动态路由协议之RIP和OSPF总结

一、动态路由的追求

1.收敛速度快;
2.选择路径佳;
3.占用资源少。

二、动态路由的分类

1、基于AS(Autunomous System,自治系统,使用编号0-65535表示,其中0-64511为私有AS号,64512-65535公有AS号)可以划分为:
IGP(内部网关协议):AS之内使用(RIP、OSPF、EIGRP(cisco私有)、ISIS)
EGP(外部网关协议):AS之间使用(BGP)
2、IGP协议的分类:
1.基于工作特点:
DV型:距离矢量型—共享路由表,传闻型协议 ,更新量小,RIP/EIGRP
LS型:链路状态型—共享拓扑信息 ,更新大 ,防环,OSPF/ISIS
2、基于更新时是否携带子网掩码
无类别–更新时携带真实的掩码
有类别–更新时不携带真实掩码,而是携带主类掩码(只有RIPv1,其余全为无类别)

三、RIP(版本:RIPv1 RIPv2–IPV4 RIPng–IPv6,数据包为update数据包)

1、特点
1.标准的DV型协议–共享路由表;
2.基于UDP协议 ,端口号为520;
3.存在周期更新机制–30s的周期(保活、确认);
4.RIP协议优先级100;
5.RIP使用跳数作为度量值COST,最大跳数15跳,16跳认为不可达。
6.RIP使用异步周期更新机制:
异步更新–同步更新可能导致网络更新量大,出现拥塞。
周期更新–保活(hello) 确认(ack)

2、RIPv1和RIPv2的区别
1.更新方式(发送RIP数据包的方式):RIPv1使用广播发送;RIPv2使用组播地址发送,224.0.0.9。
2.更新时是否携带掩码:RIPv1不携带(携带主类掩码);RIPv2携带真实掩码且仅RIPv2支持手工认证(路由器之间的身份核实。)

3、RIP防环机制
1.水平分割–同一条路由条目,从此口进不从此口出(目的是消除重复更新,可以破除线型/星型拓扑的环路,为了避免重复,尤其在MA环境下。)
2.毒性/逆转水平分割(核心破环机制)–类似于一种触发更新(触发更新:一旦检测到路由崩溃,立即广播刷新报文,不会等到下一刷新周期。)
3.抑制计时器:防止路由表频繁翻动,增加了网络稳定性。

4、配置
[r1]rip 1
[r1-rip-1]version 2
[r1-rip-1]undo summary //关闭自动汇总
[r1-rip-1]network 172.16.0.0

5、Cisco和华为RIP区别:
1.在邻居间共享路由时,Cisco除使用水平分割机制外,同时不共享邻居间直连网段路由;华为在水平分割的同时,传递邻居间直连网段路由,但度量为16(但华为的这种16跳会在周期更新几次后停止);
2.华为中只有毒性逆转水平分割,不存在逆转行为;仅进行毒性行为,多周期几次。

四、OSPF

1、数据包类型
1.结构
在这里插入图片描述
根据OSPF数据包type字段数值的不同,OSPF数据包类型分为5种。
type=1:hello数据包–用于邻居、邻接关系的发现、建立和保活以及DR/BDR的选举,hello time 默认10s或30s。
type=2:数据库描述包(DBD)–该包在链路状态数据库交换期间产生,对OSPF的网络拓扑进行描述。
type=3:链路状态请求包(LSR)
type=4:链路状态更新包(LSU)–存储和传递路径信息。
type=5:链路状态确认包(LSack)–对收到的LSU进行确认。

2、状态机(8种)

  1. Down:一旦本地发出hello包进入下一个状态;
  2. Init:初始化–路由器收到目标地址为224.0.0.5的组播hello包,则立即进行回应(单播Hello包,内有本地和目标的RID,此时未放入邻居表),另一路由器收到单播的Hello回应包若存在本地的RID进入下一个状态(2way);
  3. 2way:双向通讯–邻居关系建立的标志 (此时双方互相加入邻居表)
  4. Exstart:预启动–只存在DRRTOHER和DR/BDR之间,DROTHRE之间会永远停留在建邻状态,使用类似hello的DBD进行主从关系的选举,RID大为主优选进入下一状态
  5. Exchange:准交换–由DR发起交换,DRTOHER和BDR将自己的DBD发给DR(使用真正的DBD进行数据库目录的共享,需要使用ACK确认),DR负责组播给范围内所有的路由器。
  6. Loading:加载–使用LSR/LSU/LSAck来获取未知的LSA信息;
  7. Full:转发–邻接关系建立的标志
  8. 特殊状态attempt:路由器尽可能的去建立邻居,未收到对方的Hello包,但是还是每个Hello Time结束后继续向对方发送Hello包(只会出现在NBMA网络类型中)。

3、各个类型的LSA
1.Router LSA,由区域内所有路由器产生,并且只能在本个区域内泛洪广播,这些LSA通告列出了路由器所有的链路和接口,并指明了它们的状态和沿每条链路方向出站的度量。
2、Network LSA,由区域内的DR或BDR路由器产生,包括DR和BDR连接的路由器的链路信息。
3、Network summary LSA,由ABR产生,可以通知本区域内的路由器通往区域外的路由信息。
4、ASBR summary LSA ,是由ABR产生,它是一条指向ASBR路由器地址的主机路由。
5、自治系统外部LSA (Autonomous system external LSA),由ASBR产生,告诉相同自治区的路由器通往外部自治区的路径。
6.组成员LSA,组播OSPF使用的LSA。
7.NSSA外部LSA (NSSA External LSA),由ASBR产生,NSSA区域中的ASBR宣告外部网络,在NSSA区域的ABR上,默认会把此LSA7转换为LSA5。

4、特殊区域(不能是骨干区域,不能存在虚链路)
1.同时不存在ASBR
(1)末梢区域,该区域(所有设备均需要定义,否则无法建立邻居关系)拒绝4/5的LSA进入;由该区域连接骨干区域的ABR设备,向区域内发送一条3类的缺省路由。
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]stub

(2)完全末梢区域,在末梢区域的基础上进一步拒绝3类的LSA;仅保留一条3类的缺省路由(配置思路:先将该区域配置为末梢区域,然后仅在ABR上定义完全末梢即可)
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]stub no-summary

2.同时存在ASBR
(1)NSSA 非完全末梢区域(该区域内所有设备均需要定义,否则无法建立邻居关系),拒绝非本区域内部产生4/5LSA,本区域ASBR产生的5类将通过7类LSA传输,到达ABR处进入骨干区域时,由7类转换回5类(在cisco设备中为了避免环路的出现,OSPF协议在NSSA区域配置完成后,不会自动产生缺省路由;而是由管理员在缺省网络无环的前提下,手工添加;在华为的设备中让由该区域连接骨干0的ABR自动下发一下7类缺省)。
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]nssa

(2)完全NSSA – 完全的非完全末梢区域;在普通NSSA的基础上,近一步拒绝3类的LSA,由ABR产生一条3类缺省(配置思路:先将该区域配置为普通的NSSA,然后仅在ABR上定义完全NSSA即可)。
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]area 1
[r1-ospf-1-area-0.0.0.1]nssa no-summary
特别注意事项:由于特殊区域将自动产生缺省路由,指向骨干;故ISP所连接的位置很关键,否则将可能与特殊区域产生的缺省路由互为环路;要求ISP所在位置的OSPF区域不要做任何特殊区域配置;

5、选路规则

  1. AD(管理距离)无关:
    (1)一台路由器从两个OSPF邻居处学习到了两条相同的路由时,仅比较度量值,不关注管理距离;因为仅针对一台邻居进行管理距离修改的结果是要么两台都被改,要么修改失败(关注IOS版本,有时修改RID大路由器管理距离生效,有时需要修改RID小的设备).

(2)O IA 3类,O IA 与 O IA路由相遇,到达相同目标的两条3类路由,这两条路由均通过非骨干传递,仅关注cost值,不关注管理距离**(若一条通过骨干区域传递,另一条同过非骨干区域传递–非骨干传递的路由无效;
OSPF的区域水平分割:区域标号为A的3类LSA,不能回到区域A)。**

  1. OE 与OE (E为5类,N 为7类)-- 默认所有重发布进入路由条目均为类型2,类型2在路由表中cost值不会显示沿途的累加,仅显示起始度量;
    两条均为OE2或者均为N2,起始度量相同; 关注沿途的累加度量 (OE2路由在表中度量默认不显示内部度量,仅显示起始度量);
    两条均为OE2或者均为N2,起始度量不同;优先起始度量小的路径(以上设计是便于管理员快速干涉选路)。
    OE1路由仅比较总度量(起始度量+沿途累加),仅修改起始度量不一定能干涉选路,必须在修改或使得总度量产生区别才能干涉选路。

  2. 拓扑优于路由(1/2类LSA计算所得路由优于3/4/5/7类计算所得路由)
    (1) 内部优于外部
    (2) 3类优于4/5/7类
    (3) 类型1优于类型2 ,E1优于E2,N1优于N2,E1优于N2,N1优于E2;
    (4) E1与N1相遇,或E2与N2相遇,先比总度量(起始+沿途)小优;度量一致5类优于7类。

6.OSPF网络接口类型

网络类型 OSPF网络接口类型及特征
环回 loopback,无hello包,由32位主机路由发送
串口 point to point,hello time 10s,自动建邻,不选举DR/BDR,如HDLC/PPP
BMA broadcast,hello time 10s,自动建邻,选举DR/BDR,如以太网
NBMA point to multicast(点对多点信道广播),hello time 30s,自动建邻,不选举DR/BDR,如帧中继/MGRE

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