HCIA学习笔记（4）——路由基础

概念

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自治系统AS（Autonomous System）：单一实体管辖的网络，如一个企业的内网；

LAN（local area network）：局域网，主机可通过交换机直接通信；

路由：网络层设备，每一个端口的ip都属于不同的网段，相当于对应主机的网关，实现跨网段通信；

路由表：记录目的IP的走向，即明确指定下一跳的IP，初始路由表只记录了直连信息；

路由协议：分直连、静态、动态；

        静态路由协议:

                      1、普通静态路由，自己配置目的IP和下一跳；

                      2、缺省路由：目的IP全0；

       动态路由协议：

                      1、RIP协议 (重点)

                      2、OSPF协议 (重点)

                      3、ISIS协议

                      4、BGP协议

最长匹配原则：路由器默认的查找动作，当目的网段相同而掩码不同时，优先选择掩码更长的那个；

路由优先级：路由表中存放着是最佳路由，当有多条线路可达下一跳且都符合最长匹配原则时，会根据优先级自动选择。直连最高(0)、OSPF次之(10)、静态(60）、RIP(100)；

路由度量：当最长匹配原则和路由优先级失效时，使用度量值（metric）来决定需要加入路由表的路由，度量值可以是跳数、带宽，时延，代价，负载，可靠性等。

静态路由：需要手动分配路由，路由器间可以连接相同配置的线路，达到负载均衡的作用。路由器间也可以连接优先级不同，下一跳相同的连接，达到路由备份的效果。

路由备份：在配置多条静态路由时，可以修改静态路由的优先级，使一条静态路由的优先级高于其他静态路由，从而实现静态路由的备份，也叫浮劢静态路由。

RIP协议

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优点：配置简单、易于维护、适合小型网络；

缺点：古老、收敛速度慢、基本被OSPF取代；

版本：0和1；

度量：路由器的跳数，最大跳数16；

格式：以版本0为例

Command：为1表示该报文是请求报文，为2表示该报文是响应报文；Version：版本信息；Address Family Identifier（AFI）：表示地址标识信息，对于IP协议 ，其值为2；IP address：表示该路由条目的目的IP地址。这一项可以是网络地址 、主机地址；Metric：标识该路由条目的度量值，取值范围1-16；

过程简介：路由器启动时，路由表中只会包含直连路由。运行RIP之后，路由器会发送Request报文，用来请求邻居路由器的RIP路由。运行RIP的邻居路由器收到该Request报文后，会根据自己的路由表，生成Response报文进行回复。路由器在收到Response报文后，会将相应的路由添加到自己的路由表中。RIP网络稳定以后，每个路由器会周期性地向邻居路由器通告自己的整张路由表中的路由信息，默认周期为30秒。邻居路由器根据收到的路由信息刷新自己的路由表；

RIP环路现象：如下图所示，RIP网络正常运行时，RTA会通过RTB学习到10.0.0.0/8网络的路由，度量值为1。当RTB的直连网络10.0.0.0/8产生故障，RTB会认为其不可达，但RTA还保留着10.0.0.0/8可达的信息，故RTA会继续向RTB发送度量值为2的通往10.0.0.0/8的路由信息，以此反复，直至度量为16；

水平分割：为解决RIP环路，RIP路由协议引入了水平分割机制，即RTA向RTB学习到的路由信息，不会再从RTA的接收接口重新通告给RTB；

毒性反转：RIP的防环机制中还包括毒性反转，如RTA通过RTB学习到度量值为1的10.0.0.0/8网络的路由，然后它会将此路由的度量值改为16并发给RTB。如果10.0.0.0/8网络发生故障，RTB便不会认为可以通过RTA到达10.0.0.0/8网络，因此就可以避免路由环路的产生。

触发更新：RIP环路造成的原因是RTB达不到10.0.0.0/8网络的信息没有及时发送给RTA，而触发更新是只要RTB路由发生了变换，就会立即发给RTA，而不需要等待更新定时器超时，从而加速了网络收敛。

抑制接口：RIP协议是路由之间的协议，PC机不需要接收该信息，故对于路由连向主机的接口进行抑制。

eNSP命令简介：

1. system-view：进入系统视图模式；
2. quit：退到用户视图模式；
3. sysname wl：改名为wl；
4. language-mode Chinese：语言模式改为中文；
5. undo info-center enable：撤销信息中心，防止弹出日志；
6. int e0/0/0：进入e/0/0接口；
7. ip add ip mask：添加IP；
8. dis current-configuration：显示当前所有配置；
9. dis this：查看当前接口配置；
10. dis ip int brief：查看所有接口配置：
11. dis ip route-table：显示路由表；
12. ip route-static 目的网段 下一跳IP：路由静态配置；
13. undo 操作命令：撤销；
14. save：保存配置；
15. shutdown e0/0/0：关闭e0/0/0接口；
16. rip 1：进入RIP进程1；
17. undo summary：关闭自动汇总；
18. version 1：切换到RIP版本1；
19. network 网段：宣告直连主类网络；
20. silent-interface 接口：抑制接口；
21. rip metricout 2：修改该接口度量值为2；
22. rip split-horizon：为接口配置水平分割和毒性反转，默认自动配置；
23. display rip < process_id > interface < interface > verbose：配置验证；
24. rip output：允许接口发送 RIP 更新消息；
25. rip input：允许接口接收 RIP 更新消息；
26. display rip：显示路由器上的 RIP 信息；

OSPF协议

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优点：支持区域的划分从而保证无环路、支持触发更新、以提供认证功能、以解决网络扩容带来的问题

大致过程：OSPF的收敛过程由链路状态公告LSA（Link State Advertisement）泛洪开始，LSA中包含了路由器已知的接口IP地址、掩码、开销和网络类型等信息。收到LSA的路由器都可以根据LSA提供的信息建立自己的链路状态数据库LSDB（Link State Database），并在LSDB的基础上使用SPF算法进行运算，建立起到达每个网络的最短路径树。最后，通过最短路径树得出到达目的网络的最优路由，并将其加入到IP路由表中。

概念：

     1、LSDB数据库：每一个路由都有一个自己的LSDB数据库，记录着相应路由信息；

     2、DR路由、BRD路由：每一个含有至少两个路由器的广播型网络和NBMA网络都有一个DR和BDR，在此网络的所有路由与DR进行路与信息的传递，其他路由不用相互传递，这样大大减少了邻接关系数量。BDR是DR的备份作用；

    3、广播型网络：指支持两台以上路由器，并且具有广播能力的网络。一个含有三台路由器的以太网就是一个广播型网络的例子；

    4、NBMA网络：非广播多路访问网络，要求网络中的路由器组成全连接。

    5、OSPF区域：进行区域划分，每个区域都独立维护一个LSDB，骨干区域唯一，且必须连接其他非骨干区域；

    6、OSPF开销：接口开销=带宽参考值÷带宽。带宽参考值可配置，缺省为100Mbit/s。

OSPF报文：封装再IP报文内，IP协议号为89，报文分为5类：

      1、hello报文：用于发现、维护邻居关系，并在广播和NBMA（None-Broadcast Multi-Access）类型的网络中选取指定路由器DR（Designated Router）和备份指定路由器BDR（ Backup Designated Router）；

      2、DD报文：用于进行路由器间的LSDB数据库同步、选举主从路由；

      3、LSR报文：相互交换过DD报文后，发现哪些LSA是本地LSDB缺少的，就用此报文请求获取；

      4、LSU报文：向LSR请求报文返回其缺少的LSA；

      5、LSACK报文：用于对接受到LSU报文进行一个确认；

邻居和邻接关系建立：邻居状态只是表面兄弟，只有达到邻接状态才能传递相应的路由信息；

                Down：为初始状态，路由器之间还没有互相发消息；

                Attemp：此状态只在NBMA网络存在，表示已经周期向邻居发送hello报文，但在失效期内还没回复，超过失效期，降为Down状态；

                 Init：路由收到邻居的hello报文，但自己不在所收到的邻居列表中，尚未不邻居建立双向通信关系；

                 2-way：邻居的最高形态，在此状态下，双向通信已经建立，但是没有不邻居建立邻接关系；

                ExStart：邻居状态变成此状态以后，路由器开始向邻居収送DD报文。主从关系是在此状态下形成的 ，初始DD序列号也是在此状态下决定的。在此状态下収送的DD报文不包含链路状态描述；

                Exchange：此状态下路由器相互収送包含链路状态信息摘要的DD报文，描述本地LSDB的内容；

                Loading：相互収送LSR报文请求LSA，収送LSU报文通告LSA；

                Full：路由器的LSDB已经同步；

Router ID：唯一标识一台路由器，32位值，推荐手动配置；

Hello报文格式：

Network Mask：发送Hello报文的接口的网络掩码；Hello Interval：发送Hello报文的时间间隔；Options：标识发送此报文的OSPF路由器所支持的可选功能, Router Priority：发送Hello报文的接口的路由优先级，用于选举DR和BDR；Router Dead Interval：失效时间，为Hello Intercal的四倍。Designated Router：所选举DR路由器的IP，如果为0.0.0.0，表示未选举；Backup Designated Router：BDR路由器的IP；Neighbor：邻居的Router ID列表，表示本路由器已经从这些邻居收到了合法的Hello报文。

 

相关eNSP命令简介：

1. ospf 1：进入ospf进行1；
2. area 0：进入骨干区域；
3. network IP 反掩码：指定运行OSPF协议的接口；
4. dis ospf peer brief：查看邻居相关的属性，包括区域、邻居的状态、邻接协商的主从状态以及DR和BDR情况；
5. bandwidth-reference 100：调整带宽参考值为100Mbit/s；
6. ospf cost 10：接口调整开销，开销值范围是1~65535，缺省值为1；
7. ospf route-id 1.1.1.1：配置Router ID；