络上的邻居建立EBGP连接这时需要修改EBGP的最大跳数。BGP路由通告原则多条路径时BGPSpeaker只选最优的给自己使用BGPSpeaker只把自己使用的路由通告给相邻体BGPSpeaker从EBGP获得的路由会向它所有BGP相邻体通告(包括EBGP和IBGP)BGPSpeaker从IBGP获得的路由不向它的IBGP相邻体通告BGPSpeaker从IBGP获得的路由是否通告给它的EBGP相邻体要依IGP和BGP同步的情况来决定连接一建立BGPSpeaker将把自己所有BGP路由通告给新相邻体BGP报文种类BGP报文有四种类型:Open:打招呼“你好跟我交个朋友吧!”KeepAlive:我还活着呢别不理我Update:有新闻Notification:我不跟你玩了!BGP协议的状态机ActiveOpensentOpenconfirmEstablishedIdleConnectConnectRetrytimerexpiryTCPconnectionfailsConnectRetrytimerexpiryStartOthersTCPconnectionfailsErrorErrorErrorKeepAlivetimerexpiryKeepAlivepacketreceivedKeepAlivetimerexpiryUpdatereceivedKeepAlivereceivedCorrectOPENpacketreceivedTCPconnectionsetupTCPconnectionsetupOthersBGP的路由属性(一)表达了路由的特征过渡和非过渡的必遵和可选的便于扩展截至目前共种属性原则上可扩展到种此页标题禁止有多级标题更不要出现所在章节的名称。此页标题要简练能直接表达出本页的内容。内容页可以除标题外的任何版式如图、表等。该页在授课和胶片+注释中都要使用。BGP的路由属性(二)从路由属性传递时的可选性来划分:必遵属性:在路由更新数据报文中必须携带的路由属性如果缺少必遵属性路由信息就会出错。可选属性:可以选择携带的属性。从路由属性传递时的范围来划分:过渡属性:具有AS间可传递性的属性就是过渡属性过渡属性的域值可以被传递到其他AS中去并继续起作用。非过渡属性:只在本AS内部传播出了自治系统该属性不再传递。常见BGP路由属性(一)、Origin、ASPath、Nexthop、MED、LocalPreference、AtomicAggregate、Aggregator、Community、OriginatorID、ClusterList、DestinationPref(MCI)、Advertiser(Baynet)、RcidPath(Baynet)、MPReachNLRI、MPUnreachNLRI、ExtendedCommunities常见BGP路由属性(二)Origin:起点属性。定义路由信息的来源标记一条路由是怎样成为BGP路由的。AsPath:AS路径属性。是路由经过的AS的序列即列出此路由在传递过程中经过哪些AS。它可以防止路由循环并用于路由的过滤和选择。Nexthop:下一跳属性。包含到达更新消息所列网络的下一跳边界路由器的IP地址。MED属性:当某个AS有多个入口时可以用MED属性来帮助其外部的AS选择一个好的入口路径。一条路由的MED值越小其优先级越高与Cost值类似LocalPreference:本地优先级属性。用于在AS内优选到达某一目的地的路由。反映了BGP发言人对每条BGP路由的偏好程度。属性值越大越优。Community:团体属性。团体属性标识了一组具有相同特征的路由信息与它所在的IP子网或自治系统无关。常见BGP路由属性(三)属性名必遵可选过渡非过渡Origin必遵过渡AsPath必遵过渡Nexthop必遵过渡MED可选非过渡Localpreference可选非过渡Community可选过渡BGP路由选择过程综合起来本地BGP路由选择的过程为:()如果此路由的下一跳不可达忽略此路由()选择本地优先级较大的路由(Localpreference属性)()选择本地路由器始发的路由(本地优先级相同)()选择AS路径较短的路由(AsPath属性)()依次选择起点类型为IGP,EGP,Incomplete类型的路由(Origin属性)()选择MED较小的路由(MED属性)如果MED值相等优先选择从EBGP对等体学来的路由()选择RouterID较小的路由(Nexthop属性)路由优先级(Preference)路由优先级由高至低:DirectOSPF(指OSPF域内路由)ISISStaticBGP路由的花费(Metric):静态路由开销为所以常用来做等值路由用于负载分担(低端设备支持条高端设备支持条)OSPF的路由开销由带宽来计算:的次方带宽接口优先级:数值越大越有效*IGP:内部网关协议在一个自治域系统内部使用EGP:外部网关协议********此页标题禁止有多级标题更不要出现所在章节的名称。此页标题要简练能直接表达出本页的内容。内容页可以除标题外的任何版式如图、表等。该页在授课和胶片+注释中都要使用。

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