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“网络工程师培训”基础教程 第九章路由协议 第九章 路由协议 .1 培训目标 培训目标 了解路由协议的基本概念 了解路由协议的种类划分 掌握几种路由协议的基本原理 掌握基本路由协议的配置 http://www.kinth.com 本章讲述路由协议及其配置，内容主要包括路由协议共通的基本概念 和原理，并依据不同的原则对现有路由协议进行种类划分，以使读者 对路由协议具有整体概念和基本了解。同时介绍了静态路由和几种基 本的动态路由协议的原理和配置方法，以及一些典型配置的实例说明。 1  “网络工程师培训”基础教程 第九章路由协议 .2 路由的基本概念及算法 .2.1 什么是路由 什么是路由 路由是指导IP报文发送的路径信息 目标网络 N R1 (N,R1,M) 其他网络 http://www.kinth.com 在基于 TCP/IP 的网络中，所有数据的流向都是由 IP 地址来指定的，网 络协议根据报文的目的地址将报文从适当的接口发送出去。而路由就是 指导报文发送的路径信息。 就像实际上生活中交叉路口的路标一样，路由信息在网络路径的交叉 点（路由器）上标明去往目标网络的正确途径，网络层协议可以根据 报文的目的地查找到对应的路由信息，把报文按正确的途径发送出去。 一般一条路由信息至少包含以下几方面内容：目标网络，用以配置报 文的目的地址，进行路由选择；下一跳，指明路由的发送路径；Metric、 路由权，标示路径的好环，是进行路由选择的标准。 例如，在上图中路由器上有一条去往目标网络 N 的路由，下一跳是 R1。所有经过此路由器的去往目标网络 N 的报文都被转发到路由器 R1 上去，再重复这种路由过程，直到到达正确的目的地。 2  “网络工程师培训”基础教程 第九章路由协议 .2.2 路由的分类 路由的种类 静态路由 缺省路由 动态路由 http://www.kinth.com 通常情况下，指导 IP 转发的路由信息可以通过如下三种不同的途径来 获得： 静态路由 —— 由系统管理员手动配置的到目标网络的唯一路径，当网 络结构发生变化时也必须由系统管理员手动的修改配置。但合理的使 用静态路由可以改进网络的性能，为重要的应用保存带宽。 缺省路由 —— 由系统管理员手动配置的一种特殊路由，可以将所有找 不到匹配路由的报文转发到指定的缺省网关。 动态路由 —— 由动态路由协议从其他路由器学到的到达目标网络的 发送路径，可以根据网络结构的变化动态地更新路由信息。 3  “网络工程师培训”基础教程 第九章路由协议 .2.3 对网络拓扑变化的适应性 适应网络拓扑变化 适应网络拓扑变化 Network N1 A D C B Network N2 http://www.kinth.com 网络的配置不同决定了其对网络拓扑结构变化的适应能力，这取决于 网络中是否使用动态路由协议。 静态路由信息可以指导报文的正常转发。再如图所示的网络中，为到 达目标网络 N2 ，在路由器 A 上配置静态路由指向路由器 D ，在路由 器 D 上配置静态路由指向路由器 C ，这样，从网络 N1 发往 N2 的报 文就可以经过路由器 A、D、C 最后到达目标网络 N2。 但假如从路由器 A 到 D 的通路出现了问题，那么路由器 A 就不能根 据静态路由的指示将报文发送到路由器 D 上去。如果想要保证网络的 畅通，就必须由网管员手动配置一条经由路由器 B 的静态路由，这样， 报文就可以经由路由器 A、B、C ，最后到达目标网络。 如果网络中运行了某种动态路由协议（如 RIP 协议）情况就会有所不 同。当经由路由器 D 的路由失效之后，路由器之间会通过动态路由协 议的路由信息传递，自动的发现另外一条到达目标网络经由路由器 B 的路由，并修改路由表，指导报文进行正确的转发。 4  “网络工程师培训”基础教程 第九章路由协议 .2.4 路由权 路由权 路由权：用于选择最佳路由的信息 Network N1 带宽 A D 跳数 时延 开销 负载 C 可靠性 B Network N2 http://www.kinth.com 路由算法修改路由表的基本目的是将最好路由信息添加到路由表中， 路由的好坏是由路由算法根据自己获得的路由信息计算出来的。对于 每一条路由，路由算法产生一种权值来表示路由的好坏。通常情况下， 这种权值越小，该路径越好。 路由权的计算可能基于路径某单一特性计算，也可能基于路径多种属 性进行计算。有几种路径特性经常被用于权值计算，如下： 带宽 —— 链路的数据容量。例如，通常情况下 10M 以太网链路比 64K 出租线路要更好。 时延 —— 报文从到达目标网络所需要的时间。 负载 —— 处于活跃状态的网络资源数量。 可靠性 —— 每条数据链路的出错率。 跳数 —— 报文到目的地需要经过的网络数。 开销 —— 一种人为设定的值，通常由网络管理员根据带宽、线路 价格或其他一些因素综合得出。 5  “网络工程师培训”基础教程 第九章路由协议 .2.5 路由优先级 路由优先级 从优先级最高的协议获得的路由被优先选择加入路 由表中。 RIP OSPF IGRP 10.0.0.0 R1 10.0.0.0 R0 10.0.0.0 R2 10.0.0.0 R1 路由表 http://www.kinth.com 前面讲过，各个路由协议都有自己的标准来衡量路由的好坏（有的采 用下一跳次数、有的采用带宽、有的采用时延，一般在路由数据中用 度量 Metric 来量化），并且每个路由协议都试图将自己认为是最好的路 由送到路由表中，这样我们就有可能从不同的协议得到到达同一目标 网络的不同路由。尽管每个路由协议都给出了度量值，但是由于各个 协议所采用度量值的含意不同，它们之间没有可比性。这就需要有种 策略来决定使用哪一条路由。按照策略，判断最优的路由，我们才将 它加入路由表，利用它来进行包的转发。 通常，我们使用路由优先级来判断不同路由协议所获得路由的好坏。 每一种路由协议都由自己的优先级，当不同路由协议之间的路由发生 冲突时，选择其中优先级最高的路由协议获得的路由。路由优先级是 根据路由算法的优劣等因素得出的经验数值，也可以由网管员手动修 改。 在上图中，三种路由协议 RIP 、OSPF 、IGRP 各自得到了一条到达目 标网络 10.0.0.0 的路由。我们假定三种协议之间的路由优先级的次序是 OSPF > IGRP > RIP ，则最终选定 OSPF 路由作为最优路由。 6  “网络工程师培训”基础教程 第九章路由协议 .2.6 自治系统 自治系统（AS） 自治系统（ 由统一机构管理，使用同一组选路策略的路由器 的集合 http://www.kinth.com 为了便于网络的管理，人为地将互联网划分成若干自治系统。每一个 自治系统由一组在统一的机构管理下的路由器组成，整个系统对外呈 现统一的路由机制，并被看成独立的网络组成单元。 自治系统由一个 16bit 的整数标示，这个整数被称作自治系统号