HCIA筆記-----第五天(動態路由RIP和OSPF)-有解無憂

靜態路由和動態路由的區別

靜態路由：由網路管理員手工添加的路由

動態路由：所有路由器上運行相同的路由協議，之后，通過路由器之間的溝通交流，最終計算生成的路由條目，

靜態路由的優缺點：

?優點：

1.選路是由管理員選擇，相對更好掌控

2.不會占用額外資源

3.相對安全性更高

?缺點：

1.在復雜的網路環境中，配置量較大，

2.無法根據網路拓撲的變化而自動收斂

動態路由的優缺點：

?優點：

1.可以基于網路拓撲變化而自動收斂

2.部署簡單

?缺點：

1.路由器依據某種單一演算法計算的路徑不一定是最佳路徑，甚至可能出現環路，

2.需要額外占用路由器硬體資源及鏈路帶寬資源

3.容易產生安全問題

總結：

1.靜態路由只能適用于簡單的小型網路環境

2.動態路由可以適用于復雜的大型網路環境

AS-----自治系統------由單一的機構或組成所管理的一系列的IP網路及設備所構成的集合

自治系統(AS)

自治系統(AS):由單一的機構或組成所管理的一系列的IP網路及設備所構成的集合

為了方便AS管理會給它設立編號,AS的編號16位二進制構成,取值范圍0-65535，拓展版------由32位二進制構成

根據AS的范圍，我們將路由協議分為2大類：

? 應用在AS內部----IGP（內部網關協議）------------RIP協議，OSPF協議，IS-IS，EIGRP（思科的私有協議）等

? 應用在AS之間-----EGP（邊界網關協議）----------BGP

IGP根據演算法分

? 距離矢量型協議（DV）-----使用貝文曼–福特演算法（Bellman - Ford）-----通過直接傳遞路由條目資訊獲取未知網段的路由資訊，-----也稱為“依據傳聞的路由協議”-----RIP協議用的就是這種演算法，

? 鏈路狀態型協議（LS）----傳遞的鏈路狀態資訊（LSA-----鏈路狀態通告），------使用SPF演算法（最短路徑優先演算法）----這個演算法會把圖形結構轉換成最短路徑樹把周圍的連接情況記錄下來------OSPF協議用的就是這種演算法、IS-IS也是

路由資訊協議(RIP)

RIP的鄰居：相鄰的兩個路由器且他們之間具備通訊條件

發送包是會攜帶兩個資訊：一個是目標網段，一個叫開銷值（COST)-------動態路由的選路依據

思科的設備叫做：度量值（Metric），華為的設備叫做：開銷值（COST）

開銷值：當動態路由計算出到達同一個目標網段存在多條路徑時，將選擇開銷值最小的路徑加入到路由表中.

因為同一個協議優先級都是一樣的，所以需要開銷值，不同動態路由協議的開銷值的度量標準不同，所以，不同動態路由協議之間的開銷值沒有可比性，不同協議，比較優先級，

RIP以跳數作為開銷值的度量標準，（RIP默認的優先級是100），只適用于在中小型網路中的動態路由協議

IP存在一個作業半徑-------15跳，當一條路由的開銷值到達16跳時，則認為目標網段不可達，

RIP支持等開銷負載均衡，比如開銷值一樣

RIP開銷值的演算法：
RIP發送攜帶的開銷值COST=本地該網段的開銷值+1

靜態路由的開銷值為什么0：所有的開銷是由人來決定的

動態路由的開銷值就很重要，因為有可能會很長，所以你需要選擇開銷最小的，所以動態路由需要開銷值選路

Bellman—Ford(貝文曼–福特演算法)

將收到的資訊分為四種情況：

1.AR1收到AR2發送的2.2.2.0/24網段的資訊，AR1本地路由表中沒有到達2.2.2.0/24網段的路由資訊，直接將AR2發送的資訊重繪到本地路由表中，

例：AR1的路由表

NextHop填誰給你發的資訊 Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 2.2.2.0/24 RIP 100 1 D AR20/0/0 AR10/0/0(從哪個介面收到的資訊)

2.AR1收到AR2發送的2.2.2.0/24網段的資訊，AR1本地路由表中有到達2.2.2.0/24網段的路由資訊，且下一跳是AR2，AR1將AR2發送的這條路由資訊重繪到路由表中，

3.AR1收到AR2發送的2.2.2.0/24網段的資訊，AR1本地路由表中有到達2.2.2.0/24網段的路由資訊，且下一跳不是AR2，則比較開銷值，如果，本地存在的路由的開銷值大于AR2發送的路由的開銷值，則AR1將AR2發送的這條路由資訊重繪到路由表中，

4.AR1收到AR2發送的2.2.2.0/24網段的資訊，AR1本地路由表中有到達2.2.2.0/24網段的路由資訊，且下一跳不是AR2，則比較開銷值，如果，本地存在的路由的開銷值小于AR2發送的路由的開銷值，則AR1不重繪AR2發送的路由

RIP的版本

RIPV1和RIPV2：主要針對iPv4

RIPNG：主要針對ipv6

RIPV1,RIPV2的區別

1.RIPV1是有類別的路由協議，RIPV2是無類別的路由協議

無類別是指：使用的ip地址沒有根據ABC類劃分

RIPV1在發送路由目標網段不攜帶子網掩碼（會根據默認的劃分規則，會產生大量的路由黑洞）

RIPV2在發送路由目標網段攜帶子網掩碼

2.RIPV1不支持手工認證，RIPV2支持手工認證

手工認證：設定一個口令，發送時攜帶口令才通過認證，確保安全

3.RIPV1使用廣播發送資訊，RIPV2使用組播發送資訊

RIPV2使用的組播地址—224.0.0.9，組播地址交換機也會泛洪，運行了PIPV2協議的路由器放進組播里面

RIP所使用的通訊埠是UDP的520埠，源ip和目標ip使用的埠都是520埠

RIP資料包
request----------請求包只有在剛運行才會使用，問鄰居要路由資訊

response--------回應包（更新包）鄰居回你response包含路由資訊的包

RIP在收斂完成后，依然會每隔30s發送一個response包，這種行為叫做RIP的周期更新，

二層是不可靠性的，三層是不可靠性的，四層選的udp也是不可靠的，所以需要RIP來彌補，通過周期更新來彌補自身沒有確認機制，來確保自己的可靠性

RIP周期更新的原因：

1.自身沒有確認機制

2.需要靠周期更新實作保活（保活機制：每隔一段時間發送包，確保自己還活著）

RIP的周期更新-----------異步周期更新

RIP的計時器

?周期更新計時器--------30S

無效計時器-------180S（路由表中完成一次重繪就會倒計時），路由條目重繪后啟動一個180s的失效計時器，若計時器時間結束，路由未重繪，則認為該路由失效，則將該路由從本地全域路由表中洗掉，并將該路由的開銷值改為16.保存在快取中，之后周期更新時依然攜帶該路由

將該路由的開銷值改為16.保存在快取中，之后周期更新時依然攜帶該路由，--------稱為帶毒傳輸（為了傳達這個地方去不了了）

垃圾回收計時器-----120S 無效計時器歸0后開始計時，120s，時間到則將徹底洗掉不可達路由，之后周期更新也將不會攜帶，

因為異步周期更新的原因會導致出環的現象，說以RIP針對出環的問題做了RIP的破環機制，

RIP的破環機制

1.觸發跟新：一旦拓撲結構發生變化，立即將變化資訊發送出去

2.水平分割：從哪個口學來的路由就不再從哪個口發出去，

3.毒性逆轉：從哪個口學來的路由還從哪個口發，但是，必須帶毒，

水平分割和毒性逆轉只能二選其一，華為設備默認開啟的是水平分割，華為設備如果毒性逆轉和水平分割同時開啟，則將按照毒性逆轉的規則執行，

RIP的配置

1.啟動RIP行程
[r1]rip 1 -----------數字代表行程號，僅具有本地意義，用來區分同一個路由器上運行不同的rip行程，如果不設定行程號，默認行程1

2.選擇rip版本
[r1-rip-1]version 2

3.宣告

宣告的要求：

1.必須宣告所有直連網段

2.只能按照主類宣告

[r1-rip-1]network 1.0.0.0
[r1-rip-1]network 12.0.0.0

宣告的目的：

1.激活介面，只有激活的介面才能收發RIP的資料，
2.發布路由，只有激活的介面對應的路由資訊才能通過RIP發送，

查看RIP的路由表display rip 1 route,這里Sec指的是失效計時器

當我們洗掉了一個網段時，這里的Sec變成了垃圾計時器，可以看到Cost也已經變成16了

RIP的拓展配置

1.RIPV2手工認證

[r1-GigabitEthernet0/0/0]rip authentication-mode md5 usual plain 123456 md5指的是加密格式 usual是標準，配置手工認證時需要確保雙方使用的標準是一樣的 plain指的是本地存盤是以密文還是明文存盤

可看看到本地快取是以明文方式存盤的，因為我使用的是plain

可看看到本地快取是以密文方式存盤的，因為我使用的是cipher

2.RIPV2手工匯總

把下面兩個網段匯總成一個

[r1-GigabitEthernet0/0/0]rip summary-address 192.168.0.0 255.255.254.0

3.沉默介面

作用：只能接受RIP的資料，不能發送RIP資料

[r1-rip-1]silent-interface ? Cellular Cellular interface GigabitEthernet GigabitEthernet interface all All the interfaces disable Override silent-interface configuration and make the interface active [r1-rip-1]silent-interface g [r1-rip-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/1

4.加快收斂----減少計時器

注意：修改計時器時不能不能破壞計時器之間的倍數關系=

[r1-rip-1]timers rip ? INTEGER<1-86400> Periodic update time (seconds) [r1-rip-1]timers rip 30 ? INTEGER<1-86400> Age time (seconds) [r1-rip-1]timers rip 30 180 ? INTEGER<1-86400> Garbage collection time (seconds) [r1-rip-1]timers rip 30 180 120

5.預設路由

在邊界路由器上配置，使邊界路由器作為預設源，內網其他路由器將自動下發一條指向預設源方向的預設路由，邊界路由器本省的預設路由必須手工配置，

[r3-rip-1]default-route originate

OSPF（動態路由協議）

評判路由協議好壞主要有哪些方面？

1.占用資源少

2.收斂速度快

3.選路是否合理

總結：選路佳，收斂塊，占用資源少

RIP--------使用距離矢量型協議

1.以跳數作為開銷值進行選路，本身存在不合理性

2.由于RIP本身計時器時間較長，收斂速度較慢

3.RIP單個資料包占用資源并不算大，但是因為RIP存在30s一次的周期更新，所以，整體看來，RIP的資源占用很大，

由于RIP三個維度的表現都不算太好，所以，只能適用于中小型網路環境中，

OSPF(開放式最短路徑優先演算法)-----使用鏈路狀態型協議

OSPF傳遞的是LSA資訊------------鏈路狀態資訊

OSPF使用帶寬作為開銷值的

1.OSPF因為是鏈路狀態性協議，所以，計算出的路徑不會出現環路，并且，OSPF以帶寬作為開銷值進行選路，相較于跳數更加合理，所以，從選路的角度看，OSPF優于RIP，

2.由于OSPF的計時器時間短語RIP的計時器，所以，從收斂速度角度比較，OSPF由于RIP，

3.從單個資料包攜帶的資料量來看，因為OSPF攜帶的是拓撲資訊（LSA），所以，資料量較RIP大很多，但是，由于RIP存在30S一次的周期更新，并且OSPF本身存在很多減少更新量的措施，所以，從整體的角度看，OSPF小優于RIP，

OSPF版本

OSPFV1(在實驗室階段夭折了)
OSPFV2:在IPV4上使用
OSPFV3在IPV6上使用

RIPV2和OSPFV2對比
相同點：

? 1.OSPFV2和RIPV2都是無類別的路由協議，都支持VLSM，CIDR

? (為什么OSPFV2也能叫無類別的路由協議：區域之間傳遞的是路由資訊)

? 2.OSPFV2和RIPV2（224.0.0.9）都已組播的形式發送資訊.

? (OSPFV2的組播地址224.0.0.5、224.0.0.6)

? 3.OSPFV2和RIPV2都支持等開銷負載均衡

不同點：

? RIP只能使用于中小型網路，OSPF可以應用在大型網路當中

OSPF為了適應中大型網路環境，需要進行結構化部署----就是區域劃分

如果只有一個區域的OSPF網路，我們將這樣的網路稱為單區域OSPF網路,如果存在多個區域的OSPF網路，我們將這樣的網路稱為多區域OSPF網路

區域劃分的主要目的：

區域內部傳遞拓撲資訊，區域之間傳遞路由資訊，

區域邊界路由器:充當連接兩個區域的中間設備傳遞路由資訊，

區域邊界路由器（ABR）：同時屬于多個區域，并且一個介面對應一個區域，至少有一個介面屬于骨干區域，區域之間可以存在多個ABR，一個ABR可以屬于多個區域，

區域劃分的要求：

1.區域之間必須存在ABR

2.區域劃分必須按照星型拓撲結構劃分----星型拓撲中間的區域稱為骨干區域

3.OSPF存在區域編號—區域ID（area ID）由32位二進制構成，用點分十進制進行表達，骨干區域的area ID為0，

OSPF的資料包

hello包

作用：可以用來周期發現、建立和保活鄰居關系，

周期：OSPF的hello包默認10S為周期進行周期發送（特殊的網路環境是30S）

死亡時間（dead time）：4倍的hello時間

RID------用來標定和區分OSPF網路中不同的路由器，

RID的要求：
1.全網（OSPF網路）唯一
2.格式統一 --------RID要求必須符合IP地址格式（由32位二進制構成，并且使用點分十進制表達）

RID的獲取方式：
1.手工配置 -------僅需要滿足以上兩點要求即可
2.自動獲取 ------路由器先從環回地址中選取數值最大的IP地址作為RID，若不存在環回地址，則將從本地的物理介面對應的IP地址中選取數值最大的IP地址作為RID，(hello包會攜帶RID)

DBD包

作用：是一個資料庫描述報文，描述LSDB（資料鏈路狀態資料庫-----存盤LSA資訊），LSDB相當于攜帶的是一個“資料庫的目錄”，避免重復浪費

LSR包----鏈路狀態請求報文----作用：基于DBD包請求未知的LSA資訊

LSU包-------鏈路狀態更新報文—作用：真正攜帶LSA資訊的資料包

LSAck包--------鏈路狀態確認報文-----確認包

OSPF的狀態機

Init 初始狀態

Two-Way 雙向通信------標記著鄰居關系的建立

通過條件匹配才能進入下一個狀態

主從關系選舉：使用未攜帶資料的DBD包（主要目的是為了和之前的鄰居關系進行區分,這里未攜帶資料指的是未攜帶它本職作業的資料，其實它是攜帶了RID的）進行主從關系選舉，通過對比RID，RID大的為主，主可以優先進入下一個狀態，

Full Stale：標志著鄰接關系的建立

Down狀態-------- 一旦啟動OSPF，發送hello包進入下一個狀態

Init狀態（初始化轉態）-----當你收到一個hello包中包含本地的RID資訊時，進入下一個狀態，

Two-way（雙向通訊）狀態：----標志著鄰居關系的建立

Exstart（預啟動）狀態：使用未攜帶資料的DBD包進行主從關系選舉，RID大的為主，主可以優先進入下一個狀態（還有一個作用，為主的發DBD包是會有一個序列號，為從的路由器發過去時也會攜帶序列號，這種行為成為隱形確定）

Exchange(準交換）狀態：使用攜帶目錄資訊的DBD包進行目錄資訊的共享，需要ACK確認，

Loading（加載）狀態：查看對端的DBD包與本端LSA資訊進行對比，基于未知的LSA資訊發送LSR包進行請求，對端使用LSU進行回復，需要ACK確認，

FULL（轉發）狀態：標志著鄰接關系的建立，

OSPF的作業程序

啟動配置完成后，OSPF向本地所有運行OSPF協議的介面以組播（224.0.0.5）的形式發hello包，hello包中需要攜帶自身本地的RID及自身已知鄰居的RID，之后，將收集到的鄰居關系記錄在一張表中-------（這張表叫做鄰居表），

鄰居表建立完成后需要進行條件匹配，失敗則停留在鄰居關系，僅使用hello包進行周期保活，

匹配成功，則開始建立鄰接關系，首先需要使用未攜帶資料的DBD包進行主從關系選舉，之后使用攜帶資料DBD包共享資料庫目錄，之后使用LSR/LSU/LSACK資料包來獲取未知網段的LSA資訊；完成本地資料庫表的建立，-----LSDB(鏈路狀態資料庫表)，

最后，基于本地的鏈路狀態資料庫，生成有向圖及最短路徑樹，之后，計算本地到達未知網段的路由資訊，生成的路由資訊加載到路由表中，

收斂完成后，OSPF需要10S一次使用hello包進行周期保活，每30分鐘進行一次周期更新，

OSPF有周期更新30分鐘一次，第一個原因，OSPF協議有一點不自信，第二個原因：同一個網段可能發送多個LSA資訊，資料庫表會記錄最新的一條，會給LSA添加一個序列號來判斷新舊，序列號有上限，周期更新會重繪序列號，

結構突變

1.突然增加一個網段：觸發更新，立即發送攜帶LSA資訊的LSU包，需要ACK確認，

2.突然斷開一個網段：觸發更新，立即發送攜帶LSA資訊的LSU包，需要ACK確認，

3.無法聯系（比如路由器斷電了）------40的死亡時間

OSPF的基本配置

1.啟動OSPF行程

[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 啟動OSPF行程并設定RID

2.創建區域

[r1-ospf-1]area 0

3.宣告------宣告所有直連網段

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.1 0.0.0.0 這里的0.0.0.0 -----反掩碼反掩碼由連續的1和連續的0構成的，其中0代表不可變位，1代表可變位所以激活的是1.1.1.1這個ip，精準的宣告 [r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.0 0.0.0.255 這是宣告的一個范圍

查看OSPF鄰居表

[r1]display ospf peer OSPF Process 1 with Router ID 1.1.1.1 Neighbors Area 0.0.0.0 interface 12.0.0.1(GigabitEthernet0/0/0)'s neighbors Router ID: 2.2.2.2 Address: 12.0.0.2 State: Full Mode:Nbr is Master Priority: 1 DR: 12.0.0.1 BDR: 12.0.0.2 MTU: 0 Dead timer due in 35 sec Retrans timer interval: 5 Neighbor is up for 00:14:33 Authentication Sequence: [ 0 ] Area:區域 Router ID:鄰居的RID Address：鄰居的地址 State：狀態 Mode：主從關系，Master是主關系，Slave是從關系 Priority：優先級（越大的優先級越高） DR:指定路由器 BDR:備份指定路由器

查看OSPF的資料庫表

[r1]display ospf lsdb

查看一條LSA資訊

[r1]display ospf lsdb router 2.2.2.2

查看路由表

[r1]display ip routing-table protocol ospf Destination/Mask Proto Pre Cost Flags NextHop Interface 2.2.2.1/32 OSPF 10 1 D 12.0.0.2 GigabitEthernet 0/0/0 3.3.3.1/32 OSPF 10 2 D 12.0.0.2 GigabitEthernet 0/0/0 23.0.0.0/24 OSPF 10 2 D 12.0.0.2 GigabitEthernet 0/0/0 2.2.2.2/32代表主機路由 OSPF在華為體系中默認優先級為10， OSPF是以帶寬作為開銷值的度量標準， COST==參考帶寬/真實帶寬 ---華為的默認的參考帶寬是：100Mbps 假如真實帶寬是1000Mbps 100/1000算出來是小數，但是cost只接受整數，100/1000cost值為1

修改參考帶寬

[r1-ospf-1]bandwidth-reference ? INTEGER<1-2147483648> The reference bandwidth (Mbits/s) [r1-ospf-1]bandwidth-reference 1000

注意：參考帶寬一旦修改，OSPF網路內所有設備必須均修改成相同的

條件匹配

指定路由器------DR

備份指定路由器------DR

一個廣播域中，在DR和BDR都存在的情況下，至少需要四臺路由器才能看到鄰居關系

條件匹配：在一個廣播域中，若所有設備均為鄰接關系，將出現大量的重復更新：故需要進行DR/BRD選舉；所有非DR/BDR的設備之間僅維持鄰居關系，

DR/BRD的選舉

1.比較優先級，優先級最大的為DR，次大的為BDR，優先級初始的默認值為1.

設定優先級：

[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority ? INTEGER<0-255> Router priority value [r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 1 優先級的取值范圍0-255.若優先級設定為0，則代表放棄DR/BDR選舉，

2.如果優先級相同，則比較RID，RID大的路由器對應介面為DR，次大的為BDR，

拓展配置

1.手工認證

[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456

用法跟RIP基本一致，需要注意的是這里的Key ID兩邊必須一樣

2.手工匯總----區域匯總

把下面三個網段匯總成一個 [r2-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 192.168.0.0 255.255.252.0

3.沉默介面

只能對物理介面使用，不能對環回介面使用

[r2-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/2

4.加快收斂

[r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer ? dead Interval after which a neighbor is declared dead hello Time between HELLO packets ldp-sync Specify LDP-OSPF synchronization timer interval poll Interval for sending Poll Hello packet in the NBMA network retransmit Retransmit interval [r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer he [r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello ? INTEGER<1-65535> Second(s) [r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello 5

注意：修改hello時間，死亡時間會自動按照4倍關系進行匹配
注意：鄰居之間hello時間（死亡時間）必須相同，否則無法建立鄰居關系

5.預設路由

[r3-ospf-1]default-route-advertise 主語：這樣下發預設必須要求邊界路由器自身具備預設路由 [r3-ospf-1]default-route-advertise always 加always可以強制下發預設資訊