《CCNA Exploration 路由协议和概念》读书笔记（一）

路由表的三大原理：

1. 每台路由器根据其自身路由表中的信息独立作出决策。

2. 一台路由器的路由表中包含某些信息并不表示其它路由器也包含相同的信息。

3. 有关两个网络之间路径的路由信息并不能提供反向路径（即返回路径）的路由信息。

非对称路由：因为各个路由器的路由表中保存的信息不尽相同，所以数据包可以沿网络中的一条路径传送，而通过另一条路径返回。

最佳路径

比较跳数和带宽度量

跳数 — 跳数是指在数据包到达目的地之前必须经过的路由器个数。每台路由器即为一跳。

带宽 — 带宽表示链路的数据传输能力，有时也称为链路速度

等价负载均衡

当路由器有多条到达目的网络的路径，并且这些路径的度量值（跳数、带宽等）相等时（即所谓的等开销度量），路由器将进行等价负载均衡。

对于同一个目的网络，路由表将提供了多个送出接口，每个出口对应于一条等价路径。路由器将通过路由表中列出的这些送出接口转发数据包。

 

路径决定：由器在转发数据包时决定路径的这一过程

交换功能：指路由器在一个接口接收数据包并将其从另一个接口转发出去的过程

 

Cisco 发现协议 (CDP)

在第 3 层，路由协议把共享同一网络地址空间的设备视为邻居。

CDP 只工作在第 2 层。因此，CDP 邻居是指那些物理上直连并共享同一数据链路的 Cisco 设备。

带送出接口的静态路由可提高路由表的查找效率 — 至少对于串行点对点出站网络是如此

多条静态路由可以总结成一条静态路由，前提是符合以下条件：

• 目的网络可以总结成一个网络地址
• 多条静态路由都使用相同的送出接口或下一跳 IP 地址

这称为路由总结

计算总结路由

以下为创建总结路由 172.16.1.0/22 的过程：

1. 以二进制格式写出您想要总结的网络。

2. 找出用于总结的子网掩码，从最左侧的位开始。

3. 从左向右，找出所有连续匹配的位。

4. 当发现有位不匹配时，立即停止。您当前所在的位即为总结边界。

5. 现在，计算从最左侧开始的匹配位数，本例中为 22。该数字即为总结路由的子网掩码，本例中为 /22 或 255.255.252.0

6. 找出用于总结的网络地址，方法是复制匹配的 22 位并在其后用 0 补足 32 位

0.0.0.0 0.0.0.0 网络地址和掩码也称为“全零”路由

 

AS（自治系统） - 也称为路由域，是指一个共同管理区域内的一组路由器

内部网关协议 (IGP)，用于在自治系统内部路由。
外部网关协议 (EGP)，用于在自治系统之间路由。

路由协议（更具体地说是路由协议所使用的算法）使用度量来确定到达某个网络的最佳路径

与 IGP 不同，EGP 用于不同机构管控下的不同自治系统之间的路由。

BGP 是目前唯一使用的一种 EGP 协议，也是 Internet 所使用的路由协议。

BGP 属于路径矢量协议，可以使用多种不同的属性来测量路径。

内部网关协议 (IGP) 可以划分为两类：
距离矢量路由协议
链路状态路由协议

距离矢量路由协议的运行过程

距离矢量是指将路由作为距离和方向的矢量进行通告。

距离使用诸如跳数这样的度量确定，而方向则是下一跳路由器或送出接口。

距离矢量协议通常使用贝尔曼-福特 (Bellman-Ford) 算法来确定最佳路径。

距离矢量协议将路由器作为通往最终目的地的路径上的路标。

路由器唯一了解的远程网络信息就是到该网络的距离（即度量）以及可通过哪条路径或哪个接口到达该网络。

距离矢量路由协议并不了解确切的网络拓扑图

链路状态路由协议的运行过程

与距离矢量路由协议的运行过程不同，配置了链路状态路由协议的路由器可以获取所有其它路由器的信息来创建网络的“完整视图”（即拓扑结构）

有类路由协议在路由信息更新过程中不发送子网掩码信息，有类路由协议不支持 VLSM（可变长子网掩码）。

在无类路由协议的路由信息更新中，同时包括网络地址和子网掩码。

收敛是指所有路由器的路由表达到一致的过程。

当所有路由器都获取到完整而准确的网络信息时，网络即完成收敛。

收敛时间是指路由器共享网络信息、计算最佳路径并更新路由表所花费的时间。

网络在完成收敛后才可以正常运行，因此，大部分网络都需要在很短的时间内完成收敛。

路由表中的度量字段

各路由协议的度量如下：
RIP：跳数 － 选择跳数最少的路由作为最佳路径。
IGRP 和 EIGRP：带宽、延迟、可靠性和负载 － 通过这些参数计算综合度量值，选择综合度量值最小的路由作为最佳路径。默认情况下，仅使用带宽和延迟。
IS-IS 和 OSPF：开销 － 选择开销最低的路由作为最佳路径。. Cisco 采用的 OSPF 使用的是带宽

路由协议根据度量值最低的路由来选择最佳路径。

管理距离 (AD) 定义路由来源的优先级别。对于每个路由来源（包括特定路由协议、静态路由又或是直连网络），使用管理距离值按从高到低的优选顺序来排定优先级。如果从多个不同的路由来源获取到同一目的网络的路由信息，Cisco 路由器会使用 AD 功能来选择最佳路径。

管理距离是从 0 到 255 的整数值。值越低表示路由来源的优先级别越高。管理距离值为 0 表示优先级别最高。只有直连网络的管理距离为 0，而且这个值不能更改。

RIP

RIP（路由信息协议）最初在 RFC 1058 中定义。主要有以下特点：
使用跳数作为选择路径的度量。
如果某网络的跳数超过 15，RIP 便无法提供到达该网络的路由。
默认情况下，每 30 秒通过广播或组播发送一次路由更新。

IGRP

IGRP（内部网关路由协议）是由 Cisco 开发的专有协议。IGRP 的主要设计特点如下：
使用基于带宽、延迟、负载和可靠性的复合度量。
默认情况下，每 90 秒通过广播发送一次路由更新。
IGRP 是 EIGRP 的前身，现在已不再使用。

EIGRP

EIGRP（增强型 IGRP）是 Cisco 专用的距离矢量路由协议。EIGRP 主要具有以下特点：
能够执行不等价负载均衡。
使用扩散更新算法 (DUAL) 计算最短路径。
不需要像 RIP 和 IGRP 一样进行定期更新。只有当拓扑结构发生变化时才会发送路由更新。

距离矢量的含义

顾名思义，距离矢量意味着用距离和方向矢量通告路由。距离使用诸如跳数这样的度量确定，而方向则是下一跳路由器或送出接口。

使用距离矢量路由协议的路由器并不了解到达目的网络的整条路径。该路由器只知道：
应该往哪个方向或使用哪个接口转发数据包
自身与目的网络之间的距离

邻居是指使用同一链路并配置了相同路由协议的其它路由器。路由器只了解自身接口的网络地址以及能够通过其邻居到达的远程网络地址，对于网络拓扑结构的其它部分则一无所知。使用距离矢量路由的路由器不了解网络拓扑结构。

广播更新均发送到 255.255.255.255

定期向所有邻居发送整个路由表更新

RIP 计时器

除更新计时器外，IOS 还针对 RIP 设置了另外三种计时器：
无效
清除
抑制

无效计时器。如果 180 秒（默认值）后还未收到可刷新现有路由的更新，则将该路由的度量设置为 16，从而将其标记为无效路由。在清除计时器超时以前，该路由仍将保留在路由表中。

清除计时器。默认情况下，清除计时器设置为 240 秒，比无效计时器长 60 秒。当清除计时器超时后，该路由将从路由表中删除。

抑制计时器。该计时器用于稳定路由信息，并有助于在拓扑结构根据新信息收敛的过程中防止路由环路。在某条路由被标记为不可达后，它处于抑制状态的时间必须足够长，以便拓扑结构中所有路由器能在此期间获知该不可达网络。默认情况下，抑制计时器设置为 180 秒。本章后面的部分将更加详细地讨论抑制计时器。

EIGRP 使用的更新具有以下特点：
不定期，因为此类信息不是按固定时间间隔发送。
仅当拓扑结构中发生影响路由信息的改变时才发送相关部分的更新。
限定范围，这表示部分更新的传播受到自动限制，只有需要该更新信息的路由器才会收到更新。

当发生以下情况之一时，就会发出触发更新：
接口状态改变（开启或关闭）
某条路由进入（或退出）“不可达”状态
路由表中增加了一条路由

抑制计时器可用来防止定期更新消息错误地恢复某条可能已经发生故障的路由

抑制计时器的作用方式为：

1. 路由器从邻居处接收到更新，该更新表明以前可以访问的网络现在已不可访问。

2. 路由器将该网络标记为 possibly down 并启动抑制计时器。

3. 如果在抑制期间从任何相邻路由器接收到含有更小度量的有关该网络的更新，则恢复该网络并删除抑制计时器。

4. 如果在抑制期间从相邻路由器收到的更新包含的度量与之前相同或更大，则该更新将被忽略。如此一来，更改信息便可以继续在网络中传播一段时间。

5. 路由器仍然会转发目的网络被标记为 possibly down 的数据包。通过这种方式，路由器便能克服连接断续所带来的问题。如果目的网络确实不可达，但路由器又转发了数据包，黑洞路由就会产生，直到抑制计时器超时。

水平分割规则规定，路由器不能使用接收更新的同一接口来通告同一网络

路由毒化用于在发往其它路由器的路由更新中将路由标记为不可达。标记为“不可达”的方法是将度量设置为最大值。对于 RIP，毒化路由的度量为 16

“带毒性反转的水平分割”规则规定，从特定接口向外发送更新时，将通过该接口获知的所有网络标示为不可达。

毒性反转非常特殊，它会使路由器忽略水平分割规则的要求。

RIPv2 仍有自身的局限性。RIPv1 和 RIPv2 在计算路由度量时都只考虑跳数，有效路由的跳数不能超过 15 跳。

RIP 的功能：

支持用于防止路由环路的水平分割和带毒性反转的水平分割。
能够在多达六条的等价路径上进行负载均衡。默认为四条等价路径。

RIPv2 对 RIPv1 进行了如下改进：

在路由更新中包含子网掩码，从而使协议变为无类路由协议。
增加验证机制以确保路由表更新的安全性。
支持可变长子网掩码 (VLSM)。
使用组播地址代替广播地址。
支持手动总结路由。

 

EIGRP 是由 Cisco 开发的专有协议，仅在 Cisco 路由器上运行。

EIGRP 的功能包括：

触发更新（EIGRP 没有定期更新）。
使用拓扑表维护从邻居处收到的所有路由（不仅是最佳路径）。
使用 EIGRP hello 协议与相邻路由器建立邻接关系。
支持 VLSM 和手动路由总结。这些功能使得 EIGRP 有能力创建具有层次结构的大型网络。

EIGRP 的优点：

尽管路由以距离矢量方式传播，但度量是根据最小带宽和路径的累积延迟进行计算，而不是根据跳数得出。
采用扩散更新算法 (DUAL) 进行路由计算，收敛速度更快。DUAL 允许向 EIGRP 拓扑表插入备用路由，当主路由失败时备用路由便可派上用场。由于这一过程在本地实现，所以可以立即切换到备用路由，不需要其它路由器进行任何操作。
使用限定更新，因此 EIGRP 使用的带宽更少，特别是在包含许多路由的大型网络中这一点更为明显。
EIGRP 具有协议相关模块，可支持多种网络层协议，包括 IP、IPX 和 AppleTalk。