05-IP路由選擇原理（提高篇）

IP路由選擇原理（提高篇）Author/Email:朱仕耿

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/zhushigeng@Version:V1.1課程目標(biāo)理解IP路由選擇原理；理解IP路由的最長匹配原則；掌握路由遞歸的概念；掌握靜態(tài)路由高級內(nèi)容（浮動靜態(tài)路由、BFD）。課程目錄IP路由的最長匹配原則及路由遞歸靜態(tài)路由、浮動路由及路由匯總問題靜態(tài)路由與BFDIP路由概念回顧/24/24GE0/0/0GE0/0/1DataIPheader目的網(wǎng)絡(luò)/掩碼協(xié)議下一跳出接口/24Direct54GE0/0/0/24DirectGE0/0/1/24DirectGE0/0/2/24StaticGE0/0/1路由表IP路由查找的最長匹配原則路由條目的類型：主機路由子網(wǎng)路由一組子網(wǎng)（匯總路由）主類網(wǎng)絡(luò)路由超網(wǎng)（CIDR）路由缺省路由（默認路由）IP路由查找的最長匹配原則/0/8/16/24/30/32前綴長度在逐漸的變長主類網(wǎng)絡(luò)號匯總路由缺省路由子網(wǎng)子網(wǎng)主機路由計算方法數(shù)據(jù)包目的IP：Bitbybit逐位匹配路由條目2路由條目3路由條目1172.16.0000001000000001172.16.00000001xxxxxxxx172.16.00000010xxxxxxxx172.16.xxxxxxxxxxxxxxxx不匹配勝利不是最長路由前綴出接口/24S0/24S1/16S2IP路由查找的最長匹配原則當(dāng)路由器在將目的IP地址在路由表中執(zhí)行查找時，采用的原則是“最長匹配原則”，也就是查找目的IP地址與路由前綴匹配度最長的表項，使用該表項作為最終數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)。R1S0R3R4S1S2R2路由前綴出接口/24S0/16S1/0S2ToDATAIP路由查找的最長匹配原則(cont.)當(dāng)路由器在將目的IP地址在路由表中執(zhí)行查找時，采用的原則是“最長匹配原則”，也就是查找目的IP地址與路由前綴匹配度最長的表項，使用該表項作為最終數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)。R1S0R3R4S1S2R2路由前綴出接口/24S0/16S1/0S2ToDATAIP路由查找的最長匹配原則(cont.)當(dāng)路由器在將目的IP地址在路由表中執(zhí)行查找時，采用的原則是“最長匹配原則”，也就是查找目的IP地址與路由前綴匹配度最長的表項，使用該表項作為最終數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)。R1S0R3R4S1S2R2路由前綴出接口/24S0/16S1/0S2ToDATA路由查詢小結(jié)路由器通過多種不同的路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)去往同一個目的網(wǎng)絡(luò)的路由時，會選擇路由優(yōu)先級（Preference）值最小的路由；如果這些路由學(xué)習(xí)自相同的路由協(xié)議，則優(yōu)選度量值（Metric）最優(yōu)的。當(dāng)路由器收到一個數(shù)據(jù)包時，會在自己的路由表中查詢數(shù)據(jù)包的目的IP地址，如果能夠找到匹配的路由表項，則依據(jù)表項所指示的出接口及下一跳來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)；如果沒有匹配的表項（而且沒有默認路由），則丟棄該數(shù)據(jù)包。路由器的行為是逐跳的，數(shù)據(jù)包從源到目的地沿路徑每個路由器都必須有關(guān)于目標(biāo)網(wǎng)段的路由，否則就會造成丟包。數(shù)據(jù)通信往往是雙向的，因此要關(guān)注流量的往返（往返路由）。什么是路由遞歸路由的下一跳最終必須關(guān)聯(lián)到本地出接口，以及下一跳IP地址，而這個下一跳IP地址必須屬于本地直連網(wǎng)絡(luò)，否則該路由就視為無效。R1R2R3/24GE0/0/1/24GE0/0/1/24GE0/0/1/24GE0/0/1/24iproute-static24并處于非本地直連網(wǎng)絡(luò)，而路由表中又沒有到達的路由，因此該/24路由無效。什么是路由遞歸路由的下一跳最終必須關(guān)聯(lián)到本地出接口，以及下一跳IP地址，而這個下一跳IP地址必須屬于本地直連網(wǎng)絡(luò)，否則該路由就視為無效。R1R2R3/24GE0/0/1/24GE0/0/1/24GE0/0/1/24GE0/0/1/24iproute-static24iproute-static24遞歸得到直連的下一跳什么是路由遞歸在設(shè)備進行IP路由查詢的時候，遞歸可能會耗費一定的資源。但在目前行業(yè)中拓撲驅(qū)動的轉(zhuǎn)發(fā)機制下，在路由表項形成后系統(tǒng)即會自動完成路由的遞歸并創(chuàng)建相應(yīng)的底層轉(zhuǎn)發(fā)表項，而不會在每一個數(shù)據(jù)包到達都觸發(fā)一次遞歸。路由遞歸在某些協(xié)議中被廣泛應(yīng)用。例如BGP。在實際業(yè)務(wù)環(huán)境的部署中，如果采用靜態(tài)路由的方式，則不建議部署路由遞歸。課程目錄IP路由的最長匹配原則及路由遞歸靜態(tài)路由、浮動路由及路由匯總問題靜態(tài)路由與BFD故障分析R1R2R3R45/271.66/273/271.34/27/24/245/2793/271.194/27/16/24iproute4iproute5556iproute92246iproute

iprouteiproute93iproute93iproute94iprouteiproute245PC能否ping通？R1能否ping通？浮動靜態(tài)路由由于R3上配置的兩條靜態(tài)路由的Preference一樣，cost也一樣，因此同時裝載進了路由表進行負載均衡，那么兩條路徑都有可能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。如果只是希望實現(xiàn)主備路徑呢？R1R2R3/24iproute-static24iproute-static

24路由前綴NH/24R3的路由表浮動靜態(tài)路由在配置靜態(tài)路由時，可以手工指定該靜態(tài)路由的優(yōu)先級（在華為網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中，靜態(tài)路由優(yōu)先級缺省為60）。R1R2R3/24iproute-static24iproute-static

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preference80路由前綴NH/24R3的路由表DATA浮動靜態(tài)路由在配置靜態(tài)路由時，可以手工指定該靜態(tài)路由的優(yōu)先級（在華為網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中，靜態(tài)路由優(yōu)先級缺省為60）。R1R2R3/24iproute-static24iproute-static

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preference80路由前綴NH/24/24R3的路由表浮現(xiàn)Linkfailure匯總路由存在的問題背景/24/24/24/24……iproute-static0iproute-static16路由匯總是一個非常重要的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化思想，然而如果使用不當(dāng)，也有可能帶來問題，在上圖中，R1左側(cè)有192.168開頭的一系列網(wǎng)絡(luò)，為了讓他們能夠訪問Internet，R1配置了指向R2的默認路由。而R2為了讓回程數(shù)據(jù)能夠順利到達R1，又為了精簡路由表，于是配置了一條匯總路由/16，并指向R1。這個網(wǎng)絡(luò)看似沒什么問題，但……R1R2匯總路由存在的問題匯總路由引發(fā)的問題/24/24/24/24iproute-static0iproute-static16R1R2內(nèi)網(wǎng)PC中毒發(fā)送大量的內(nèi)網(wǎng)掃描報文，目的地址可能為中在內(nèi)網(wǎng)實際不存在的子網(wǎng)IP1流量在R1上匹配了默認路由，被轉(zhuǎn)發(fā)給了路由器R22流量傳到了R2，由于R2上有匯總路由，因此匹配匯總路由，又被轉(zhuǎn)發(fā)回了R13環(huán)路4匯總路由存在的問題匯總路由引發(fā)的問題——解決方案。/24/24/24/24iproute-static0iproute-static16R1R2iproute-static16null0在R1上增加一條指向Null0的路由，即可解決上述問題。因此，在部署路由匯總的時候要格外注意，要規(guī)避環(huán)路問題。課程目錄IP路由的最長匹配原則及路由遞歸靜態(tài)路由、浮動路由及路由匯總問題靜態(tài)路由與BFD靜態(tài)路由與BFDR1R2/24GE0/0/0/24GE0/0/0/24以太網(wǎng)交換機[R1]iproute-static24R1配置了上述靜態(tài)路由，如果交換機和R2之間的鏈路發(fā)生故障，R1是感知不到的，因此靜態(tài)路由不會消失，這就存在問題。靜態(tài)路由與BFDBFDsession[R1]iproute-static24192.168.12.2trackbfd-sessionbfd12可以在R1-R2之間部署B(yǎng)FD來檢測對端的狀態(tài)。R1R2/24GE0/0/0/24GE0/0/0/24以太網(wǎng)交換機BFD配置R1的配置如下：[R1]interfacegigabitEthernet0/0/0[R1-gigabitEthernet0/0/23]ipaddress24[R1-gigabitEthernet0/0/23]quit[R1]bfd #使能BFD[R1-bfd]quit#配置R1與R2之間的BFDSession：[R1]bfdbfd12bindpeer-ipsource-ip[R1-bfd-session-bfd12]discriminatorlocal11 #配置本地標(biāo)示符[R1-bfd-session-bfd12]discriminatorremote22 #配置遠端標(biāo)示符[R1-bfd-session-bfd12]commit

[R1-bfd-session-bfd12]quit #使用commit關(guān)鍵字使得BFD生效#[R1]iproute-statictrackbfd-sessionbfd12BFD配置R2的配置如下：[R2]interfacegigabitEthernet0/0/0[R2-gigabitEthernet0/0/23]ipaddress24[R2-gigabitEthernet0/0/23]quit[R2]bfd[R2-bfd]quit#[R2]bfdbfd12bindpeer-ipsource-ip[R2-bfd-session-bfd12]discriminatorlocal22 #配置本地標(biāo)示符[R2-bfd-session-bfd12]discriminatorremote11 #配置遠端標(biāo)示符[R2-bfd-session-bfd12]commit

[R2-bfd-session-bfd12]quit #使用commit關(guān)鍵字使得BFD生效BFD配置[R1]iproute-static24192.168.12.2trackbfd-sessionbfd12[R1]displaybfdsessionall-----------------------------------------------------------------------------------------LocalRemotePeerIpAddrStateType

InterfaceName----------------------------------------------------------------------------------