距離矢量路由選擇協(xié)議-標(biāo)度IP實(shí)驗(yàn)室.ppt

距離矢量路由選擇協(xié)議,目標(biāo),完成本章后,你能: 描述距離矢量路由協(xié)議的特點(diǎn),并能舉例說(shuō)明. 描述距離矢量路由協(xié)議在實(shí)際中可能出現(xiàn)的問(wèn)題,并能熟悉各種不同的解決方法.,運(yùn)行距離矢量的路由器就關(guān)心兩個(gè)問(wèn)題：某一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)在那個(gè)方向(direction),有多遠(yuǎn)(how far),距離矢量路由選擇協(xié)議,c,b,a,routing table,routing table,routing table,routing table,distance: how far vector: in which direction,d,a,b,c,d,距離矢量路由協(xié)議原理,s1/1,s0/0,s0/0,整個(gè),路由表,路由器,b,路由器,a,路由器,b,s1/1,整個(gè),路由表,路由器,a,運(yùn)行距離矢量路由協(xié)議的路由器定期向自己的鄰居廣播或組播更新自己的整個(gè)路由表,運(yùn)行距離矢量的路由器就關(guān)心兩樣事情: 1、將路由表通過(guò)廣播或組播的形式發(fā)送給所有配置了該協(xié)議的接口。 2、從接口接收鄰居路由器發(fā)送來(lái)的路由信息，并根據(jù)距離和矢量的組合放入到路由表中。,距離矢量協(xié)議拓?fù)渥兓?定期更新：就是每經(jīng)過(guò)特定時(shí)間周期就要發(fā)送更新信息。 廣播更新：路由器向廣播地址(255.255.255.255)發(fā)送更新消息,使用相同路由協(xié)議的鄰居路由器將會(huì)收到廣播數(shù)據(jù)包并采取相應(yīng)的動(dòng)作。不關(guān)心路由更新消息的主機(jī)和其他設(shè)備僅僅丟棄該數(shù)據(jù)包。 全路由表更新：大多數(shù)距離矢量路由協(xié)議使用非常簡(jiǎn)單的方式告訴鄰居它所知道的一切，該方式就是廣播它的整個(gè)路由表。 鄰居在收到這些更新信息之后，他們會(huì)收集自己需要的信息，而丟棄其他信息。,使用度量值(metric)來(lái)選擇最佳路由,rip使用hop(跳數(shù))作為度量值。 eigrp使用帶寬、延遲、負(fù)載、可靠性、mtu的組合作為 度量值；缺省只使用帶寬和延遲。 帶寬：使用到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)所經(jīng)過(guò)路徑中的最小帶寬。 延遲：是到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)所經(jīng)過(guò)路徑所用時(shí)間的總和。,當(dāng)有多條路徑到達(dá)相同目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，路由器需要一種機(jī)制來(lái)計(jì)算最尤路徑。,eigrp bandwidth delay load reliability mtu,56k,56k,e1:2048k,e1:2048k,a,b,距離矢量的路由更新是一跳一跳發(fā)生的,每個(gè)路由器就是一跳. 當(dāng)拓?fù)洵h(huán)境產(chǎn)生變化時(shí)(一般是鏈路down或up,路由策略等)會(huì)產(chǎn)生路由的變化,對(duì)于距離矢量路由協(xié)議來(lái)說(shuō),不同的路由協(xié)議處理方式也不同.有的是定期更新,有的觸發(fā)(增量)更新;有的用廣播來(lái)發(fā)送分組,有的用多播;我們后面會(huì)做詳細(xì)的介紹.,維護(hù)路由信息,收斂時(shí)間,收斂時(shí)間 （convergence time):從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化到網(wǎng)絡(luò)中所有路由器都知道這個(gè)變化的時(shí)間就叫 收斂時(shí)間,s0/0/0 pxr4,收斂時(shí)間,t0,t1,t2,t3,t4,鏈路失效,convergence,s0/0/0 pxr4,收斂時(shí)間,t0,t1,t2,t3,t4,鏈路失效,收斂:所有路由表都達(dá)到一致狀態(tài)的過(guò)程. 收斂時(shí)間:全網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息共享以及所有的路由器計(jì)算最優(yōu)路徑所話費(fèi)的時(shí)間的總和,拓?fù)浒l(fā)生變化后重新收斂需要一定的時(shí)間. 當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)處于未收斂狀態(tài)時(shí),路由器易受到錯(cuò)誤路由選擇信息的影響. 造成路由環(huán)路.(臨時(shí)的),r3,r1,r2,r5,r7,r6,直連路由,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,r1,r2,r3,路由器檢查自己的接口的ip地址和相關(guān)掩碼，即可推導(dǎo)出該接口所連接的網(wǎng)絡(luò)。 路由器把這些網(wǎng)絡(luò)連同某種標(biāo)記一起保存到路由表中，其中標(biāo)記指明了網(wǎng)絡(luò)是直連網(wǎng)絡(luò)。 路由器定期向自己的鄰居路由器發(fā)送這些數(shù)據(jù)包的拷貝，或者叫做routing update。,路由表更新過(guò)程（一）,在t0時(shí)刻，r1到r3正好可用，這時(shí)候三臺(tái)路由器所具有的唯一信息就是它們的直連網(wǎng)絡(luò)，跳數(shù)為0.每臺(tái)router都將在它所有的鏈路上廣播這些信息。 在t1時(shí)刻，路由器接收并處理第一個(gè)更新信息。以r1為例，將r2發(fā)來(lái)的路由條目加1，然后檢查自己的路由表 發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)12.12.12.0已知，且距離為0跳，小于r2通告的跳數(shù)，所以r1忽略此信息。 網(wǎng)絡(luò)23.23.23.0對(duì)于r1來(lái)講是新信息，將其添加到路由表中。,路由表更新過(guò)程（二）,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,r1,r2,r3,在t2時(shí)刻，隨著更新周期的再次到來(lái)，另一組更新消息被廣播。 在t2時(shí)刻，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)收斂。網(wǎng)絡(luò)中的每一臺(tái)路由器都已經(jīng)知道了每個(gè)網(wǎng)絡(luò)以及到達(dá)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的下一跳路由器的地址和距離跳數(shù)。 距離矢量算法提供了指向網(wǎng)絡(luò)的路標(biāo)，但是沒有給出沿著這條路徑行走的細(xì)節(jié)。這使得它很容易收到意外或故意的誤導(dǎo)，下面是距離矢量算法所面臨的一些困難及算法的改進(jìn)：,收斂,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的所有路由器對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)看法一致時(shí),就是所謂的收斂狀態(tài). 快速收斂意味著從鏈路失效或其他網(wǎng)絡(luò)變化中能快速地恢復(fù)正常路由功能. 路由協(xié)議好壞和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的好壞,就是通過(guò)收斂的快與慢來(lái)評(píng)判. 慢收斂使得路由器產(chǎn)生不一致的路由信息,從而產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果路由環(huán)路. 距離矢量路由協(xié)議是定期更新的一種機(jī)制;比如rip每30秒才發(fā)送路由更新一次,這樣就使得網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖儾荒芗皶r(shí)傳遞到其他的路由器上造成慢收斂,而慢收斂會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果路由環(huán)路.,不一致的路由條目（一）,r1,r3,r2,路由器互相共享信息,但又必須獨(dú)立計(jì)算各自的路由表,這個(gè)過(guò)程既合作又獨(dú)立.要使得各自獨(dú)立的路由表準(zhǔn)確,那么所有的路由器都必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆幸粋€(gè)共識(shí). 如上圖,r3的一個(gè)接口down,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,不一致的路由條目（二）,r1,r3,r2,如上圖,r3的一個(gè)接口down,而這種變化需要到達(dá)30秒才能傳給r2,而這時(shí)r2的路由更新時(shí)間到了,于是把所有的路由條目距離加1,然后從所有參與路由協(xié)議的端口發(fā)送出去. r3收到后,由于原來(lái)的路由已經(jīng)無(wú)效,就認(rèn)為r2傳來(lái)的是最好的路由,于是把這條路由加到路由表中.,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,不一致的路由條目（三）,r1,r3,r2,這時(shí),r3的更新時(shí)間到了,同樣通過(guò)s0/2接口進(jìn)行路由信息的廣播; r2收到30.30.30.0的路由之后,為了反映拓?fù)涞淖兓?把度量距離跟著調(diào)整為3. 這時(shí),r2的更新時(shí)間也到了,r1從s0/0接口收到了30.30.30.0的路由,為了反映拓?fù)涞淖兓?把度量距離調(diào)整為4.,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,解決方法1：設(shè)定無(wú)窮大值,r1,r3,r2,如果任由路由環(huán)路滋生,則很快使路由器資源耗盡,網(wǎng)絡(luò)根本無(wú)法運(yùn)行.于是開發(fā)了一些避免環(huán)路的方法. 首先是設(shè)定無(wú)窮大值,比如rip約定16跳就是無(wú)窮大值.一旦距離達(dá)到這個(gè)值,這條路由將標(biāo)記為possible down狀態(tài),但不會(huì)馬上從路由表中清除,因?yàn)闆]有到達(dá)刷新時(shí)間,這個(gè)時(shí)候如果有數(shù)據(jù)流的話,仍舊被進(jìn)行環(huán)回,直到刷新時(shí)間到時(shí).所以,現(xiàn)在已經(jīng)很難再見到距離矢量路由協(xié)議的身影,除非網(wǎng)絡(luò)比較簡(jiǎn)單.,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,解決方法2：簡(jiǎn)單水平分割,距離矢量路由協(xié)議規(guī)定，每個(gè)router在每個(gè)更新周期都要向每個(gè)鄰居發(fā)送它的整個(gè)路由表。 常識(shí)表明，r2把自己從r3學(xué)到的路由器在廣播給r3是一種資源浪費(fèi)，因?yàn)閞3顯然是知道這些路由的。 簡(jiǎn)單水平分割：路由器的某個(gè)接口接收到的路由信息不能再?gòu)倪@個(gè)接口反向再發(fā)送出去.這個(gè)方法減少了路由信息的不正確性并使設(shè)備負(fù)載大大降低. 比如,r2的30.30.30.0路由是從s0/2接收到的,如果r2的路由更新時(shí)間到期,就不能再?gòu)膕0/2接口發(fā)送30.30.30.0路由了,其他的路由條目同理.,r1,r3,r2,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,解決方法3：路由中毒,前面講到的計(jì)數(shù)到無(wú)窮不能從根本上避免路由環(huán)路.因?yàn)閞3并沒有明確指明30.30.30.3路由不可用,因此,還需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才能到達(dá)16跳或刷新時(shí)間,明顯不好. 路由中毒就是在r3主動(dòng)通告這條損壞的路由時(shí),明確告訴鄰居這條路由已經(jīng)壞了,不需要計(jì)數(shù)到無(wú)窮,加快了收斂的時(shí)間.,r1,r3,r2,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,解決方法4：毒性逆轉(zhuǎn)水平分割,簡(jiǎn)單水平分割采用抑制信息的工作方式。毒性逆轉(zhuǎn)水平分割法是一種改進(jìn)方法，它可以提供更積極的信息。 規(guī)則：當(dāng)更新信息發(fā)送出某接口時(shí)，信息中將指定從該接口收到的更新中獲取的網(wǎng)絡(luò)是不可達(dá)的。 在上圖中，假定r3收到錯(cuò)誤消息,這條錯(cuò)誤消息讓r3相信經(jīng)過(guò)r2可以到達(dá)子網(wǎng)30.30.30.0。簡(jiǎn)單水平分割無(wú)法糾正這種錯(cuò)誤，然而r2的毒性逆轉(zhuǎn)更新信息可以立刻制止這種潛在的環(huán)路。,r1,r3,r2,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,r6,解決方法5：觸發(fā)更新,觸發(fā)更新和正常的rip更新不一樣；當(dāng)路由表發(fā)生變化時(shí)，更新信息立即廣播給鄰居路由器,然后進(jìn)行擴(kuò)散,而無(wú)需等待30秒的周期. 同樣,當(dāng)一個(gè)路由器剛啟動(dòng)rip時(shí),它廣播(請(qǐng)求分組),收到此消息的鄰居路由器立即應(yīng)答一個(gè)更新報(bào)文,而不必等到下一個(gè)更新周期. 這樣,拓?fù)涞母淖儠?huì)很快傳播到全部rip網(wǎng)絡(luò),大大減少了收斂的時(shí)間.,r1,r3,r2,network 30.30.30.0 is unreschable,network 30.30.30.0 is unreschable,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,解決方法6：抑制計(jì)時(shí),抑制計(jì)時(shí)是直接由觸發(fā)更新設(shè)定的.如果一個(gè)路由條目無(wú)效,相連的路由器就會(huì)發(fā)出觸發(fā)更新,而觸發(fā)更新里包含的就是這條失效路由的抑制時(shí)間. 它的原理是:一個(gè)路由條目失效后,一段時(shí)間內(nèi)這條路由處于抑制狀態(tài),即在一個(gè)特定時(shí)間段內(nèi)不再接收關(guān)于這條路由的任何路由更新.然而在下列情況下,抑制時(shí)間解除: 1.抑制計(jì)時(shí)器超時(shí). 2.收到一個(gè)更好度量值的路由更新(小于原來(lái)的度量值). 3.刷新時(shí)間到時(shí).,r1,r3,r2,update after hold-down time,update after hold-down time,network 30.30.30.0 is unreschable,network 30.30.30.0 is down then back up then back down,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,距離矢量路由協(xié)議的路由更新流程,以上的6種方法是一個(gè)統(tǒng)一的整體,距離矢量路由協(xié)議通過(guò)上述6種 方法的互相配置來(lái)達(dá)到避免環(huán)路和加速收斂的目的,下面做一個(gè)說(shuō)明: 1.首先30.30.30.0路由發(fā)生損壞, r3馬上從其他參與距離矢量的接口上發(fā)送觸發(fā)更新通告中毒的路由條目, 其他條目不受影響.,r1,r3,r2,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,2.當(dāng)觸發(fā)更新傳遞的時(shí)候,在不同的路由器上啟動(dòng)30.30.30.0的 抑制計(jì)時(shí)器,對(duì)于rip缺省是180秒的時(shí)間,除非能學(xué)來(lái)更好的路 由信息或刷新到時(shí),否則是不會(huì)學(xué)習(xí)30.30.30.0的任何路由信息的.,r1,r3,r2,update after hold-down time,update after hold-down time,距離矢量路由協(xié)議的路由更新流程,s0/0,e1/0,s0/0,s0/2,e1/0,s0/2,12.12.12.0,30.30.30.3,10.10.10.1,23.23.23.0,3,隨著r1、r2的路由更新時(shí)間到期,會(huì)跨越水平分割,反向發(fā)出毒性逆轉(zhuǎn)的路 由條目,告訴鏈路中的其他路由器這條路由信息不可達(dá),確保環(huán)路不會(huì)發(fā)生.,r1,r3,r2,update after hold-down time,update after hold-down time,poison reverse,poison reverse,距離矢量路由協(xié)議的路由更新流程,s0/0,e1/0,s0/0,s0/