交换机与路由器技术:动态路由协议、RIP路由协议和OSPF路由协议

一、动态路由协议

路由协议

  • 静态路由
    单向、需要管理员手动配置
  • 动态路由
    • 是在路由器设备上去启用某动态路由协议,进行自己直连网段的宣告从而相邻的路由器就可以学习到相邻的路由器所宣告的网段
    • 常见的动态路由协议
      • RIP:路由信息协议(距离矢量路由协议)
      • OSPF:开放式最短路径优先(内部网关协议)
      • BGP:边界网关协议
      • EIGRP:增强内部网关路由协议
      • lS-IS:中间系统到中间系统,最初是ISO (the International Organization for Standardization,国际标准化组织)为CLNP(Connection Less Network Protocol,无连接网络协议)设计的—种动态路由协议
    • 特点
      • 减少管理员的工作量
      • 增加了网络带宽。
    • 什么是内部,什么是边界
      • AS(自治系统)∶运行相同的路由协议的路由器属于同一个自治系统(内部网关)
      • 通过自治系统内连接外部的路由器,这个时候就需要有外部网关
      • 内部网关路由协议(IGP):用于在单一自治系统中去决策路由的,RIP、OSPF
      • 外部网关路由协议(EGP):用于连接不同自治系统,BGP
    • 动态路由协议需要考虑的内容
      • 度量值:跳数、带宽、负载、时延、成本……(每种动态路由协议考虑的度量值不同)
      • 收敛:使所有路由器的路由表达到一致的状态
      • 自治系统

二、RIP路由协议

1、基本概念

  • 一种内部网关路由协议,在单一自治系统内的路由器去传递路由信息靠跳数(metric)来衡量到达目的的距离
    • 最大15跳,16跳表示不可达
  • 每隔30秒向相邻的路由器发送路由更新消息,采用的UDP520端口
  • RIP动态路由协议是从相邻的路由器去学习对应的路由条目

2、RIP的版本

RIPv1

  • 有类路由协议(采用标准子网掩码)。广播更新
  • 不支持VLSM(可变长子网掩码,非标准子网掩码)。
  • 自动路由聚合,不可关闭
  • 不支持不连续子网

RIPv2

  • 无类路由协议(可以使用非标准子网掩码)
  • 组播更新(只会向运行了RIP的路由器发送更新消息)
  • 支持VLSM
  • 自动路由聚合,可以关闭
  • 支持不连续的子网

3、配置

实验一:RIPv1实验
1、放置器件并连接好
在这里插入图片描述
2、按照图来配置好各路由器的IP地址
这里仅给出路由器0的配置图片,其他同理在这里插入图片描述在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
3、开启路由。宣告自己直连的网段
路由器0:
在这里插入图片描述
路由器1:
在这里插入图片描述
路由器2:
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4、路由器0输入show ip route查看路由信息。
其中R就是学习到的
在这里插入图片描述
因为去20.0的网段下面的线路比上面的线路近,所以路由表只有下面链路的信息。
5、PC0去pingPC1肯定是走下面的路,因为路由表的信息就是这样的
在这里插入图片描述
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因为第一个报文发送是在初始化阶段,RIP还没有协商完,所以超时了
6、查看其他路由器的路由表
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
有些R学习有两条,是因为距离一样。

实验二:RIPv2
1、各种器件连接如图
在这里插入图片描述
2、按照上图配置各路由器的IP地址
路由器0:
在这里插入图片描述
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路由器1:
在这里插入图片描述
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路由器2:
这里前面路由器的g0/0预设为191是错误的,因为191是广播地址,我们应当要设置为190.
在这里插入图片描述
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3、路由器宣告与自己直连的网段
路由器0:
在这里插入图片描述
路由器1:
在这里插入图片描述
路由器2:
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4、路由器输入show ip route查看路由表,发现已经自动路由聚合成24位的网络段了。
在这里插入图片描述
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5、进入RIP设置,关闭路由聚合,但是因为是在宣告之后才关的,所以我们还是可以看到路由聚合的条目信息
在这里插入图片描述
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6、找某一路由器关机后开机,再次配置IP地址,和RIP设置,注意要在宣告之前关闭路由聚合,之后再来show ip route查看路由表
在这里插入图片描述
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发现还是进行路由聚合了。
推断:因为相邻的路由器已经进行路由聚合了,所以该重启的路由器还是会学到到相邻路由器的路由聚合。如果想要达到关闭路由聚合的效果的话,全部路由器都应当重启才行。

三、OSPF动态路由协议

1、基本概念

1、OSPE开放式最短路径优先路由协议,是一个内部网关路由协议(在同一个自治系统内进行决策路由)
2、链路状态路由协议:在单一区域内的路由器是向相邻路由器发送链路状态信息,网络收敛后形成网络拓扑
3、工作过程

  • 相邻的路由器首先建立邻接关系
  • 根据链路状态信息,形成对应链路状态数据库
  • 根据OSPF自己的算法,进行最短路径树
  • 最终形成路由表

在这里插入图片描述
从A到D,路由表的路径会是ABCD,因为这条路径cost最小

2、OSPF区域

OSPF区域是位于自治系统之内的

2.1、划分区域

  • 为了适应大型网络
  • 每个ospf的路由器只维护自己所在区域的链路状态信息·每个区域都有一个区域ID
    • 区域ID可以表示成—个十进制的数。
    • 也可以表示成一个IP地址
  • 骨干区域
    • 主要负责区域之间的路由信息传播,相当于交通枢纽
    • 区域ID:0或0.0.0.0
  • 非骨干区域
    • 普通区域
  • 默认情况下,所有非骨干区域都和骨干区域相连

2.2、单区域内容

  • 在同一个区域当中通过选举DR和BDR来节省网络中的流量
    • 区域中的其他路由器只会和DR、BDR建立邻接关系
  • DR和BDR的选举
    • 通过route ID进行选举,router ID最大的路由器作为DR,第二大的作为BDR
    • router ID
      • 首先选取路由器loopback上数值最高的地址
        • loopback它是路由器上的虚拟接口,是可以进行收发路由协议报文,也可以配置lP
      • 如果loopback 上没有配置地址,选取物理接口上最大的IP地址
      • 也可以直接使用命令route-id直接指定

2.3、OSPF的度量值

  • cost值(代价)
    • 基于链路带宽来决定
      带宽越大,代价越小
      100Mbps 1
      10Mbps 10

2.4、邻接关系建立

  • 以什么方式发送数据报文
    • 以组播方式发送
      • 224.0.0.5 代表所有OSPF路由器
      • 224.0.0.6 代表DR、BDR
  • 报文类型
    • hello报文:用于发现和维持邻居关系,用于选举DR和BDR
    • 数据库描述包(DBD):向邻居发送自己的链路状态描述信息
    • 链路状态请求包(LSR)
    • 链路状态更新包(LSU)
    • 链路状态确认包(LSAck)

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
根据邻居建立邻接关系,发送DBD同步链路,只向DR和BDR发送链路状态请求报文LSR,根据链路状态更新报文更新自己的链路状态信息确认链路状态信息

2.5、OSPF和RIP对比

RIP:rip1和rip2

  • rip1 ,不支持可变长子网掩码,使用广播更新
  • RIP2,使用组播更新
  • 跳数限制都是15跳
  • 不能划分区域,网络收敛慢

OSPF

  • 使用组播更新
  • 网络收敛快,通过区域划分
  • 支持可变长子网掩码,主要体现在宣告是携带子网掩码

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