管理距离

不同路由协议有不同的管理距离，管理距离值越小的优先级越高，路由选择优先选优先级高的路由。
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静态路由

  • 需要通过手工的方式进行添加及维护；
  • 适用于组网规模较小的场景，如果网络规模较大，则配置及维护的成本就会很高；
  • 无法根据拓扑的变化进行动态的响应

在大型的网络中，往往采用动、静态路由结合的方式进行部署。
配置方式：

  1. R1(config)# ip route network-address subnet-mask {ip-add | exit-interface}

示例：
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环回接口

Loopback接口，也叫环回口，是一个逻辑的、虚拟的接口；
使用全局配置命令interface loopback 加上接口编号可创建一个Loopback接口，创建完成后即可 为接口配置IP地址；
Loopback接口在手工创建后，除非人为shutdown，否则不会DOWN掉；
Loopback接口常用于：

  • 模拟路由器的直连网段，可用于测试；
  • 可用于设备管理（Loopback接口比较稳定）；
  • 供其他协议使用，例如OSPF、BGP、MPLS等；
  • SNMPTraps消息的源地址；

  • 其他用途（Loopback接口的用途十分广泛）。

    缺省路由

    1. ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 [IP|INT] # 出接口的地址

    动态路由协议

    使路由器之间能交换路由计算信息，从而路由器动态地学习到网络中的路由。

    RIP

  • RIP是应用及开发较早的路由协议，是典型的距离矢量路由协议

  • 适用于小型网络，最大跳数15跳（16跳视为不可达）
  • RIP是基于UDP的，使用端口号520

  • 在CISCO IOS平台上的管理距离为120

    距离矢量路由协议

    使用距离矢量路由协议的路由器并不了解网络的拓扑。该路由器只知道：

  • 自身与目的网络之间的距离

  • 应该往哪个方向或使用哪个接口转发数据包

路由器收敛完成：
当所有路由表包含相同网络可达性信息，网络（路由）进入一个稳态；
路由器继续交换路由信息；
当无新路由信息被更新时收敛结束 ，网络在达到收敛前无法完全正常工作

RIP解决环路问题机制

  1. 定义最大跳数
    • 定义当跳数达到16时认为不可达
  2. 水平分割
    • 从某个接口学习到的路由，不会再从这个接口更新出去
  3. 毒性路由
    • 当路由器感知到某个网段发生故障，可以立即泛洪该网段的路由（将其跳数设置为16跳，也 就是不可达），以此来快速刷新网络中其他路由器的路由表。
  4. 毒性逆转
    • 抑制计时器
  5. 触发更新
    • 拓扑发生变更时，路由器立即发送更新消息，而不等更新计时器超时

      RIP配置

      1. Router(config)# router rip
      2. Router(config-router)# version 1/2
      3. Router(config-router)# network network-number
      案例
      CN8LDC9{)1268BC77PIZTNE.png
      结果
      SOEI7DTT1E7C%1FGXO~8N{1.png

      RIPV2的路由汇总

      默认情况，rip version2 会将自己的路由条目进行汇总然后更新给其他路由器
      当路由汇总后出现同样的条目时，会进行等价的负载均衡
      如果想要进行人工汇总，建议首先关闭自动汇总，然后再进行手动汇总
      1. R1(config)#router rip
      2. R1(config-router)#version 2
      3. R1(config-router)#no auto-summary # 关闭rip的自动路由汇总
      4. R1(config-router)#int e0/0
      5. R1(config-if)#ip summary-address rip 172.16.0.0 255.255.252.0 # 手动
      6. 添加路由汇总

      OSPF

      简介

OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）是一种链路状态路由协议，无路由循环 （全局拓扑），属于IGP。RFC 2328，“开放”意味着非私有的，对公众开放的。

OSPF的报文封装
OSPF协议包直接封装于IP，协议号89。

OSPF协议使用的组播地址
所有OSPF路由器——224.0.0.5；DR BDR——224.0.0.6
OSPF路由协议的管理距离：110

三张表

M93I7@N9DZJE7DG@T)TV{AB.png

  1. R2#show ip ospf nei
  2. Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface
  3. 3.3.3.3 1 FULL/DR 00:00:31 192.168.23.3 Ethernet0/1
  4. 1.1.1.1 1 FULL/BDR 00:00:39 192.168.12.1 Ethernet0/0
  • Neighbor ID：邻居的id，这个id通常是由环回接口选的，并且是优先选取地址大的作为id
  • Pri：优先级
  • Dead Time：死亡时间，每十秒钟会更新一次，如果40秒倒计时结束还没有收到邻居的hello包， 认为邻居死亡

  • State：邻居的状态

    • DR
      • DR的作用：多路访问中为了减少邻接关系（N平方的问题）和LSA的洪泛，采用DR机 制,BDR提供了备份
      • MA网络上的所有路由器均与DR、BDR建立邻居关系
    • BDR
      • 选举规则
      • 接口优先级数字越大越优先（优先级为0不能参与DR的选举）
      • Router ID越大越好
      • 稳定压倒一切（非抢占）
      • 通过控制接口优先级是控制DR选举的好办法
      • DR的选举是基于接口的，如果说某个路由器是DR，这种说法是错误的
    • 在某些以太网中并不需要建立DR、BDR的过程，可以将模式修改为point-to-point来加速邻居 建立的过程
      1. R2(config)#int e0/0
      2. R2(config-if)#ip ospf network point-to-point
      3. R1#sh ip ospf neighbor
      4. Neighbor ID Pri State Dead Time Address Interface
      5. 2.2.2.2 0 FULL/ - 00:00:32 192.168.12.2 Ethernet0/0
      6. # 状态中是没有DR或者BDR的

  • OSPF COST

    • OSPF接口COST＝参考带宽（10的8次方）/ 接口带宽
    • 接口带宽为接口逻辑带宽，可以使用bandwith命令调整，主要用于路由计算，而不是接口物 理带宽，但一般情况：接口逻辑带宽＝接口物理带宽。
    • 手工修改接口Cost的方法
      1. Router(config)# int e0/0
      2. Router(config-if)# ip ospf cost 100   ## 该命令在接收路由的入口上配置，也就是数据流量的出
      3. 口

      邻居建立过程

  1. Down：路由器未开始运行OSPF
  2. init：路由器收到对方发来的hello，但没有发现自己的router-id
  3. Two-way：路由器收到对方发过来的hello中，是包含有自己的Router-ID ，表示双方已经正常通信。如果是广播网络类型，在这个阶段会等待40s种，等所有路由器的Hello都充分交换，然后选 择Router-id最大的作为DR，过时不候。
  4. Ex-Start： 路由器发送空的DBD数据报文，用来选举由谁来主导整个过程，最终是选择Router-id较大的。 L置位表示是否完成选举过程，M置位表示是否是最后一条消息，MS置位表示的是否是 MASTER
  5. Exchange： 路由器交换互相的DBD，可以理解为目录，从的节点率先发送给主节点，比对哪些LSA是自己没有的 。
  6. Loading：向对方发送请求的LSA，接受对方的LSA，可以理解为书的内容 ，并且回复ACK。
  7. Full：完成建立的过程

消息类型

  • hello包

用来建立以及维护邻居关系的数据包

  • DBD

链路状态数据库描述信息

  • LSR

链路状态请求，向邻居请求自己没有的信息

  • LSU

链路状态更新的信息，可以包含一条或者多条

  • ACK

确认消息，表示收到了

路由器角色

  • ABR
    • 区域边界路由器，负责各个区域的路由条目传递
    • 必须至少有一个接口和骨干区域相连
    • 必须至少有一个接口和非骨干区域相连
  • ASBR
    • AS边界路由器，负责将ospf以外的路由引入

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什么是LSA

LSA（链路状态广播）是链接状态协议使用的一个分组，它包括有关邻居和通道成本的信息。 LSA
被路由器接收用于维护它们的路由选择表。 LSA: Link-State Advertisement。

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  • LSA类型 | 类型 | 解释 | | —- | —- | | 1 | 路由器LSA | | 2 | 网络LSA | | 3 | 网络汇总LSA | | 4 | ASBR汇总LSA | | 5 | AS外部LSA | | 6 | 组成员LSA | | 7 | NSSA外部LSA | | 8 | 外部属性LSA | | 9 | Opaque LSA （链路本地范围） | | 10 | Opaque LSA （本地区域范围） | | 11 | Opaque LSA （AS范围） |

1类LSA

  • 每个路由器针对它所在的区域产生LSA1，描述每个路由器直连的链路的信息（包括链路类 型，Cost等）；
  • LSA1只允许在本区域内洪泛，不允许跨越ABR；

  • LSA中会标识路由器是否是ABR(B比特置位),ASBR（E比特置位）或者是Virtual-link（V比特置位） 的端点的身份信息

    1. R1#sh ip ospf database
    2. OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)
    3. Router Link States (Area 0)
    4. Link ID ADV Router Age Seq# Checksum Link count
    5. 1.1.1.1 1.1.1.1 88 0x80000005 0x006F8C 3
    6. 2.2.2.2 2.2.2.2 89 0x80000006 0x000BE6 3

    Link ID：链路ID，可以理解为目的地
    ADV Router：链路来自哪一个路由器
    Age：是计时器
    Seq：序列号，初始值为 0x80000001，每收到一次数据包更新一次这个数值会+1， 加到0x8fffffff
    达到最大，下一次变为 0x80000000，ospf认为0x80000000是不可用的
    Checksum：校验和

    2类LSA

  • 描述TransNet（包括Broadcast和NBMA网络）网络信息；

  • 由DR生成，描述其在该网络上连接的所有路由器以及网段掩码信息，以及这个MA所属的路由器；
  • LSA类型2只在本区域Area内洪泛，不允许跨越ABR；
  • Network LSA ID是DR进行宣告的那个接口的IP地址
  • Network LSA 中没有COST字段
    1. R1#sh ip ospf database network
    2. OSPF Router with ID (1.1.1.1) (Process ID 1)
    3. Net Link States (Area 0)
    4. LS age: 148
    5. Options: (No TOS-capability, DC)
    6. LS Type: Network Links
    7. Link State ID: 192.168.12.3 (address of Designated Router)
    8. Advertising Router: 3.3.3.3
    9. LS Seq Number: 80000002
    10. Checksum: 0x1484
    11. Length: 36
    12. Network Mask: /24
    13. Attached Router: 3.3.3.3
    14. Attached Router: 1.1.1.1
    15. Attached Router: 2.2.2.2

通过LSA1，LSA2在区域内洪泛,使区域内每个路由器的LSDB达到同步，计算生成标识为“O”的路
由，解决区域内部的通信问题。

3类LSA

  • 由ABR生成，实际上这就就是将区域内部的Type1 Type2的信息收集起来以路由子网的形式扩散出 去,是Summay LSA中Summay的含义（注意这里的summary与路由汇总没有关系）
  • Type 3 的链路状态ID是目的网络地址。
  • 如果—台ABR路由器在与它本身相连的区域内有多条路由可以到达目的地,那么它将只会始发单一的
  • 一条网络汇总LSA到骨干区域,而且这条网络汇总LSA是上述多条路由中代价最低的。
  • ABR收到来自同区域其它ABR传来的Type 3 LSA后重新生成新的Type3 LSA（Advertising Router改 为自己）然后继续在整个OSPF系统内扩散

4类LSA

ASBR Summary LSA由ABR生成，用于描述ABR能够到达的ASBR它的链路状态，链路状态ID为目 的ASBR的RID。

5类LSA

Autonomous System External LSA由ASBR生成用于描述OSPF自治域系统外的目标网段信息，链 路状态ID是目的地址的IP网络号。
外部路由通过重发布，引入OSPF路由域，相应信息(路由条目)由ASBR以LSA5的形式生成然后进入 OSPF路由域
OE2 开销= 外部开销；
OE1 开销= 外部开销+ 内部开销；

四类和五类的理解

  • 四类LSA告诉你怎么到达ASBR，由ABR产生

  • 五类LSA告诉你具体外部有哪些路由可以走，由ASBR产生

    7类LSA

  • NSSA中的外部LSA NSSA External LSA

  • 在NSSA(非完全存根区域)not-so-stubby area中ASBR针对外部网络产生类似于LSA5的LSA类型7, 链路ID是外部网路地址
  • LSA类型7只能在NSSA区域中洪泛，到达NSSA区域ABR后，NSSA ABR将其转换成LSA类型5外部路 由，传播到Area 0，从而传播到整个OSPF路由域
  • 生成路由缺省用ON2表示，也可指定为ON1；