第3章：中型路由网络建设

思科出版社

通过斯蒂芬·麦克迦瑞

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路由是决定向何处发送数据包的过程，这些数据包的目的地是本地网络以外的地址。路由器收集和维护路由信息，使这些数据包的传输和接收成为可能。路由信息采用路由表中的条目形式，每个标识的路由有一个条目。路由器可以使用路由协议来动态地创建和维护路由表，以便无论何时发生网络变化时都能适应。

了解动态路由以及各种类型的路由协议(如距离向量和链路状态)如何确定IP路由是很重要的。理解路由协议的可伸缩性和收敛约束同样重要。

无类路由协议，如路由信息协议版本2 (RIPv2)、增强的内部网关路由协议(EIGRP)和开放最短路径优先(OSPF)比有类路由协议规模更大，因为它们支持可变长度子网掩码(VLSM)和路由摘要。

为了有效地管理IP网络，你必须了解的动态路由协议的操作，他们有一个IP网络的影响。本章描述的操作和距离向量和链路状态路由协议的限制。

本章目标

完成本章后，您将能够描述中型路由网络的动态路由的应用和限制。这种能力包括能够满足以下目标:

描述动态路由协议的目的和类型
描述距离向量路由协议的操作和实现
描述链路状态路由协议的操作和实现

查看动态路由

路由器可以转发了静态路由或动态路由，基于路由器的配置包。有两种方法来告诉路由器如何将数据包转发到未直接连接到网络：

静态的:路由器学到的路由时，管理员手工配置静态路由。每当一个互联网络拓扑变化，需要更新，管理员必须手动更新该静态路由条目。静态路由是用户定义的路径，用于指定分组的源和目的地之间移动时采取的路径。这些管理员定义的路由使在IP网络的路由行为的精确控制。
动态：路由器的管理员配置的路由协议，可以帮助确定路线后动态获悉的路线。不像静态路由的情况下，网络管理员启用动态路由后，路由过程会自动更新每当收到新的拓扑信息的路由知识。路由器学习并通过交换与互联网络其他路由器的路由更新维护路由到远程目标。

动态路由依靠路由协议来传播知识。路由协议定义的规则，当它与相邻的路由器进行通信的路由器使用以确定路径到远程网络和所述路由表中维护的那些网络。图3 - 1示出了网络中的路由器可以具有不直接连接到该设备上的接口的网络的知识。这些路线必须静态配置或通过路由协议教训。

图3 - 1

路由协议

以下是路由协议和路由协议之间的区别:

路由协议：任何网络协议，在其网络层地址提供了足够的信息，以使一个数据包从一台主机转发到基于所述寻址方案的另一主机，而不需要知道从源到目的地的整个路径。包通常是从端系统传送到终端系统。IP是一个路由协议的一个例子。
路由协议：便于路由网络之间的信息，使路由器动态构建路由表的交换。传统的IP路由入住简单，因为它使用的下一跳（下一个路由器）的路由，其中路由器需要考虑只有在它发出的数据包，并不需要考虑的剩余跳数的数据包的后续路径（路由器）。路由信息协议（RIP）是路由协议的一个例子。

路由协议描述的以下信息：

更新的方式传达
什么样的知识传送
什么时候传递知识
如何定位收件人的更新

您可以使用许多不同的方法进行分类动态路由协议。到的路由协议进行分类的一种方法是，以确定是否它被用来路由在自治系统或自治系统之间。一个自主系统是在公共管理下共享公共路由策略的网络集合。

有两种类型的路由协议：

内部网关协议（IGP）：这些路由协议交换的自治系统内的路由信息。路由信息协议版本2（RIPv2），增强内部网关路由（EIGRP）和开放最短路径优先（OSPF）是IGP协议的例子。
外部网关协议(EGP)这些路由协议用于自主系统之间的路由。边界网关协议(BGP)是当今网络的首选EGP协议。

图3 - 2示出的其中一个操作IGP和其中一个EGP操作逻辑分离。

图3 - 2

IGP对战EGP

注意:互联网编号分配机构（IANA）对于许多辖区指定自治系统号。如果您的组织计划使用BGP IANA编号的使用需要。然而，这是很好的做法，需要注意的私人与公共自治系统编号模式。

在自治系统中，大多数IGP路由可以进一步分类为符合以下算法之一:

距离向量：路由的方法的距离矢量确定的方向（矢量）和距离（如跳）到在互联网络的任何链接。
链路状态:链路状态的方法，其利用最短路径优先（SPF）算法，创建整个互联网络的具体拓扑的抽象，或至少在路由器位于的分区的。
高级距离向量：先进的距离向量方法结合了链路状态和距离向量算法的方面。这有时也被称为混合路由协议。

对于所有的互联网络，没有唯一的最佳路由算法。所有的路由协议以不同的方式提供信息。

多个路由到目的地可以存在。当路由协议算法更新路由表，该算法的主要目标是确定最佳路由表中包含。路由协议的每个距离矢量使用不同的路由度量来确定最佳路由。该算法生成一个名为数度量值用于通过网络的每个路径。除了BGP之外，度量值越小，路径越好。

度量可以根据路径的单个特征计算。更复杂的度量可以通过结合几种路径特征来计算。路由协议最常用的指标如下:

跳数：一个包通过一个路由器的输出端口的次数
带宽:链路的数据容量;例如，通常，一个10 Mbps以太网链路是优选的到64 kbps的租用线路
延迟:的是从源移动分组到目的地所需要的时间
加载：网络资源(如路由器或链接)上的活动量
可靠性：通常指的是每个网络链路的比特误码率
成本：一个可配置的值，思科路由器是基于默认的带宽的接口

图3 - 3显示了两个主机和不同的路由协议计算度量的方式之间的多个路由的一个例子。

多种路由协议和静态路由可以在同一时间使用。如果有路由信息几个信号源，一个管理距离值用于评价每个路由信息源的可信赖性。通过指定管理距离值，Cisco IOS软件可以路由信息的源之间进行区分。

一个管理距离是从0到255的路由协议以较低的管理距离的整数比具有更高的管理距离更值得信赖。如图图3 - 4如果路由器A接收到在同一时间通过EIGRP和OSPF发送网络172.16.0.0的路由，路由器A将使用管理距离以确定EIGRP是更值得信赖。

图3 - 3

路由协议指标

图3 - 4

管理距离

然后，路由器A将在EIGRP路由添加到路由表，因为EIGRP比OSPF更可信的路由来源。管理距离是的Cisco IOS组办案时多路由协议发送关于走相同的路线信息的任意值。表3-1显示了默认选定路由信息源的管理距离。

表3-1默认的管理距离值

路由来源	违约距离
连接网络	0
静态路由	1
EIGRP	90
OSPF	110
RIP-2的	120
外部EIGRP	170
未知的或令人难以置信	255(不会被添加到路由表来传递流量)

如果非默认值是必要的，您可以使用Cisco IOS软件配置管理距离值在每个路由器、每个协议和每个路由的基础上。

了解距离矢量路由协议

距离矢量为基础的路由算法（也称为贝尔曼 - 福特摩尔算法）通过从路由器到路由器和累加距离矢量路由选择表中的周期性的副本。（距离手段有多远，以及向量装置在哪个方向。）路由器之间定期更新通信拓扑的变化。

每个路由器从它的直接邻居收到的路由表。例如，在图3 - 5，路由器B从路由器a接收信息。路由器B添加一个距离向量度量(例如跳数)，增加距离向量。然后，它将路由表传递给它的另一个邻居，路由器c。同样的一步一步的过程在直接相邻的路由器之间发生。(这也被称为谣言路由。）

图3 - 5

距离矢量协议

通过这种方式，算法积累的网络距离，以便它可以保持互联网络拓扑信息的数据库。距离向量算法不允许路由器知道互联网络的具体拓扑。

路由发现，选择和维护

在图3 - 6，接口到每个直接连接的网络被示为具有0的距离。

图3 - 6

路由信息来源

作为距离矢量网络发现过程的进行，路由器发现基于从每个邻近累积度量nondirectly连接目的地网络的最佳路径。

例如，路由器A得知基于它从路由器B.每个这些其他网络条目的接收在路由表中的信息的其他网络具有累积距离矢量，以显示如何远离该网络是在所述给定方向。

当在距离向量协议互联网络的拓扑发生变化，必须发生路由表的更新。作为与网络发现过程，拓扑变化更新按部就班在路由器之间。

距离向量算法要求每个路由器将它的整个路由表发送给它的每一个相邻的或直接连接的邻居。距离向量路由表包括关于总路径成本(由它的度量定义)和它所知道的每个网络的路径上的第一个路由器的逻辑地址的信息。

当一个路由器接收到来自邻近路由器的更新时，它会将更新与自己的路由表进行比较。路由器将到达邻近路由器的代价与邻近路由器报告的路径代价相加，以建立新的度量。如果路由器知道了一个更好的路由(更小的总度量)从它的邻居到一个网络，路由器更新它自己的路由表。

例如，如果路由器乙在图3 - 7是从路由器A成本的一个单元，路由器B将当路由器乙运行距离矢量进程来更新其路由表中添加1至路由器A报告的所有费用。这将通过路由器交换通过一些更新机制路由及时的信息进行维护。

图3 - 7

维护路由

路由环路

当你维护的路由信息，如果一个网络拓扑变化后的互联网络的收敛速度慢导致不一致的路由表项，可能会发生路由环路。在接下来的几页介绍的示例使用一个简单的网络设计来传达的概念。在本章的后面，你看看路由环路是如何发生的，并在更复杂的网络设计进行修正。图3 - 8示出每个节点如何维护的距离从它本身到每个可能的目的地网络。