静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息.docx
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静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息
静态路由是指由网络管理员手工配置的路由信息。
当网络的拓扑结构或链路的状态发生变化时,网络管理员需要手工去修改路由表中相关的静态路由信息。
静态路由信息在缺省情况下是私有的,不会传递给其他的路由器。
当然,网管员也可以通过对路由器进行设置使之成为共享的。
静态路由一般适用于比较简单的网络环境,在这样的环境中,网络管理员易于清楚地了解网络的拓扑结构,便于设置正确的路由信息。
在一个支持DDR(dial-on-demandrouting)的网络中,拨号链路只在需要时才拨通,因此不能为动态路由信息表提供路由信息的变更情况。
在这种情况下,网络也适合使用静态路由。
静态路由优点:
使用静态路由的另一个好处是网络安全保密性高。
动态路由因为需要路由器之间频繁地交换各自的路由表,而对路由表的分析可以揭示网络的拓扑结构和网络地址等信息。
因此,网络出于安全方面的考虑也可以采用静态路由。
静态路由缺点:
大型和复杂的网络环境通常不宜采用静态路由。
一方面,网络管理员难以全面地了解整个网络的拓扑结构;另一方面,当网络的拓扑结构和链路状态发生变化时,路由器中的静态路由信息需要大范围地调整,这一工作的难度和复杂程度非常高。
动态路由协议:
RIP协议-路由信息协议,属于最早的动态路由协议优点:
节约成本,对资源消耗较低,配置简单,对硬件要求低,占用CPU、内存低,所以在小型网络中还有使用到。
缺点:
计算路由慢,链路变化了收敛慢,能够保存的路由表相对较小,最多只能支持15台设备的网络,只适用于小型网络
动态路由协议是网络中路由器之间相互通信、传递路由信息、利用收到的路由信息更新路由器表的过程,它能实时地适应网络结构的变化。
如果路由更新信息表发生了网络变化,路由选择软件就会重新计算机路由,并发出新的路由更新信息的约定。
一、概况
动态路由协议包括各种网络层协议,如rip、igrp、eigrp、ospf、bgp等。
以下是其管理距离:
RIP120
IGRP100
EIGRP90EIGRP汇总路由—5;外部EIGRP---170;
OSPF110
BGP200(从IBGP邻居收到的路由)外部BGP—20(从EBGP邻居收到的路由)
IS-IS150
未知255
二、动态路由协议
根据是否在一个自治域内部使用,动态路由协议分为内部网关协议(IGP)和外部网关协议(EGP)。
这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络。
自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议,常用的有RIP、OSPF;外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择,常用的是BGP和BGP-4。
下面分别进行简要介绍。
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。
同时路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其它路由器。
这样,正确的路由信息逐渐扩散到了全网。
RIP使用非常广泛,它简单、可靠,便于配置。
但是RIP只适用于小型的同构网络,因为它允许的最大站点数为15,任何超过15个站点的目的地均被标记为不可达。
而且RIP每隔30s一次的路由信息广播也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。
2、OSPF路由协议
80年代中期,RIP已不能适应大规模异构网络的互连,0SPF随之产生。
它是网间工程任务组织(IETF)的内部网关协议工作组为IP网络而开发的一种路由协议。
OSPF是一种基于链路状态的路由协议,需要每个路由器向其同一管理域的所有其它路由器发送链路状态广播信息。
在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的量度和其它一些变量。
利用OSPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息,并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径。
而基于距离向量的路由协议仅向其邻接路由器发送有关路由更新信息。
与RIP不同,OSPF将一个自治域再划分为区,相应地即有两种类型的路由选择方式:
当源和目的地在同一区时,采用区内路由选择;当源和目的地在不同区时,则采用区间路由选择。
这就大大减少了网络开销,并增加了网络的稳定性。
当一个区内的路由器出了故障时并不影响自治域内其它区路由器的正常工作,这也给网络的管理、维护带来方便。
3、BGP和BGP-4路由协议
BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议,用于多个自治域之间。
它既不是基于纯粹的链路状态算法,也不是基于纯粹的距离向量算法。
它的主要功能是与其它自治域的BGP交换网络可达信息。
各个自治域可以运行不同的内部网关协议。
BGP更新信息包括网络号/自治域路径的成对信息。
自治域路径包括到达某个特定网络须经过的自治域串,这些更新信息通过TCP传送出去,以保证传输的可靠性。
为了满足Internet日益扩大的需要,BGP还在不断地发展。
在最新的BGp4中,还可以将相似路由合并为一条路由。
4、路由表项的优先问题
在一个路由器中,可同时配置静态路由和一种或多种动态路由。
它们各自维护的路由表都提供给转发程序,但这些路由表的表项间可能会发生冲突。
这种冲突可通过配置各路由表的优先级来解决。
通常静态路由具有默认的最高优先级,当其它路由表表项与它矛盾时,均按静态路由转发。
路由共享。
三、路由协议
路由协议(RoutingProtocol):
用于路由器动态寻
路由协议
找网络最佳路径,保证所有路由器拥有相同的路由表,一般路由协议决定数据包在网络上的行走路径。
这类协议的例子有OSPF,RIP等路由协议,通过提供共享路由选择信息的机制来支持被动路由协议。
路由选择协议消息在路由器之间传送。
路由选择协议允许路由器与其他路由器通信来修改和维护路由选择表。
典型的路由选择方式有两种:
静态路由和动态路由。
1、静态路由
是在路由器中设置的固定的路由表。
除非网络管理员干预,否则静态路由不会发生变化。
由于静态路由不能对网络的改变作出反映,一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。
静态路由的优点是简单、高效、可靠。
在所有的路由中,静态路由优先级最高。
当动态路由与静态路由发生冲突时,以静态路由为准。
2、动态路由
是网络中的路由器之间相互通信,传递路由信息,利用收到的路由信息更新路由器表的过程。
它能实时地适应网络结构的变化。
如果路由更新信息表明发生了网络变化,路由选择软件就会重新计算路由,并发出新的路由更新信息。
这些信息通过各个网络,引起各路由器重新启动其路由算法,并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。
动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。
当然,各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。
3、静态路由和动态路由的适用情形
静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围,因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。
当一个分组在路由器中进行寻径时,路由器首先查找静态路由,如果查到则根据相应的静态路由转发分组;否则再查找动态路由。
路由信息协议(RIP)
简介
(RIP/RIP2/RIPng:
RoutingInformationProtocol)
RIP作为IGP(内部网关协议)中最先得到广泛使用的一种协议,主要应用于AS系统,即自治系统(AutonomousSystem)。
连接AS系统有专门的协议,其中最早的这样的协议是“EGP”(外部网关协议),目前仍然应用于因特网,这样的协议通常被视为内部AS路由选择协议。
RIP主要设计来利用同类技术与大小适度的网络一起工作。
因此通过速度变化不大的接线连接,RIP比较适用于简单的校园网和区域网,但并不适用于复杂网络的情况。
RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议,是因特网的标准协议,其最大的优点就是简单。
RIP协议要求网络中每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录。
RIP协议将“距离”定义为:
从一路由器到直接连接的网络的距离定义为1。
从一路由器到非直接连接的网络的距离定义为每经过一个路由器则距离加1。
“距离”也称为“跳数”。
RIP允许一条路径最多只能包含15个路由器,因此,距离等于16时即为不可达。
可见RIP协议只适用于小型互联网。
RIP2由RIP而来,属于RIP协议的补充协议,主要用于扩大装载的有用信息的数量,同时增加其安全性能。
RIPv1和RIPv2都是基于UDP的协议。
在RIP2下,每台主机或路由器通过路由选择进程发送和接受来自UDP端口520的数据包。
RIP协议默认的路由更新周期是30S。
RIP的特点
(1)仅和相邻的路由器交换信息。
如果两个路由器之间的通信不经过另外一个路由器,那么这两个路由器是相邻的。
RIP协议规定,不相邻的路由器之间不交换信息。
(2)路由器交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息。
即自己的路由表。
(3)按固定时间交换路由信息,如,每隔30秒,然后路由器根据收到的路由信息更新路由表。
(也可进行相应配置使其触发更新)
适用
RIP和RIP2主要适用于IPv4网络,而RIPng主要适用于IPv6网络。
本文主要阐述RIP及RIP2。
RIPng:
路由选择信息协议下一代(应用于IPv6)
(RIPng:
RIPforIPv6)RIPng与RIP1和RIP2两个版本不兼容。
RIP协议的“距离”其实就是“跳数”(hopcount),因为每经过一个路由器,跳数就加1。
RIP认为好的路由就是它通过的路由器的数目少,即“距离短”。
应用
RIP(RoutinginformationProtocol)是应用较早、使用较普遍的内部网关协议(InteriorGatewayProtocol,简称IGP),适用于小型同类网络,是典型的距离向量(distance-vector)协议。
文档见RFC1058、RFC1723。
RIP通过广播UDP报文来交换路由信息,每30秒发送一次路由信息更新。
RIP提供跳跃计数(hopcount)作为尺度来衡量路由距离,跳跃计数是一个包到达目标所必须经过的路由器的数目。
如果到相同目标有二个不等速或不同带宽的路由器,但跳跃计数相同,则RIP认为两个路由是等距离的。
RIP最多支持的跳数为15,即在源和目的网间所要经过的最多路由器的数目为15,跳数16表示不可达。
RIP概述
-RFC1058
-RIP采用贝尔曼—福德(Bellman-Ford)算法
-目前RIP有两个版本RIPv1和RIPv2。
-RIP有以下一些主要特性:
-RIP属于典型的距离向量路由选择协议。
-RIP消息通过广播地址255.255.255.255进行发送,RIPv2使用组播地址224.0.0.9发送消息,两者都使用UDP协议的520端口。
-RIP以到目的网络的最小跳数作为路由选择度量标准,而不是在链路的带宽和延迟的基础上进行选择。
-RIP是为小型网络设计的。
它的跳数计数限制为15跳,16跳为不可到达。
-RIP-1是一种有类路由协议,不支持不连续子网设计。
RIP-2支持CIDR及VLSM可变长子网掩码,使其支持不连续子网设计。
-RIP周期性进行完全路由更新,将路由表广播给邻居路由器,广播周期缺省为30秒。
-RIP的协议管理距离为120。
RIP是路由信息协议(RoutingInformationProtocol)的缩写,采用距离矢量算法。
在默认情况下,RIP使用一种非常简单的度量制度:
距离就是通往目的站点所需经过的链路数,取值为1~15,数值16表示无穷大。
RIP进程使用UDP的520端口来发送和接收RIP分组。
RIP分组每隔30s以广播的形式发送一次,为了防止出现“广播风暴”,其后续的的分组将做随机延时后发送。
在RIP中,如果一个路由在180s内未被刷,则相应的距离就被设定成无穷大,并从路由表中删除该表项。
RIP分组分为两种:
请求分组和响应分组。
RIP-1被提出较早,其中有许多缺陷。
为了改善RIP-1的不足,在RFC1388中提出了改进的RIP-2,并在RFC1723和RFC2453中进行了修订。
RIP-2定义了一套有效的改进方案,新的RIP-2支持子网路由选择,支持CIDR,支持组播,并提供了验证机制。
RIP-2的特性:
RIP-2是一种无类别路由协议(ClasslessRoutingProtocol)。
RIP-2协议报文中携带掩码信息,支持VLSM(可变长子网掩码)和CIDR。
RIP-2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。
RIP-2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。
RIP-2能够支持VLSM
随着OSPF和IS-IS的出现,许多人认为RIP已经过时了。
但事实上RIP也有它自己的优点。
对于小型网络,RIP就所占带宽而言开销小,易于配置、管理和实现,并且RIP还在大量使用中。
但RIP也有明显的不足,即当有多个网络时会出现环路问题。
为了解决环路问题,IETF提出了水平分割法,在这个接口收到的路由信息不会再从该接口出去(split-Horizon)。
分割范围解决了两个路由器之间的路由环路问题,但不能防止因网络规模较大、主要由延迟因素产生的环路。
触发更新要求路由器在链路发生变化时立即传输它的路由表。
这加速了网络的聚合,但容易产生广播泛滥。
总之,环路问题的解决需要消耗一定的时间和带宽。
若采用RIP协议,其网络内部所经过的链路数不能超过15,这使得RIP协议不适于大型网络。
RIP工作原理
1、初始化——RIP[1]初始化时,会从每个参与工作的接口上发送请求数据包。
该请求数据包会向所有的RIP路由器请求一份完整的路由表。
该请求通过LAN上的广播形式发送LAN或者在点到点链路发送到下一跳地址来完成。
这是一个特殊的请求,向相邻设备请求完整的路由更新。
2、接收请求——RIP有两种类型的消息,响应和接收消息。
请求数据包中的每个路由条目都会被处理,从而为路由建立度量以及路径。
RIP采用跳数度量,值为1的意为着一个直连的网络,16,为网络不可达。
路由器会把整个路由表作为接收消息的应答返回。
3、接收到响应——路由器接收并处理响应,它会通过对路由表项进行添加,删除或者修改作出更新。
4、常规路由更新和定时——路由器以30秒一次地将整个路由表以应答消息地形式发送到邻居路由器。
路由器收到新路由或者现有路由地更新信息时,会设置一个180秒地超时时间。
如果180秒没有任何更新信息,路由的跳数设为16。
路由器以度量值16宣告该路由,直到刷新计时器从路由表中删除该路由。
刷新计时器的时间设为240秒,或者比过期计时器时间多60秒。
Cisco还用了第三个计时器,称为抑制计时器。
接收到一个度量更高的路由之后的180秒时间就是抑制计时器的时间,在此期间,路由器不会用它接收到的新信息对路由表进行更新,这样能够为网路的收敛提供一段额外的时间。
5、触发路由更新——当某个路由度量发生改变时,路由器只发送与改变有关的路由,并不发送完整的路由表。
2、OSPF协议-开放最短路径优先协议,企业网主要使用的协议优点:
技术成熟,碰到的问题基本上在资料上都能够查到,收敛快,由于cisco的力推,会使用的人多缺点:
收敛速度,安全性较ISIS差
OSPF动态路由协议的特点动态路由协议的特点动态路由协议的特点动态路由协议的特点OSPF全称为开放最短路径优先。
“开放”表明它是一个公开的协议,由标准协议组织制定,各厂商都可以得到动态路由协议的细节。
“最短路径优先”是该动态路由协议在进行路由计算时执行的算法。
OSPF是目前内部网关协议中使用最为广泛、性能最优的一个动态路由。
采用OSPF动态路由协议的自治系统,经过合理的规划可支持超过1000台路由器,这一性能是距离向量动态路由如RIP等无法比拟的。
距离向量动态路由协议采用周期性地发送整张路由表来使网络中路由器的路由信息保持一致,这个机制浪费了网络带宽并引发了一系列的问题,下面对此将作简单的介绍。
路由变化收敛速度是衡量一个动态路由协议好坏的一个关键因素。
在网络拓扑发生变化时,网络中的路由器能否在很短的时间内相互通告所产生的变化并进行路由的重新计算,是网络可用性的一个重要的表现方面。
OSPF采用一些技术手段(如SPF算法、邻接关系等)避免了路由自环的产生。
在网络中,路由自环的产生将导致网络带宽资源的极大耗费,甚至使网络不可用。
OSPF协议从根本(算法本身)上避免了自环的产生。
采用距离向量协议的RIP等协议,路由自环是不可避免的。
为了完善这些动态路由协议,只能采取若干措施,在自环发生前,降低其发生的概率,在自环发生后,减小其影响范围和时间。
在IP(IPV4)地址日益匮乏的今天,能否支持变长子网掩码(VLSM)来节省IP地址资源,对一个路由协议来说是非常重要的,OSPF能够满足这一要求。
在采用OSPF动态路由协议的网络中,如果通过OSPF计算出到同一目的地有两条以上代价(Metric)相等的路由,该协议可以将这些等值路由同时添加到路由表中。
这样,在进行转发时可以实现负载分担或负载均衡。
在支持区域划分和路由分级管理上,OSPF动态路由协议能够适合在大规模的网络中使用,在协议本身的安全性上,OSPF使用验证,在邻接路由器间进行路由信息通告时可以指定密码,从而确定邻接路由器的合法性,与广播方式相比,用组播地址来发送协议报文可以节省网络带宽资源。
从衡量路由协议性能的角度,我们可以看出,OSPF协议确实是一个比较先进的动态路由协议,这也是它得到广泛采用的主要原因。
OSPFOSPFOSPFOSPF动态路由协议的工作原理动态路由协议的工作原理动态路由协议的工作原理动态路由协议的工作原理上文提到,OSPF动态路由协议是一种链路状态动态路由协议,那么OSPF是如何来描述链路连接状况呢?
抽象模型Model1表示路由器的一个以太网接口不连接其他路由器,只连接了一个以太网段。
此时,对于运行OSPF的路由器R1,只能识别本身,无法识别该网段上的设备(主机等);抽象模型Model2表示路由器R1通过点对点链路(如PPP、HDLC等)连接一台路由器R2;抽象模型Model3表示路由器R1通过点对多点(如FrameRelay、X.25等)链路连接多台路由器R3、R4等,此时路由器R5、R6之间不进行互联;抽象模型Model4表示路由器R1通过点对多点(如FrameRelay、X.25等)链路连接多台路由器R5、R6等,此时路由器R5、R6之间互联。
以上抽象模型着重于各类链路层动态路由协议的特点,而不涉及具体的链路层动态路由协议细节。
该模型基本表达了当前网络链路的连接种类。
在在在在OSPFOSPFOSPFOSPF动态路由协议中动态路由协议中动态路由协议中动态路由协议中,,,,分别对以上四种链路状态类型作了描述分别对以上四种链路状态类型作了描述分别对以上四种链路状态类型作了描述分别对以上四种链路状态类型作了描述对于抽象模型Model1(以太网链路),使用LinkID(连接的网段)、Data(掩码)、Type(类型)和Metric(代价)来描述。
此时的LinkID即为路由器R1接口所在网段,Data为所用掩码,Type为3(Stubnet),Metric为代价值。
对于抽象模型Model2(点对点链路),先使用LinkID(连接的网段)、Data(掩码)、Type(类型)和Metric(代价)来描述接口路由,以上各参数与Model1相似。
接下来描述对端路由器R2,四个参数名不变,但其含义有所不同。
此时LinkID为路由器R2的RouterID,Data为路由器R2的接口地址,Type为1(Router),Metric仍为代价值。
对于抽象模型Model3(点对多点链路,不全连通),先使用LinkID(连接的网段)、Data(掩码)、Type(类型)和Metric(代价)来描述接口路由,以上各参数与Model1相似。
接下来分别描述对端路由器R3、R4的方法,与在Model2中描述R2类似。
对于抽象模型Model4(点对多点链路,全连通),先使用LinkID(网段中DR的接口地址)、Data(本接口的地址)、Type(类型)和Metric(代价)来描述接口路由。
此时Type值为2(Transnet),然后是本网段中DR(指定路由器)描述的连接通告。
路由器在通报其获知的链路状态(即上面所述的参数)前,加上LSA头(LinkStateAdvertisementHead),从而生成LSA(链路状态广播)。
到此,路由器通过LSA完成周边网络的拓扑结构描述,并发送给网络中的其他路由器。
OSPF协议简介
OSPF(OpenShortestPathFirst开放式最短路径优先)[1]是一个内部网关协议(InteriorGatewayProtocol,简称IGP),用于在单一自治系统(autonomoussystem,AS)内决策路由。
与RIP相比,OSPF是链路状态路由协议,而RIP是距离矢量路由协议。
OSPF的协议管理距离(AD)是110。
OSPF起源
IETF为了满足建造越来越大基于IP网络的需要,形成了一个工作组,专门用于开发开放式的、链路状态路由协议,以便用在大型、异构的IP网络中。
新的路由协议已经取得一些成功的一系列私人的、和生产商相关的、最短路径优先(SPF)路由协议为基础,在市场上广泛使用。
包括OSPF在内,所有的SPF路由协议基于一个数学算法—Dijkstra算法。
这个算法能使路由选择基于链路-状态,而不是距离向量。
OSPF由IETF在20世纪80年代末期开发,OSPF是SPF类路由协议中的开放式版本。
最初的OSPF规范体现在RFC1131中。
这个第1版(OSPF版本1)很快被进行了重大改进的版本所代替,这个新版本体现在RFC1247文档中。
RFC1247OSPF称为OSPF版本2是为了明确指出其在稳定性和功能性方面的实质性改进。
这个OSPF版本有许多更新文档,每一个更新都是对开放标准的精心改进。
接下来的一些规范出现在RFC1583、2178和2328中。
OSPF版本2的最新版体现在RFC2328中。
最新版只会和由RFC2138、1583和1247所规范的版本进行互操作。
链路是路由器接口的另一种说法,因此OSPF也称为接口状态路由协议。
OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库,生成最短路径树,每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。
OSPF路由协议是一种典型的链路状态(Link-state)的路由协议,一般用于同一个路由域内。
在这里,路由域是指一个自治系统(AutonomousSystem),即AS,它是指一组通过统一的路由政策或路由协议互相交换路由信息的网络。
在这个AS中,所有的OSPF路由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库,该数据库中存放的是路由域中相应链路的状态信息,OSPF路由器正是通过这个数据库计算出其OSPF路由表的。
作为一种链路状态的路由协议,OSPF将链路状态广播数据LSA(LinkStateAdvertisement)传送给在某一区域内的所有路由器,这一点与距离矢量路由协议不同。
运行距离矢量
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