动态路由（RIP、OSPF)

动态路由协议

1动态路由的分类：

01、基于AS分类：
AS—Autonoumous System （自制系统）
使用编号的方式表示，范围0-65535，期中0-64511为公有AS号，64512-65535私有AS号。

AS解释：全地球就好比一个巨大的网络范围，而要将全球的网络集中起来统一管理绝对是不可能的，于是我们就将全球的大网络划分为以一个国家为一个小的网络范围，AS就是就是这样的一个小的网络范围；现实生活中就是一所学校的内网，一个公司的内网，就是一个AS。

IGP（内部网关协议）协议–AS之内运行的协议：RIP、OSPF、EIGRP-Cisco私有、ISIS
EGP（外部网关协议）协议–AS之间运行的协议：BGP

2、IGP协议的分类：
1）DV型-距离矢量：RIP、EIGRP（DV型之间通过共享各自的路由表从而达到路由器之间路由表IP地址的传递和共享）
2）LS型-链路状态：OSPF、ISIS（LS型两个路由器之间是以共享各自的拓扑图从而达到路由器之间IP地址的传递和共享）

RIP （路由信息协议）：

1）基本概念
版本：RIPv1 / RIPv2 / RIPng（IPV6）
标准的DV型路由协议–共享路由表
基于UDP协议，端口号520
更新方式：周期更新（30s）–确认、保活
RIP优先级100 使用跳数作为度量值

2）RIPv1和RIPv2的区别
1、RIPv1平分割–同一个路由条目，从此口进不从此口再发出。用于消除重复更新。
只能消除线型拓扑和星型拓扑的环路

2、毒性 逆转水平分割–核心破环机制
3）RIP的配置
无论是哪个版本的RIP，宣告时均使用主类范围

A类地址： 1.0.0.0
B类地址：172.16.0.0

1、RIPv1的配置

[r1]rip 1   //启动协议，需要配置进程号
[r1-rip-1]version 1   //选择版本，必须选择

宣告：1、激活接口 2、发布路由

[r1-rip-1]network 1.0.0.0
[r1-rip-1]network 12.0.0.0更新时不携带掩码，RIPv2更新时**携带掩码**

宣告的IP地址，路由器会在自己身上的接口寻找相应的IP地址

插入一个小实验，比较一下RIPv1和RIPv2路由表的区别：

2、RIPv1/RIPv2传播的方式

RIPv1：广播更新
RIPv2：组播更新–224.0.0.9
(组播更新就是在启动rip协议的路由器之间的传播）

3、RIPv2支持手工认证–邻居间的身份核实

4）RIP破环机制

1、水
2、RIPv2的配置

5）RIP的扩展配置

1、汇总
[r1]interface GigabitEthernet 0/0/0  //更新发出的接口
[r1-GigabitEthernet0/0/0]rip summary-address 1.0.0.0 255.252.0.0
  在要汇总给的接口进行汇总，发出的IP地址就会是汇总之后的。

2、缺省路由-在连接运营商的边界路由器上,只要在边界上的路由器对该IP地址进行宣告，rip 就会把该IP地址进行传播到每一个路由器上。

[r3]rip 1	
[r3-rip-1]default-route originate 

3、静默接口–只接收不发送RIP数据包。一般用于连接用户的接口，禁止用于路由器之间的接口

[r1]rip 1
[r1-rip-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/1

OSPF

1）基本概念

组播发送：224.0.0.5/6

标准的链路状态型路由协议—路由器之间传递拓扑

版本：OSPFv2–IPv4/OSPFv3–IPv6
更新方式：触发更新 （只要路由器的路由表发生改变，就向已经建立邻接关系的路由器发送数据包） 存在周期更新30min

OSPF网络需要结构化部署：1、区域划分 2、IP地址规划
链路状态型路由协议的距离矢量特征–区域之内传递拓扑，区域之间传递路由表

优先级 10

COST值=参考带宽÷接口带宽

2）OSPF数据包

hello包：用于发现、建立并保活（10s）邻居关系。存在全网唯一的Router-ID，用于路由器
的身份标识，使用的IP地址的方式表示
DD包：Database Description，数据库描述包
LSR:链路状态请求
LSU:链路状态更新
LSAck:链路状态确认
（先通过hello包确定邻居关系，并建立连接，接着把本地的拓扑图列成一个目录（DD包），发过去与邻居的拓扑表进行比较，确认双方的那些拓扑图自己没有，然后发送对方没有的拓扑图）

3）OSPF状态机

：
down:未启动协议。一旦启动协议并发出hello包之后，立即进入下一状态

init:等待邻居回复的状态。若收到的hello包中携带了自己的RID，则和对方一起进入下一状态
2-way:表示邻居关系建立
条件匹配：若成功，则进入下一状态；若失败，仅hello包保活
exstart:预启动，使用假的DD报文比较RID，大者优先进入下一状态。
exchange:双方交换DD报文
loading:使用LSR/LSU/LSAck获取未知的路径拓扑或者路由
full:邻接关系建立，收敛完成。

例：OSPF协议就好比两个人爱看书不相识的两个人（down）在一次活动（init：发送hello包）中认识了对方(2-way)，想看对方有而自己没有的书，回到家中将自己所有的书的目录抄下来，互相交换看（exchange:交换DD报文）。一看，诶，这个我没有那咱俩就交换吧.接着就拿书过来交换(loading:使用LSR/LSU/LSAck获取未知的路径拓扑或者路由），看完书了彼此就得到了对方全部书中的知识（full:生成新的路由表，邻接关系建立，收敛完成）。

4）OSPF工作过程

启动协议后，设备本地基于224.0.0.5组播发出hello包，发现并建立邻居关系，生成邻居表；
之后进行条件匹配，若成功，则进入下一状态；若失败，则仅hello包10s进行邻居关系保活。
RID大者优先进入下一状态，先交换DD，然后再使用LSR/LSU/LSACK收集未知的LSA，生成LSDB–数据库表
设备基于此LSDB，使用SPF算法计算出去往目标的最佳路径，生成路由表，收敛完成。

之后10s周期保活，30min周期性比对DD

网络结构发生变化:
1、新增&断开：直连发生变化的设备通过DBD/LSR/LSU/LSACK完善即可
2、设备无法通信：hello 10s 保活 dead time 40s–计时结束后，删除邻居关系以及从邻居处学习到的所有路径

名词解释：
LSA：链路状态通告–OSPF中发送的拓扑信息或路由
LSDB：链路状态数据库，LSA的集合

5）OSPF基本配置
[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1 //启动协议，并配置进程号。同时可以选择配置路由器的RID。
若不配置，路由器自己选择，环回接口最大>物理接口最大
宣告：1、激活接口 2、发布拓扑或路由 3、区域划分
[r1-ospf-1]area 0 //进入区域
[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 172.16.1.0 0.0.0.255
反掩码

反掩码：32位二进制，使用点分十进制的方式表示，由连续的0和连续的1构成。
若反掩码为0，表示IP对应位固定；若为1，表示可变。
172.16.1.00000000 172.16.1.0—172.16.1.3
0.0.0.00000011

区域划分规则：
1、必须拥有区域0（骨干区域），所有非骨干的区域必须直连骨干区域
2、必须拥有ABR–区域边界路由器

当设备启动OSPF之后，使用224.0.0.5发出hello包，发现并建立邻居关系，生成邻居表；
< r2>display ospf peer brief //查看邻居关系摘要

邻居的区域ID：area 0—>0.0.0.0
area 12345—>0.0.48.57

当设备使用DD/LSR/LSU/LSAck数据包收集完所有未知的LSA时，本地生成LSDB–链路状态数据库表（LSA的集合）

< r1>display ospf lsdb
//查看本地的LSDB表

路由表中：
所有OSPF计算所得的路径使用OSPF表示
OSPF优先级为10
Cost=参考带宽÷入接口带宽 默认，参考带宽为100Mbits/s

OSPF选路规则：
若去往某一个目标拥有多条路径时，优先选择整条路经控制层面入接口Cost之和最小的

控制层面：路由来的方向
数据层面：数据去的方向

当接口带宽大于参考带宽时，COST取1，会导致选路不佳。
可以通过修改参考带宽来解决
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]bandwidth-reference ?
INTEGER<1-2147483648> The reference bandwidth (Mbits/s)
[r1-ospf-1]bandwidth-reference 10000 //修改参考带宽
注意：参考带宽的修改需要全网一致

6）成为邻接关系的条件–关注网络类型
点到点：在一个网络内只能存在两个节点—串线
MA（多路访问）：在一个网络内不限制节点数

若是点到点网络类型，则从邻居关系直接建立邻接关系。

若是MA网络类型，则需要选举DR/BDR角色，为了消除重复更新，选举时间40s
其他所有没有定义角色的路由器成为DROther

DR与DROther之间是邻接关系
BDR与DROther之间是邻接关系
DROther与DROther之间是邻居关系
DR与BDR之间是邻接关系

选举规则：
1、接口优先级 默认所有路由器接口优先级为1
2、比较Router-ID 大优

DR/BDR选举是非抢占的
可以通过修改设备参加选举的接口的优先级实现控制选举，
[r2]interface GigabitEthernet 0/0/0
[r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 5

reset ospf 1 process //重启OSPF进程

不能将所有的接口优先级全改成0

7）OSPF扩展配置
1、缺省路由–在连接运营商的边界路由器上配置
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]default-route-advertise //非强制下发缺省
非强制下发缺省：若想要下发成功，自身的路由表中必须有缺省路由

[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]default-route-advertise always //强制下发缺省
2、静默接口–只接收不发送OSPF数据包。一般用于连接用户的接口，禁止用于路由器之间的接口
[r1]ospf 1
[r1-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/1

RIP实验：
拓扑图

1、每个实验对IP地址的规划必不可少，所以第一步是对IP地址的合理规划
2、在路由器上配置RIP路由协议
3、在连接互联网的路由器上配置静态路由
4、在连接交换机、PC的接口配置静默接口

IP地址配置（R1为例）
在每个路由器上启动RIPv2协议，进行宣告（R3为例）

接着在连接互联网的路由器上配置静态路由，通过rip协议传送到每一个路由器的路由表上

在R3上配置静态路由，在R1上查看rip协议的IP地址表

（R3)

(R1)

进入rip协议，在每个连接交换机和PC的接口上配置静默接口

最后给PC 配置IP地址网关，实现全网可达

OSPF实验：

拓扑图：

1、同上一步还是先进行网络范围规划，子网划分IP地址规划，区域划分。（注意区域0 —>骨干区域必须连接所有的非骨干区域，必须有ABR—>边界路由器）
2、对路由器接口的IP地址进行配置
3、在路由器上进行OSPF路由协议的配置
4、在连接互联网的路由器上配置静态路由
5、在PC机上配置IP地址、网关

在路由器接口上配置IP地址
（R1）

然后启动OSPF协议，并设置route ID(注意route ID全网唯一），确定接口的区域，进行宣告
（R1)
配置完会看到路由器执行OSPF协议，与邻居路由器建立连接过程的日志

在连接互联网的路由器R1上，在OSPF协议中配置静态路由

在OSPF 协议中，接着在连接PC、交换机的接口配置静默接口
（R3)

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