动态路由协议工作原理介绍

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目录

1.

路由协议.............................................................................................................................................................. 3 1.1. 1.2. 1.2.1. 1.2.2. 1.2.3. 1.2.4. 1.3. 1.3.1. 1.3.2. 1.3.3. 1.3.4. 1.3.5. 1.3.6. 1.3.7. 1.3.8. 1.3.9. 1.4. 1.5. 1.6. 1.7. 1.7.1. 1.7.2. 1.7.3. 1.7.4. 1.7.5. 1.7.6. 1.7.7. 1.7.8. 1.7.9. 1.7.10. 1.7.11. 2.

静态的与动态的内部路由 ................................................................................................................ 3 选路信息协议（RIP） ....................................................................................................................... 5

慢收敛问题的解决................................................................................................................ 7

RIP报文格式.......................................................................................................................... 8 RIP编址约定.......................................................................................................................... 9 RIP报文的发送 ................................................................................................................... 10

OSPF..................................................................................................................................................... 10

概述 ........................................................................................................................................ 10 数据包格式 ........................................................................................................................... 10 OSPF基本算法.................................................................................................................... 11

OSPF路由协议的基本特征 ............................................................................................. 12

区域及域间路由 .................................................................................................................. 13

OSPF协议路由器及链路状态数据包分类................................................................... 16 OSPF协议工作过程........................................................................................................... 18 OSPF路由协议验证........................................................................................................... 21

小结 ........................................................................................................................................ 21

HELLO协议....................................................................................................................................... 22 将RIP，HELLO和EGP组合起来 .............................................................................................. 23 边界网关协议第4版（BGP4）.................................................................................................... 24 EGP ....................................................................................................................................................... 27

给体系结构模型增加复杂性 ............................................................................................ 27 一个其本思想：额外跳 ..................................................................................................... 28 自治系统的概念 .................................................................................................................. 30 外部网关协议（EGP） ..................................................................................................... 31 EGP报文首部...................................................................................................................... 32

EGP邻站获取报文 ............................................................................................................. 33 EGP邻站可达性报文 ........................................................................................................ 33 EGP轮询请求报文 ............................................................................................................. 34 EGP选路更新报文 ............................................................................................................. 35

从接收者的角度来度量 ..................................................................................................... 37

EGP的主要限制 ................................................................................................................. 38

CISCO 路由器产品介绍 .............................................................................................................................. 39 2.1. 2.2. 2.3. 2.4.

CISCO 2500........................................................................................................................................ 39 CISCO 4500-M .................................................................................................................................. 40 CISCO 7200........................................................................................................................................ 41 CISCO 7513/7507.............................................................................................................................. 42

3. 路由器的基本配置.......................................................................................................................................... 43 参数设置 ................................................................................................................................................................ 43

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网络号 ................................................................................................................................................................ 43 IP类设置 .......................................................................................................................................................... 43 菜单设置............................................................................................................................................................ 43 欢迎文本............................................................................................................................................................ 44 异步线的设置................................................................................................................................................... 44 总结 .................................................................................................................................................................... 45 附录一 路由器常用命令............................................................................................................................... 45

4.

基本维护............................................................................................................................................................ 52

两种状态............................................................................................................................................................ 52 帮助 .................................................................................................................................................................... 52 命令简写............................................................................................................................................................ 52 跟踪错误............................................................................................................................................................ 52 进入设置状态................................................................................................................................................... 52 存储退出............................................................................................................................................................ 52 删除设置............................................................................................................................................................ 53 一些常用命令................................................................................................................................................... 53 修改地址............................................................................................................................................................ 53 修改enable secrect password ................................................................................................................ 54

附录二 常见网络故障分析及排除 .................................................................................................................. 54 1 路由器常用测试命令 ................................................................................................................................. 54 2 路由器传输故障排除方法 ........................................................................................................................ 55 3网络常见问题 ............................................................................................................................................... 57

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1. 路由协议

1.1. 静态的与动态的内部路由

在一个自治系统内的两个路由器彼此互为内部路由器。例如，因为核心构成了一个自治系统，两个Internet核心路由器互为内部路由器。在大学校园里的两个路由器也互为内部路由器，因为在校园里的所有机器都属于同一个自治系统。

自治系统中的路由器如何获得关于本系统内部的网络的信息呢？在小型的、缓慢变化着的互连网络中，管理者可以使用手工方式进行路由的建立与修改。管理者保留一张关于网络的表格，并在有新的网络加入到该自治系统或从该自治系统删除一个网络时，更新该表格。例如图1.1中显示的小公司的互连网络。为这样的互连网络选路耗费就微不足道，因为任何两点之间仅有一条路由。管理者可用人工的方式来配置所有的主机和路由器的路由。互连网络更改状态（如新增一个网络）时，管理者重新配置所有机器上的路由。

网络1 R1 网络2 R2 网络3 R3 网络4 R4 网络5

图1.1 在一个网点中包括了5个以太网和4个路由器的

小型互连网络。在这个互连网络中任意两台主机之

间仅有一个路由

人工的系统明显存在缺点，它不能适应网络的迅速增长或迅速变化。在大型的、迅速变化的环境中，如Internet 网，人对情况变化的反应速度太慢，来不及处理问题；必须使用自动机制。采用自动机制还有利于提高可靠性，并对某些路由可变的小型互连网络中的故障采取反应措施。为了验证这一点，我们假设在图1.1中增加一个路由器，使之变为图1.2 所示的结构。

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网络1 R1 网络2 R2 网络3 R3 网络4

图1.2 增加了路由器R5后使得网络2和3之间多了一条备

用路径当原有路由出故障时，选路软件能够迅速切换到备

用路由

对于拥有多个物理路径的互连网络体系结构，管理者通常选择其中一条作为基本路径。如果该基本路径上的路由器出故障，就必须改动路由使得通信流量通过备用路由器来传输。人工改变路由的方式耗时长而且容易带来错误。因此，即便是小型互连网中，也应使用处动

机制来迅速而可靠地改变路由。

为了自动地保存准确的网络可达信息，内部路由器之间要进行通信，即路由器与可到达的另一个路由器要交换网络可到达性数据或网络选路信息。把整个自治系统的可到达信息汇集起来之后，系统中某个路由器就使用EGP把它们通告给另一个自治系统。

内部路由器通信与外部路由器通信的不同之处就是：EGP提供了为外部路由器通信广泛使用的标准，而内部路由器通信却没有一个单独的标准。造成这种情况的原因之一，就是自治系统的拓扑结构和具体技术的多样性。另一个原因是结构简单与功能强大之间的折衷，即易于安装和配置的协议往往不能提供强大的功能。因此，流行的适用于内部路由器通信的协议有很多种，但多数自治系统只选择其中一个在内部的来传播选路信息。

由于没有单独的标准，我们使用内部网关协议IGP(Interior Gateway Protocol)作为统称来描述所有的用于内部路由器之间交换的网络可达信息及选路信息的算法。例如Butterfly核心路由器构成了一个特定的自治系统，它使用SPREAD作为其内部网关协议IGP。有些自治系统使用EGP来作IGP，不过这对那些由具有广播功能的局域网组成的小型自治系统没有多少意义。

图1.3是自治系统使用某种IGP在内部路由器之间传播可到达信息的示意图。

在这个图中，IGP1和IGP2分别表示自治系统1和2所使用的内部网关协议。从图中可以得到这个重要的概念：

R4 网络5 R5 http://www.2002china.com

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IGP1 IGP2 EGP R1 R2 IGP2 IGP1

图1.3 两个自治系统各自在其内部使用不同的IGP，但

是其外部路由器使用EGP与另一个系统通信的示意图

一个单个的路由器可以同时使用两种选路协议，一个用于到自治系统之外的通信，另一个用于自治系统内部的通信。

具体地说，运行EGP通告可达性的路由器，通常还需要运行一种IGP，以便获得其自治系统内部的信息。

1.2. 选路信息协议（RIP）

使用最广泛的一种IGP是选路信息协议RIP（Routing Information Protocol），RIP的另一个名字是routed（路由守护神），来自一个实现它的程序。这个程序最初由加利福尼亚大学伯克利分校设计，用于给他们在局域网上的机器提供一致的选路和可达信息。它依靠物理网络的广播功能来迅速交换选路信息。它并不是被设计来用于大型广域网的（尽管现在的确这么用）。

在旋乐（Xerox）公司的Palo Alto研究中心PARC早期所作的关于网络互连的研究的基础上，routed实现了起源于Xerox NS RIP的一个新协议，它更为通用化，能够适应多种网络。

尽管在其前辈上做了一些小改动，RIP作为IGP流行起来并非技术上有过人之处，而是由于伯克利分校把路由守护神软件附加在流行的4BSD UNIX系统上一起分发，从而使得许多TCP/IP网点根本没考虑其技术上的优劣就采用routed并开始使用RIP。一旦安装并使用了这个软件，它就成为本地选路的基础，研究人员也开始在大型网络上使用它。

关于RIP的最令人吃惊的事可能就是它在还没有正式标准之前就已经广泛流行了。大多数的实现都脱胎于伯克利分校的程序，但是由于编程人员对未形成文档的微妙细节理解不同而造成了它们之间互操作性限制。协议出现新版本后，出现了更多的问题。在1988年6月形成了一个RFC标准，这才使软件商解决了互操作性问题。

RIP协议的基础就是基于本地网的矢量距离选路算法的直接而简单的实现。它把参加通信的机器分为主机的（active）和被动的（passive或silent）。主动路由器向其他路由器通告其路由，而被动路由器接收通告并在此基础上更新其路由，它们自己并不通告路由。只有路由器能以主动方式使用RIP，而主机只能使用被动方式。

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