核心網(wǎng)IP技能培訓(xùn)-IP 路由基本原理-20070209-B-1.0.ppt

1、2020年8月2日，核心網(wǎng)絡(luò)工程系，IP路由的基本原理，內(nèi)容，IP路由的基本概念和路由原理，第3頁(yè)，學(xué)習(xí)本課程后，您將：理解和掌握IP路由的基本概念，影響IP路由的原理，等效路由的概念和配置，目標(biāo)，第4頁(yè)，第1章：IP路由的基本概念和原理第2章：IP路由和等效路由的基本原理第3章：路由協(xié)議，內(nèi)容介紹，第5頁(yè)：了解路由，路由和路由器。IP路由是根據(jù)目的地址找到IP路由表，找到報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)的輸出接口和相應(yīng)的下一跳路由器，然后將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳路由器，直到到達(dá)最終目的地。這里的路由實(shí)際上指的是單播路由，它一跳一跳地將消息發(fā)送到目的地。當(dāng)然，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)消息的設(shè)備都需要決定是否轉(zhuǎn)發(fā)，并選擇最近的路徑到達(dá)目的地

2、。在IP路由中，有幾個(gè)概念非常重要：1 .route指的是目的地地址，在本例中是“最終目的地”。目的地地址，即路由，需要所有通過(guò)它的設(shè)備都知道。如果有多個(gè)目的地地址，就有多個(gè)路由。2.路由：指的是決定到達(dá)下一跳的最短路徑和轉(zhuǎn)發(fā)接口，并做出決策，即路由和決策。每個(gè)設(shè)備都需要運(yùn)行一些算法來(lái)實(shí)現(xiàn)路由。這些算法是路由協(xié)議，包括靜態(tài)路由協(xié)議(需要手動(dòng)配置)和動(dòng)態(tài)路由協(xié)議(根據(jù)一些規(guī)則自動(dòng)尋找最短路徑和轉(zhuǎn)發(fā)出口)。3.路由器：指使用特殊存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)這些路由，使用特殊操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)路由，并使用特殊通信芯片和硬件提供各種接口轉(zhuǎn)發(fā)消息的設(shè)備。IP路由可以認(rèn)為是“開(kāi)車(chē)到某個(gè)地方”，需要經(jīng)過(guò)很多網(wǎng)關(guān)，到達(dá)每個(gè)網(wǎng)關(guān)有多

3、條路徑可供選擇；為了節(jié)省油錢(qián)，當(dāng)然，選擇最近的路徑到達(dá)每個(gè)關(guān)口；離開(kāi)每一個(gè)關(guān)口后，你需要決定選擇哪個(gè)路口再次到達(dá)另一個(gè)關(guān)口，直到你到達(dá)最終目的地。第6頁(yè)，路由廣告和轉(zhuǎn)發(fā)，路由廣告和轉(zhuǎn)發(fā)是兩個(gè)相反的過(guò)程。路由通告是指路由器將其直連網(wǎng)段通告給其他路由器設(shè)備，這些設(shè)備是目的地址的發(fā)起者或來(lái)源。路由轉(zhuǎn)發(fā)是指路由器根據(jù)目的地址將消息轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)起方或源方。E0:IP 3，E0:IP 4，PC1:N 1，PC2:N 2，E1 E1，以下示例顯示了當(dāng)PC1訪問(wèn)PC2時(shí)路由通告和轉(zhuǎn)發(fā)的區(qū)別：RTA，RTB，通告直連網(wǎng)段N 1，N3，接受網(wǎng)段N 2，形成路由表，da Outterfce NH通告直連網(wǎng)段N2，DA

4、OUTINTERFCE NH N2 E0 IP4，通告過(guò)程和路由表形成，轉(zhuǎn)發(fā)：PC1和PC2各自訪問(wèn)RTA查找路由表N2找出接口和下一跳，PC2訪問(wèn)PC1，RTA查找路由表N1找出接口和下一跳，接受網(wǎng)段N1形成路由表，路由器路由過(guò)程：公布直連網(wǎng)段路由表形成-轉(zhuǎn)發(fā)，第7頁(yè)，路由器硬件架構(gòu)，中央處理器，第一代，第二代，第三代，第四代，第五代，基于網(wǎng)絡(luò)處理器的交換路由器，基于專(zhuān)用集成電路的交換路由器固定接口集中式轉(zhuǎn)發(fā)路由器，第8頁(yè)，華為路由器簡(jiǎn)介，Quidway R3680E/3640E， 核心路由器/通用交換路由器、低端路由器、魁地奇r2630e/2631e/2620/2621、魁地奇r1760、

5、魁地奇ne80、魁地奇ne16e、魁地奇NE08E、魁地奇NE05、骨干路由器、魁地奇R1603/1604、魁地奇R2501e/2509e/2511e/4001e、魁地奇Ne500、魁地奇Ne40-8、魁地奇Ne40，第10頁(yè)、第1章IP路由的基本概念和原理第2章IP路由和等效路由的基本原理第3章路由協(xié)議，內(nèi)容介紹，第11頁(yè)，路由成本，路由成本是指通過(guò)所有鏈路從源到目的地的成本總和。不同的路由協(xié)議使用不同的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算路由開(kāi)銷(xiāo)。對(duì)于RIP協(xié)議，跳數(shù)用于計(jì)算開(kāi)銷(xiāo)，跳數(shù)等于通過(guò)的路由器數(shù)量。RIP的最大成本是15跳。對(duì)應(yīng)于IGRP和EIGRP協(xié)議以及思科的私有協(xié)議，接口參數(shù)(如帶寬、延遲、可靠性

6、和鏈路負(fù)載)用于計(jì)算。默認(rèn)情況下，帶寬和延遲用于計(jì)算。Igrp=107/bw(最小)延遲(總和)(bw，延遲代表所有路由器出口接口到目的地的帶寬)，EIGRP=256*IGRP用于OSPF協(xié)議：108/BW (BW代表鏈路帶寬)。成本等于到目的地址的所有路由器輸出接口的總和。在路由和轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，總是選擇成本最低的路徑。以O(shè)SPF為例說(shuō)明成本的計(jì)算：A、B、3、3、3、3、2、2、2、3、A有兩條路徑可以訪問(wèn)B:一條路徑的成本值為33602、第12頁(yè)，ECMP ECMP(等成本多路徑):是目的地成本相同的路徑，同一條路由在路由表中有兩個(gè)不同的下一跳。發(fā)往目的地址的消息在這兩條路徑上共享。A，B，2，

7、2，2，2，2，2，2，2，3，如圖所示，從A到B有兩條路徑。RTA通過(guò)計(jì)算到目的地址B的開(kāi)銷(xiāo)發(fā)現(xiàn)兩條路徑的開(kāi)銷(xiāo)相等。轉(zhuǎn)發(fā)消息時(shí)，RTA將選擇在這兩條路徑上共享消息。RTA、RTB、RTC、RTD、第13頁(yè)，等效路由ECMP(續(xù))，在等效路徑上，有幾種報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)模式：1。逐包轉(zhuǎn)發(fā)模式：通過(guò)等效路徑將逐包轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。下圖中，RTA在將第一個(gè)數(shù)據(jù)包從A轉(zhuǎn)發(fā)到B時(shí)選擇以下路徑，在轉(zhuǎn)發(fā)第二個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)選擇上述路徑；后續(xù)消息也是如此。A，B，2，2，2，2，2，2，2，3，RTA，RTB，RTC，RTD，2，Perdest，A，b:，2，2，2，2，2，2，2，3，RTA，RTB，RTC

8、，RTB如下圖所示，為了訪問(wèn)不同的服務(wù)器，流量將在兩條路徑上進(jìn)行負(fù)載共享；但是，如果每個(gè)服務(wù)的流量很大，將會(huì)導(dǎo)致兩條路徑之間的負(fù)載分擔(dān)不均衡。，A，B，2，2，2，2，2，2，2，3，RTA，RTB，RTC，RTD，Web服務(wù)器，CFTP服務(wù)器，當(dāng)從不同的路由協(xié)議獲知一條路由時(shí)，具有高優(yōu)先級(jí)的路由協(xié)議將被賦予優(yōu)先級(jí)。第17頁(yè)，路由原則，路由原則：1。優(yōu)先級(jí)：最長(zhǎng)匹配原則。路由表中存在相同的網(wǎng)絡(luò)地址，但子網(wǎng)掩碼不同；根據(jù)路由原則，最長(zhǎng)的掩碼首先被轉(zhuǎn)發(fā)。例如，如果路由表中有以下路由(/16、/24、/30)，則路由表中應(yīng)優(yōu)先選擇目的地為10.1.1.

9、1.1的消息。2.第二：路由協(xié)議優(yōu)先級(jí)如果從幾個(gè)不同的路由協(xié)議中獲知相同的路由，則優(yōu)先選擇優(yōu)先級(jí)較低的路由協(xié)議。例如，路由/30分別從ospf和BGP學(xué)習(xí)，根據(jù)低優(yōu)先級(jí)原則，消息將優(yōu)先選擇從OSPF路由協(xié)議學(xué)習(xí)的路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。3.成本是相同的路由，具有較小成本值的路由更適合于消息。，第18頁(yè)、第1章IP路由的基本概念和原理第2章IP路由和等效路由的基本原理第3章路由協(xié)議，內(nèi)容介紹，第19頁(yè)，靜態(tài)路由和默認(rèn)路由，靜態(tài)路由是一種有特色的路由協(xié)議，不能動(dòng)態(tài)公布，需要手動(dòng)配置。從路由表和路由轉(zhuǎn)發(fā)的結(jié)構(gòu)來(lái)看，如果你想訪問(wèn)一個(gè)目的地址，你必須有目的網(wǎng)絡(luò)，輸出接口，下一跳，優(yōu)先級(jí)等等。所以靜

10、態(tài)路由配置也需要這樣的條件。缺點(diǎn)是：需要手動(dòng)配置，并且無(wú)法動(dòng)態(tài)感知網(wǎng)絡(luò)狀況。如下所示，如果A想訪問(wèn)B，請(qǐng)?jiān)赗TA和RTB上配置靜態(tài)路由：A 336010 . 1 . 2 . 1/24、B 336010 . 1 . 1 . 1/24、RTB RTA 10 . 1 . 3 . 0/30、 1 Ip路由-靜態(tài) 255.255.0 IP路由-靜態(tài)0 . 0 . 0 . 0 . 0 . 0 . 0 . 10 . 1 . 3 . 3如果沒(méi)有默認(rèn)路由，消息將被丟棄。(如果配置了網(wǎng)關(guān)，主機(jī)將生成默認(rèn)路由。)配置方法與靜態(tài)路由一致。許多動(dòng)態(tài)協(xié)議也可以生成默認(rèn)路由。第20頁(yè)，路由

11、環(huán)路，路由環(huán)路：路由環(huán)路的產(chǎn)生是在消息被轉(zhuǎn)發(fā)到路由器之后，路由器將消息轉(zhuǎn)發(fā)回來(lái)。該消息在IP消息的TTL值為0之前一直存在。A:/24，b 336010 . 1 . 1 . 1/24，RTA，RTB，10 . 1 . 3 . 0/30 . 1 . 2，Ip路由-靜態(tài)0 . 0 . 0 . 0 . 0 . 0 . 0 10 . 1 . 3 . 2，Ip路由-靜態(tài)10 . 1 . 2 . 0 255 . 255 . 0 10 . 1 . 3 . 1，如上所示，如果鏈路的它導(dǎo)致消息在區(qū)域貿(mào)易協(xié)定和RTB之間循環(huán)，直到TTL值為0，路由器將丟棄該消息。危害：環(huán)路浪費(fèi)了大量帶寬和路由器進(jìn)

12、程。因此，一個(gè)好的路由協(xié)議必須自動(dòng)防止網(wǎng)絡(luò)環(huán)路的發(fā)生。第21頁(yè)，動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，根據(jù)不同的算法，有幾種路由協(xié)議：1 .距離矢量算法：距離代表成本值，即跳數(shù)。向量表示下一跳的信息。該算法的特點(diǎn)是整個(gè)路由表周期性地分配給鄰居。運(yùn)行此算法的路由協(xié)議有(RIPV1/V2、IGRP、EIGRP)。2.鏈路狀態(tài)算法(鏈路狀態(tài)算法)。路由器之間形成鄰接關(guān)系后，它開(kāi)始通過(guò)自己的鏈路狀態(tài)信息(LSA)向鄰居通告，鏈路狀態(tài)是接口地址和掩碼。每臺(tái)路由器被分散以形成一個(gè)相同的鏈路狀態(tài)表。根據(jù)鏈路狀態(tài)表，SFP算法用于計(jì)算以該路由器為根節(jié)點(diǎn)的無(wú)環(huán)最短生成樹(shù)。形成一個(gè)路由表來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)消息。該算法的特點(diǎn)是：定期向鄰居發(fā)布更新的路由，以及自然無(wú)環(huán)路由協(xié)議。運(yùn)行此算法的路由協(xié)議有(OSPF，信息系統(tǒng)-信息系統(tǒng))。3.路徑向量算法路徑：路徑經(jīng)過(guò)的所有自動(dòng)編號(hào)