路由與路由協(xié)議,動(dòng)態(tài)路由和靜態(tài)路由

1、路由與路由協(xié)議，動(dòng)態(tài)路由和靜態(tài)路由所謂路由，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)包的尋址方式。在廣域網(wǎng)上，由于站點(diǎn)很多，因此不能使用局域 網(wǎng)上常用的廣播尋址方法。在廣域網(wǎng)上，路由器中的路由進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的。路由器每收到一個(gè)數(shù)據(jù)包均交給 路由進(jìn)程處理，路由進(jìn)程確定一個(gè)最佳的路徑并將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。路由進(jìn)程確定路徑的方法有兩種：（1）通過(guò)配置好的路由表來(lái)傳送，這種需要由系統(tǒng)管理員手工配置路由表并指定每條路由線路的方法 稱(chēng)為靜態(tài)路由。由于系統(tǒng)管理員指定了靜態(tài)路由器的每條路由，因而具有較高的安全系數(shù)，比較適合較小 型的網(wǎng)絡(luò)使用。一般來(lái)說(shuō)，靜態(tài)路由不向外廣播。（2）由路由器按指定的協(xié)議格式在網(wǎng)上廣播和接收路由信息，通過(guò)路由

2、器之間不斷交換的路由信息動(dòng) 態(tài)地更新和確定路由表，并隨時(shí)向附近的路由器廣播，這種方式稱(chēng)為動(dòng)態(tài)路由。動(dòng)態(tài)路由器通過(guò)檢查其他 路由器的信息，并根據(jù)開(kāi)銷(xiāo)、鏈接等情況自動(dòng)決定每個(gè)包的路由途徑。動(dòng)態(tài)路由方式僅需要手工配置第一 條或最初的極少量路由線路，其他的路由途徑則由路由器自動(dòng)配置。動(dòng)態(tài)路由由于較具靈活性，使用配置 簡(jiǎn)單，成為目前主要的路由類(lèi)型。在Cisco路由器上可以配置三種路由：靜態(tài)路由：管理員手工定義到一個(gè)目的地網(wǎng)絡(luò)或者幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由。動(dòng)態(tài)路由：路由器根據(jù)路由選擇協(xié)議所定義的規(guī)則來(lái)交換路由信息，并且獨(dú)立地選擇最佳路徑。缺省路由：缺省路由是指當(dāng)路由表中與包的目的地址之間無(wú)匹配的表項(xiàng)時(shí)路由器能夠作出

3、的選擇。一般地，路由器查找路由的順序?yàn)殪o態(tài)路由，動(dòng)態(tài)路由，如果以上路由表中都沒(méi)有合適的路由，則通 過(guò)缺省路由將數(shù)據(jù)包傳輸出去，可以綜合使用三種路由。14.3. 1靜態(tài)路由可以在靜態(tài)路由表中指定路由，將路由器配置為靜態(tài)路由。通過(guò)配置靜態(tài)路由，用戶(hù)可以人為地指定 對(duì)某一網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)時(shí)所要經(jīng)過(guò)的路徑，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，且一般到達(dá)某一網(wǎng)絡(luò)所經(jīng)過(guò)的路徑惟一的情況 下采用靜態(tài)路由。靜態(tài)路由不需要使用路由協(xié)議，但需要由路由器管理員手工更新路由表。由于靜態(tài)路由 通常不能對(duì)線路不通等路由變化作出反應(yīng)。因此，通常只能在網(wǎng)絡(luò)路由相對(duì)簡(jiǎn)單、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間只能通 過(guò)一條路徑路由的情況下使用靜態(tài)路由。在全局配置模式下，建立

4、靜態(tài)路由的命令格式為：router（config）#ip router prefix mask （address | interface distance tag tag permanent其中:lPrefix :所要到達(dá)的目的網(wǎng)絡(luò)。lmask :子網(wǎng)掩碼。laddress :下一跳的IP地址，即相鄰路由器的端口地址。linterface :本地網(wǎng)絡(luò)接口。ldistance :管理距離（可選）。ltag : tag 值（可選）。lpermanent :指定此路由即使該端口關(guān)掉也不被移掉。例1.用一個(gè)外出接口配置靜態(tài)路由router（config）#ip router218.12.225.0 2

5、55.255.255.0 FASTETHERNET0/0例2.用下一跳IP地址配置靜態(tài)路由router（config）#ip router218.12.225.0 255.255.255.0 218.12.225.614.3.2缺省路由要想使每臺(tái)路由器對(duì)到每個(gè)可能目的地的路由都進(jìn)行維護(hù)是不可行的，所以路由器可以保存一條缺省 路由，或者叫最后的可用路由。當(dāng)路由器不能用路由表中的一個(gè)更具體條目來(lái)匹配一個(gè)目的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它就 將使用缺省路由，即“最后的可用路由”。實(shí)際上，路由器用缺省路由來(lái)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給另一臺(tái)路由器，這 臺(tái)新的路由器必須要么有一條到目的地的路由，要么有它自己的到另一臺(tái)路由器的缺省路由，這

6、臺(tái)新的路 由器依次也必須要么有具體路由，要么有另一條缺省路由。依此類(lèi)推。最后數(shù)據(jù)包應(yīng)該被轉(zhuǎn)發(fā)到真正有一 條到目的地網(wǎng)絡(luò)的路由器上。沒(méi)有缺省路由，目的地址在路由表中無(wú)匹配表項(xiàng)的包將被丟棄。缺省路由可以盡可能地將路由表的大小保持的很小，它們使路由器能夠轉(zhuǎn)發(fā)目的地為任何Internet主 機(jī)的數(shù)據(jù)包而不必為每個(gè)Internet網(wǎng)絡(luò)都維護(hù)一個(gè)路由表?xiàng)l目。缺省路由可有管理員靜態(tài)地輸入或者通過(guò)路由選擇協(xié)議被動(dòng)態(tài)地學(xué)到。有兩條十分不同的命令來(lái)靜態(tài)地配置缺省路由：“ip router 0.0.0.0 0.0.0.0”和“ip default-network”。（1）0.0.0.0 路由創(chuàng)建一條到0.0.0.0

7、/0的IP路由是配置缺省路由的最簡(jiǎn)單的方法?？梢杂孟旅娴拿顏?lái)完成:在全局配置模式下建立缺省路由的命令格式為：router（config）#ip router0.0.0.0 0.0.0.0 （adderss|interface其中：adderss|interface為相鄰路由器的相鄰端口地址或本地物理端口號(hào)。對(duì)于Cisco IOS，網(wǎng)絡(luò)0.0.0.0/0為最后的可用路由有特殊的意義。所有的目的地址都匹配這條路由， 因?yàn)槿珵?的掩碼不需要對(duì)在一個(gè)地址中的任何比特進(jìn)行匹配。到0.0.0.0/0的路由經(jīng)常被稱(chēng)為“4個(gè)0路由”。（2） default-network 路由“ip default-net

8、work”命令可以被用來(lái)標(biāo)記一條到任何IP網(wǎng)絡(luò)的路由，而不僅僅是0.0.0.0/0，作為一條 候選缺省路由，其命令語(yǔ)法格式如下：router（config）#ip default-network ip-network-number候選缺省路由在路由表中是用星號(hào)來(lái)標(biāo)注的，并且被認(rèn)為是最后的網(wǎng)關(guān)。14.3.3動(dòng)態(tài)路由為什么需要?jiǎng)討B(tài)路由如圖14.13所示的網(wǎng)絡(luò)根據(jù)它是靜態(tài)配置還是動(dòng)態(tài)配置適應(yīng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化的結(jié)果是不同的。靜態(tài)路由允許路由器恰當(dāng)?shù)貙?shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。本例中，路由器A總是把目標(biāo)為路由器C的數(shù)據(jù)發(fā)送到路由器D。路由器引用路由選擇表并根據(jù)表中的靜態(tài)信息把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到路由器D，

9、 路由器D用同樣的方法將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到路由器C，路由器C把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的主機(jī)。如果路由器A和路由器D之間的路徑斷開(kāi)了，路由器A將不能通過(guò)靜態(tài)路由把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給路由器D。 在通過(guò)人工重新配置路由器A把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到路由器B之前，要與目的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信是不可能的。動(dòng)態(tài)路 由提供了更多的靈活性。根據(jù)路由器A生成的路由選擇表，數(shù)據(jù)包可以經(jīng)過(guò)有限的路由通過(guò)路由器D到達(dá) 目的地。當(dāng)路由器A意識(shí)到通向路由器D的鏈路斷開(kāi)時(shí)，它就會(huì)調(diào)整路由選擇表，使得通過(guò)路由器B的路徑成 為優(yōu)先路徑。路由器可以通過(guò)這條鏈路繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)包。當(dāng)路由器A和路由器D之間的鏈路恢復(fù)工作時(shí)，路由器A會(huì)再次改變路由選擇表，指示通過(guò)路由器D 和C

10、的逆時(shí)針?lè)较虻穆窂绞堑竭_(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先選擇。動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議也可以在網(wǎng)絡(luò)里引導(dǎo)流量使用不 同的路徑到達(dá)同一目標(biāo)，這被稱(chēng)為負(fù)載均衡(load sharing)。動(dòng)態(tài)路由選擇工作原理動(dòng)態(tài)路由的成功依賴(lài)于路由器的兩個(gè)基本功能：l維護(hù)路由選擇表。l以路由更新的形式將信息及時(shí)地發(fā)布給其它路由器。動(dòng)態(tài)路由依靠一個(gè)路由選擇協(xié)議和其他路由器共享信息。一個(gè)路由選擇協(xié)議定義了一系列規(guī)則，當(dāng)路 由器和鄰居路由器通信時(shí)就使用這些規(guī)則。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)路由選擇協(xié)議描繪了：l如何發(fā)送更新信息。l更新信息里包含哪些內(nèi)容。l什么時(shí)侯發(fā)送這些信息。l如何定位更新這些信息的接收者。RIP、IGRP、EIGRP和OSPF都能夠進(jìn)行動(dòng)

11、態(tài)路由的操作。如果沒(méi)有這些動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，因特網(wǎng)是 無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。動(dòng)態(tài)路由協(xié)議基礎(chǔ)(1)自治域系統(tǒng)自治域系統(tǒng)是指處在一個(gè)統(tǒng)一管理的域下的一組網(wǎng)絡(luò)的集合。一般情況下，從協(xié)議的方面來(lái)看，可以 把運(yùn)行同一種路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)看做是一個(gè)自治域系統(tǒng)；從地理區(qū)劃方面來(lái)看，一個(gè)電信運(yùn)營(yíng)商或者具有大 規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)可以被分配一個(gè)或多個(gè)自治域系統(tǒng)。根據(jù)是否在一個(gè)自治域內(nèi)部使用，動(dòng)態(tài)路由協(xié)議分為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）。自治域內(nèi)部采用的路由選擇協(xié)議稱(chēng)為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，常用的有RIP、IGRP、EIGRP、OSPF；外部網(wǎng)關(guān)協(xié) 議主要用于多個(gè)自治域之間的路由選擇，常用的是BGP和BGP-4。其中IGP又

12、分為距離向量和鏈路向量。 距離向量是定期向相鄰的路由器交流整個(gè)路由表的信息，如RIPvl、IGRP。而鏈路向量只在鏈路狀態(tài)發(fā)生 改變時(shí)向所有的路由器交流鏈路狀態(tài)信息，如OSPF。而象曰GRP則同時(shí)具有兩種協(xié)議的特點(diǎn)。（2）路由協(xié)議的分類(lèi)路由協(xié)議的分類(lèi)方法很多，前面介紹過(guò)兩種，在這里按是否能夠?qū)W習(xí)到子網(wǎng)分類(lèi)可以把路由協(xié)議分為 有類(lèi)（Classful）的路由協(xié)議和無(wú)類(lèi)（Classless）的路由協(xié)議兩種。l 有類(lèi)的路由協(xié)議有類(lèi)的路由協(xié)議包括RIP v1、IGRP等。這一類(lèi)的路由協(xié)議不支持可變長(zhǎng)度的子網(wǎng)掩碼，不能從鄰居 那里學(xué)到子網(wǎng)，所有關(guān)于子網(wǎng)的路由在被學(xué)到時(shí)都會(huì)自動(dòng)變成子網(wǎng)的主類(lèi)網(wǎng)（按照標(biāo)準(zhǔn)的I

13、P地址分類(lèi)）。l 無(wú)類(lèi)的路由協(xié)議這一類(lèi)的路由協(xié)議支持可變長(zhǎng)度的子網(wǎng)掩碼，能夠從鄰居那里學(xué)到子網(wǎng)，所有關(guān)于子網(wǎng)的路由在被學(xué) 到時(shí)都不用被變成子網(wǎng)的主類(lèi)網(wǎng)，而以子網(wǎng)的形式直接進(jìn)入路由表。（3）鄰居關(guān)系鄰居關(guān)系對(duì)于運(yùn)行動(dòng)態(tài)路由協(xié)議的路由器來(lái)說(shuō)，是至關(guān)重要的。如圖14.14所示。在使用比較復(fù)雜的 動(dòng)態(tài)路由協(xié)議（如OSPF或EIGRP）的網(wǎng)絡(luò)里，一臺(tái)路由器A，必須先同自己的鄰居路由器B建立起鄰 居關(guān)系（peers adjacency）。這樣，它的鄰居路由器B才會(huì)把自己知道的路由或拓?fù)滏溌返男畔⒏嬖V路由 器A。形成部居關(guān)系我知道192.16S.1.0網(wǎng)殷我知道192.16S.3.0網(wǎng)段囹14.14路由器郊

14、居關(guān)系路由器之間想要建立和維持鄰居關(guān)系，互相之間也需要周期性地保持聯(lián)絡(luò)，這就是路由器之間為什么 會(huì)周期性地發(fā)送一些hello包的原因。這些包是路由器之間在互相聯(lián)絡(luò)，以維持鄰居關(guān)系。鏈路狀態(tài)路由協(xié) 議和混合型的路由協(xié)議使用Hello包維持鄰居關(guān)系。一旦在路由協(xié)議所規(guī)定的時(shí)間里（這個(gè)時(shí)間一般是Hello包發(fā)送周期的3倍或4倍），路由器沒(méi)有收 到某個(gè)鄰居的Hello包，它就會(huì)認(rèn)為那個(gè)鄰居已經(jīng)壞掉了，從而開(kāi)始一個(gè)觸發(fā)的路由收斂過(guò)程，并且發(fā)送 消息把這一事件告訴其它鄰居路由器。（4）網(wǎng)絡(luò)路徑的度量在網(wǎng)絡(luò)里面，為了保證網(wǎng)絡(luò)的暢通，通常會(huì)連接很多的冗余鏈路。這樣當(dāng)一條鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，還可 以有其他路徑把數(shù)據(jù)

15、包傳遞到目的地。當(dāng)一個(gè)路由選擇算法更新路由選擇表時(shí)，它的主要目標(biāo)是確定路由 選擇表要包含最佳的路由信息。每個(gè)路由選擇算法都認(rèn)為自己的方式是最好的。這就用到了度量值。所謂度量值（度量值value），就是路由器根據(jù)自己的路由算法計(jì)算出來(lái)的一條路徑的優(yōu)先級(jí)。當(dāng)有 多條路徑到達(dá)同一個(gè)目的地時(shí)，度量值最小的路徑是最佳的路徑，應(yīng)該進(jìn)入路由表。路由器中最常用的度量值包括：l 帶寬（bandwidth）:鏈路的數(shù)據(jù)承載能力。l 延遲（delay）:把數(shù)據(jù)包從源端送到目的端所需的時(shí)間。l 負(fù)載（load）:在網(wǎng)絡(luò)資源（如路由器或鏈路）上的活動(dòng)數(shù)量。l 可靠性（reliability）:通常指的是每條網(wǎng)絡(luò)鏈路上的

16、差錯(cuò)率。l 跳數(shù)（hop count）:數(shù)據(jù)包到達(dá)目的端所必須通過(guò)的路由器個(gè)數(shù)。l 滴答數(shù)（ticks）:用舊M PC的時(shí)鐘標(biāo)記（大約55毫秒或1/8秒）計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)鏈路延遲。l 開(kāi)銷(xiāo)（cost）： 一個(gè)任意的值，通?；趲挕⒒ㄙM(fèi)的錢(qián)數(shù)或其它一些由網(wǎng)絡(luò)管理員指定的度量 方法。（5）收斂時(shí)間路由選擇算法對(duì)動(dòng)態(tài)路由選擇來(lái)說(shuō)是基礎(chǔ)。只要因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)升級(jí)、重新配置或故障而改變，網(wǎng)絡(luò)信息庫(kù) 就必須隨之改變。信息需要以精確的、一致的觀點(diǎn)反映新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這個(gè)精確的、一致的觀點(diǎn)就稱(chēng)為收斂（convergence）。當(dāng)一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)中的所有路由器都運(yùn)行著相同的信息時(shí)，就稱(chēng)為該網(wǎng)絡(luò)已收斂。快速收斂是網(wǎng)絡(luò)希望具 有的特征，因?yàn)樗梢员M量避免路由器利用過(guò)時(shí)的信息作出錯(cuò)誤的或無(wú)效的路由判斷。配置路由器使用路由選擇協(xié)議在路由器上啟動(dòng)IP路由選擇協(xié)議，必須設(shè)置全局和接口參數(shù)。全局任務(wù)包括選擇一個(gè)路由選擇協(xié)議， 如RIP、IGRP、EIGRP或OSPF等。路由選擇配置模式中的主要任務(wù)是指明IP網(wǎng)絡(luò)號(hào)。動(dòng)態(tài)路由選擇使 用廣播和組播與其它路由器通信。路由選擇的度量標(biāo)準(zhǔn)幫助路由器找到到達(dá)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)或子網(wǎng)的最佳路徑。Router命令啟動(dòng)一個(gè)路由選擇進(jìn)程。Rout