动态路由协议之——RIP协议、OSPF协议

1、RIP协议——路由信息协议:

特点:

(1)适用范围:IGP(内部网关协议)

(2)协议算法特点:距离矢量型(DV),贝尔曼福特算法

        距离矢量型----只传递路由信息

(3)是否携带网络掩码:RIPV1不携带 RIPV2携带

        有类别路由协议----不传递网络掩码(RIPV1)

        无类别路由协议----传递网络掩码(除了RIPV1的其他)

(4)协议数据包的封装:基于UDP封装,使用端口号 520

(5)RIP 协议版本: RIPV1、RIPV2为IPV4服务;RIPNG为IPV6提供服务

(6)工作原理:周期性发送路由信息,传递路由,周期时间默认为30s

(7)消息数据包 :request (请求——请求路由),response(响应——传递路由)

(8)消息数据发送目标地址:RIPV1(255.255.255.255),RIPV2(224.0.0.9)

 RIPv1和RIPv2区别:

(1)RIPV1为有类别路由协议 
     RIPV2为无类别路由协议(支持子网划分,支持子网汇总,不支持超网)

(2)RIPV1使用广播更新:255.255.255.255   
     RIPV2使用组播更新:224.0.0.9

(3)RIPV2支持手工认证

RIP协议默认优先机值:100(可以修改)

RIP协议cost开销值:默认值为0,路由信息每传递一次,值增加1,但是开销值最大15,超过则不可达。

RIP协议关键机制:

1.水平分割机制:通过一个接口接收的路由不能再从该接口转发出去

2.毒性逆转水平分割机制:

3.RIP协议计时器:思科:更新 (30)  无效(180)  抑制(180)  刷新(240)

                               华为:更新 (30)  无效 (180)   回收(120)

                                RIP支持触发更新,并且默认开启。

4.触发更新:

        正常情况下,路由器会基于更新计时器每30s将路由表发送给邻居路由器,而触发更新是立刻发送路由更新信息。

   触发更新就是当检测到网络拓扑发生变动时,路由器会立即发送一个更新信息给邻居路由器,并依次产生触发更新通知它们的邻居路由器,此过程就叫触发更新。

   触发更新主要就是让整个网络上的路由器在最短的时间内收到更新信息,从而快速学习整个网络的路由变化。

RIP 协议部署:

(1)RIP 协议支持多进程:进程号只具有本地意义 

(2)手工汇总:

目的: 1、减少路由条目数量,减小路由表大小,加快查表速度。

            2、增加网络稳定性。

            静态手工汇总一致 

位置:在路由传播的出方向接口实施,建议在明细路由所在路由器的出接口

cost计算:汇总路由cost使用所有明细路由中cost最小的

存在条件:至少存在一条明细路由

特性:  在思科中,仅仅支持VLSM,不支持CIDR;

             在华为中,支持VLSM和CIDR;
              在IGP中,发送了汇总会自动抑制明细路由的发送; 
              不自动产生指向NULL0 的防环路由。

VLSM---可变长子网掩码技术

CIDR---无类别域间路由技术,又称为super net  超网
 

启用RIP 协议并指定协议号(协议号只具有本地意义):

动态路由协议之——RIP协议、OSPF协议_第1张图片

选择版本:

Network 通告(RIP 协议进支持主类通告;network 1.0.0.0  1.将本路由器上接口IP地址以1开头所有接口激活(激活代表着能发送并接收RIP的相关数据包)2.将激活的接口所对应的路由通告进入RIP协议):

查看RIP 路由表:

动态路由协议之——RIP协议、OSPF协议_第2张图片

位置:部署在明细路由传递的出向接口上(建议:在明细路由所在路由器的出接口 )

查看:

动态路由协议之——RIP协议、OSPF协议_第3张图片

下发缺省路由:

查看:

动态路由协议之——RIP协议、OSPF协议_第4张图片

RIP协议也会出现无法精确汇总导致路由黑洞 。                                                                                当出现缺省路由导致环路问题,解决方案与静态一致。

RIP防环机制:

基于UDP520端口工作,使用跳数作为度量,周期更新及触发更新

(1)水平分割 --从此口入,不从此口出 在直线拓扑中防止环路,为了避免重复更新(尤其在MA环境下)

(2)最大跳数 -- 15跳   16跳为不可达  控制协议的工作半径

(3)毒性逆转水平分割 -- 类似于一种触发更新机制

(4)抑制计时器

OSPF协议——开放式的最短路径优先协议:

特点:

1.协议使用范围:IGP

2.协议算法特点:链路状态型路由协议

   链路状态型----既传递路由信息,又传递拓扑信息

3.协议是否传递网络掩码:传递网络掩码(无类别的路由协议)

4.协议封装: 基于IP协议封装,协议号为89

5.OSPF 是一种链路状态型协议

6.OSPF 传递的是 LSA (链路状态通告 6种类型LSA  1 2 3 4 5 7)

7.OSPF 更新方式: 触发更新  +  30分钟的周期更新   

8.OSPF 更新地址:224.0.0.5  224.0.0.6

9.OSPF 支持区域划分

10.OSPF 是一种比较消耗路由器资源的协议

OSPF的运行机制

1.通过交互Hello报文形成邻居关系

路由器运行OSPF协议后,会从所有启动OSPF协议的接口上发送Hello报文。如果两台路由器共享一条公共数据链路,并且能够成功协商各自Hello报文中所指定的某些参数,就能形成邻居关系。

2.通过泛洪LSA通告链路状态信息

形成邻接关系的路由器之间可以交互LSA。LSA描述了路由器所有的链路接口邻居链路状态等信息。路由器通过交互这些链路信息来了解整个网络的拓扑信息。由于链路的多样性,OSPF协议定义了多种LSA类型

3.通过组建LSDB形成带权有向图

通过LSA的泛洪,路由器会把收到的LSA汇总记录在LSDB。最终,所有路由器都会形成同样的LSDB。LSA是对路由器周围网络拓扑结构的描述,而LSDB则是对整个自治系统的网络拓扑结构的描述,LSDB是LSA的汇总。

4.通过SPF算法计算并形成路由

当LSDB同步完成之后,每一台路由器都将以其自身为根,使用SPF算法来计算一个无环路的拓扑图来描述它所知道的到达每一个目的地的最短路径(最小的路径代价)。这个拓扑图就是最短路径树,有了这棵树,路由器就能知道到达自治系统中各个节点的最优路径。

5.维护和更新路由表

根据SPF算法得出最短路径树后,每台路由器将计算得出的最短路径加载到OSPF路由表形成指导数据转发的路由表项,并且实时更新。同时,邻居之间交互Hello报文进行保活,维持邻居关系或邻接关系,并且周期性地重传LSA

OSPF支持的网络类型:

OSPF将⽹络划分为四种类型:⼴播多路访问型(BMA)、⾮⼴播多路访问型(NBMA)、点到点型(Point-to-Point)、点到多点型(Point-to-MultiPoint)。不同的⼆层链路的类型需要OSPF不同的⽹络类型来适应。
广播类型
当链路层协议是Ethernet或FDDI(Fiber Distributed Digital Interface)时,缺省情况下,OSPF认为网络类型是Broadcast。

通常以组播形式发送Hello报文、LSU报文和LSAck报文。其中,224.0.0.5的组播地址为OSPF设备的预留IP组播地址;224.0.0.6的组播地址为DR/BDR的预留IP组播地址。

以单播形式发送DD报文和LSR报文。

NBMA类型
当链路层协议是帧中继或X.25时,缺省情况下,OSPF认为网络类型是NBMA。

在该类型的网络中,以单播形式发送协议报文(Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文)。

点到点P2P类型
当链路层协议是PPP、HDLC或LAPB时,缺省情况下,OSPF认为网络类型是P2P。

在该类型的网络中,以组播形式(224.0.0.5)发送协议报文(Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文)。

点到多点P2MP类型
没有一种链路层协议会被缺省的认为是P2MP类型。点到多点必须是由其他的网络类型强制更改的。常用做法是将非全连通的NBMA改为点到多点的网络。

以组播形式(224.0.0.5)发送Hello报文。

以单播形式发送其他协议报文(DD报文、LSR报文、LSU报文、LSAck报文)。

OSPF协议工作过程:

 OSPF区域:

动态路由协议之——RIP协议、OSPF协议_第5张图片

OSPF 区域:

OSPF支持区域的划分: 1.限制LSA的传播范围       2.减少LSA的数量

OSPF 区域的划分:基于接口(链路)

OSPF 区域的标识: 1.十进制数  2.类似于IP地址 A.B.C.D

区域分类:1、骨干区域(0区域)   2、非骨干区域 (非0区域)

区域设计原则:

1.OSPF网络中必须存在并且唯一的骨干区域(area 0)(单区域可以不为area 0 )

2.若存在非骨干区域,非骨干区域必须与骨干区域直接相连。

重发布

OSPF路由器角色:

骨干路由器

非骨干路由器

ABR:区域边界路由器

ASBR:自治系统边界路由器

OSPF协议消息数据包:

动态路由协议之——RIP协议、OSPF协议_第6张图片

IP封装不可靠。

OSPF协议开销值计算: 使用参考带宽/链路带宽,得到每段链路开销值,路由开销值为整天路径开销值之和。

动态路由协议之——RIP协议、OSPF协议_第7张图片

Router-id:路由器标识符,在整个OSPF网络中标识本路由器的唯一性。

选举方式:1.手工指定最优先。 2.选择最大环回接口IP地址。 3.选择最大物理接口IP地址。

OSPF协议部署:

启用OSPF协议,指定进程号100(进程号与RIP协议中作用功能一致),手工指定routerID

动态路由协议之——RIP协议、OSPF协议_第8张图片

创建OSPF区域

动态路由协议之——RIP协议、OSPF协议_第9张图片

Network 通告(支持反掩码通告)

OSPF和RIP对比:

1、前者是传递路由条⽬,⽽后者是传递链路信息,也就是说RIP距离⽮量动态路由协议只会把所存储的路由信息全部共享出来,⽽OSPF路由协议则是把运⾏OSPF协议的路由连接周边的路由信息全部做⼀个描述然后打包成⼀个数据包(即LSA,链路状态通告),然后该路由器以⾃⼰为中⼼把这个数据包通告给周边的所有邻居路由设备。

2、前者⽹络能见度只有⼀跳,后者是整个⽹络拓扑,运⾏RIP路由协议的路由设备只知道⾃⼰⾝边连接的邻居路由设备,也就是说运⾏RIP路由协议的路由设备并不知道整个⽹络拓扑的信息,⽽运⾏OSPF路由协议的路由设备会把整个⽹络拓扑的信息全部共享出来。同时也说明了运⾏OSPF路由协议的路由设备消耗的内存更多,由于OSPF拥有整个⽹络拓扑的路由信息,因此基本不会出现环路,⽽RIP路由协议消耗的内存更少,容易出现路由环路的问题。

3、前者计算路由是基于邻居,后者计算路由是基于⾃⼰,也就是说RIP的最佳路径是由邻居路由来计算的,⽽OSPF的最佳路径是通过收集周边的路由信息,然后再⾃⼰根据这些信息计算出来最佳路径。

4、前者可能造成路由环路,后者基本⽆环路,通过前⾯的三点我们可以知道;由于RIP不知道全部的⽹络拓扑路由信息,因此会造成环路问题,⽽OSPF拥有全部的⽹络罗拓扑路由信息,不会出现路由环路的问题。

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