RIP--路由信息协议

路由信息协议RIP（Routing Information Protocol）是基于距离矢量算法的路由协议，利用跳数来作为计量标准。在带宽、配置和管理方面要求较低，主要适合于规模较小的网络中。

版本

前两者用于IPv4， RIPng用于IPv6。

基于UDP协议进行封装，端口号520.

RIP基于组播进行数据包发送，组播地址---->224.0.0.9

存在周期更新机制----30s周期更新（应答报文）----保活，确认。

以跳数计算开销值，最大15跳----开销值越小越优。

数据包的开销值===本地的开销值+1

RIP算法----贝尔曼福特算法

1.当接收到数据包中含有本地路由表中没有的路由项时，则直接加载到本地路由表

2当接收到的数据包中含有本地路田表已经具宙的站田项，a' 项更新至本地路由表。

3.当接收到的数据包中含有本地路由表已经具备的路由项，但下一跳地址不相同，则比较Cost值

本地路由表中的cost值大，则将数据包中的路由项更新至本地路由表。

4.当接收到的数据包中含有本地路田表已经具面的站口项，' 路由表中的cost值较小，则不进行更新。

RIP数据报文

request包----请求报文

response包----应答报文

RIP工作原理

(1)路由建立

路由器运行RIP后，会首先发送路由更新请求，收到请求的路由器会发送自己的RIP路由进行响应；网络稳定后，路由器会周期性发送路由更新信息。

(2)距离矢量的计算

RIP度量的单位是跳数，其单位是1，也就是规定每一条链路的成本为1，而不考虑链路的实际带宽、时延等因素，RIP最多允许15跳。

RIP利用度量来表示它和所有已知目的地间的距离。

当一个RIP更新报文到达时，接收方路由器和自己的RIP路由表中的每一项进行比较，并按照距离矢量路由算法对自己的RIP路由表进行修正。

(3)定时器

周期更新定时器：用来激发RIP路由器路由表的更新，每个RIP节点只有一个更新定时器，设为30s。每隔30s路由器会向其邻居广播自己的路由表信息。每个RIP路由器的定时器都独立于网络中其他路由器，因此它们同时广播的可能性很小。

超时定时器：用来判定某条路由是否可用。每条路由有一个超时定时器，设为180s。当一条路由激活或更新时，该定时器初始化，如果在180s之内没有收到关于那条路由的更新，则将该路由置为无效。

清除定时器：用来判定是否清除一条路由。每条路由有一个清除定时器，设为120s。当路由器认识到某条路由无效时，就初始化一个清除定时器，如果在120s内还没收到这条路由的更新，就从路由表中将该路由删除。

延迟定时器：为避免触发更新引起广播风暴而设置的一个随机的延迟定时器，延迟时间为1～5s。

(4)环路

当网络发生故障时，RIP网络有可能产生路由环路。可以通过水平分割、毒性反转、触发更新、抑制时间等技术来避免环路的产生。

常规路由器更新和定时

  1. 当路由收敛完成后，路由器会以30s一次的频率发送应答报文。
  2. 邻居路由器收到应答报文时，会设置一个180s的时间（超时时间）
  3. 如果180s内没有收到邻居路由器发来得到应答报文，本地路由器会认为邻居出现了问题，并将下一跳为邻居接口的IP地址的路由项的开销值设置为16。并且向自身周围还存在的邻居发送该路由项
  4. 经过120s时间后，删除路由项。

RIP的计时器

更新计时器
  1. 每台启动了RIP协议的路由器都有一个属于自己的更新计时器。
  2. 计时器周期---30S
  3. 注意:当接收到请求报文时，必须立刻发送响应报文
无效计时器
  1. 每台路由器上的每个路由项都会有一个无效计时器。
  2. 计时器时间---更新计时器的六倍----180S-----每次路由条目被更新时，计时器刷新。
  3. 当计时器时间为0时，会认为该路由项已经无效，也就是说该路由项所指的目的地址不可达，路由器会将该路由项的Cost值设置为16，并向外进行传输。
垃圾收集计时器
  1. 120S
  2. 发送四次周期更新后，删除该路由。
  3. 实际环境中，该计时器的时间并非是120S整，而是在90-120S之间。

抑制计时器-----cisco专属

RIP周期更新

  • 使用response报文进行更新操作
  • 周期更新的原因：
  1. RIP本身没有确认机制和保活机制
  2. UDP传输是不可靠的传输

RIP环路问题




ospf 状态5 ospf的状态_链路


解决方法：

  • 触发更新----加快路由收敛速度
  1. 当某一个路由器中的路由项发生改变时，不需要等待下一次周期更新的到来，就可以直接将发生改变的路由项发送出去。
  2. 仅能降低环路产生的可能性，但是不能完全避免环路的产生。
  • 水平分割

如果有一个X/Y的路由项从路由器的某接口学习到，那么在周期更新发送时，该路由项就不能

从该接口发出。-------从此口进，不能从此口出。

  • 毒性逆转
  1. 如果有一个X/Y的路由项从路由器的某接口进入，那么在周期更新时，虽然还会从该接

发出，但会将cost值设置为16。

  1. 若毒性逆转和水平分割同时开启，则按照毒性逆转规则进行。

水平分割和毒性逆转原理相同，但做法不同，所以只能选择其中一个和触发更新搭配使用。---华为默认开启水平分割。

RIP的基本配置


ospf 状态5 ospf的状态_Powered by 金山文档_02


RIPv1

[r1]rip 1 ----启动RIP协议，并配置进程号，进程号仅具备本地意义。
[r1-rip-1]version 1 ----选择RIP版本
[r1-rip-1]network 12.0.0.0 ----宣告地址，激活接口并发布路由

宣告：

  1. 需要宣告所有直连网段
  2. 必须按照主类地址宣告

RIPv2

[r1]rip 1
[r1-rip-1]version 2
[r1-rip-1]undo summary ----关闭自动汇总功能，如果不关闭，宣告的属于同一个主类的路由就会自动汇总；该功能在华为上不需要配置，因为华为默认关闭自动汇总功能。
[r1-rip-1]network 192.168.0.0

RIPv1和RIPv2的区别

  • 更新时是否携带掩码
  1. RIPv1不携带真实掩码
  2. RIPv2携带真实掩码
  • RIPv2支持自动汇总功能
  • 更新方式
  1. RIPv1使用广播发送
  2. RIPv2使用组播发送，组播地址224.0.0.9
  • RIPv2支持手工认证

RIP扩展配置

1.手工汇总

去往多个可以汇总的目标网段范围，且具备相同下一跳，则可以不用具体的多个路由条目，仅写一条汇总目标的路由即可。

[r1-GigabitEthernet0/0/0]rip summary-address 10.1.0.0 255.255.252.0

2.缺省路由

—般配置方向为指向与运营商相连的边界路由器上。

缺省路由的下发具备强制性条件，做配置的边界路由器上必须存在一条缺省路由RIP的缺省路由一般配置在边界路由器上。

[r2-rip-1]default-route originate

1.静默接口

配置了静默接口的接口无法主动发送数据包，只能被动接受。----一般配置在连接用户的接口上。当静默接口接收到RIP报文后，会改变接口状态，恢复数据收发。

[r1-rip-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/0

2.手工认证

路由器之间的身份核实，需要同时在双方路由器相连的接口上配置。

[r1-GigabitEthernet0/O/0]rip authentication-mode simple cipher 123456
  1. 加快收敛----减少计时器时间
[r1-rip-1]timers rip 10 60 40----三个时间分别对应更新计时器、无效计时器、垃圾收集计时器，单位S

注意:修改时，三个计时器的时间倍数不要改变。

RIP优缺点

优点：

  1. RIP 协议非常适合小型网络 - 易于理解和配置。
  2. RIP 路由保证支持几乎所有的路由器。
  3. RIP 不需要每次网络拓扑更改时都进行更新。

缺点：

  1. 占用资源过多----RIP 可能会造成流量瓶颈，因为它每 30 秒广播一次更新，由于 RIP 中的任何路由更新都会占用大量带宽，因此关键 IT 流程的资源是有限的。
  2. 选路不佳----RIP 的跳数限制为 15
  3. 收敛速度很慢----当任何链接出现故障时，选择替代路线需要花费大量时间。
  4. RIP 不支持同一路由上的多条路径，这可能会产生更多的路由环路，使用固定跳数度量来选择最佳路由时，根据实时数据比较路由时，RIP 无法工作，由于重复的过程，这会导致数据包丢失和网络操作过载。

5.仅支持小规模网络

OSPF----开放式最短路径优先协议

基本概念

  • 协议使用范围----IGP
  • 链路状态型协议----传递拓扑
  • 传递真实掩码信息----无类别路由协议
  • OSPF版本
  1. OSPFv1
  2. OSPFv2----lPv4
  3. OSPFv3----lPv6
  • SPF算法
  • OSPF传递的是LSA信息（链路状态通告)
  • OSPF更新方式
  1. 触发更新
  2. 周期链路状态刷新-----30min
  • OSPF更新地址---组播

224.0.0.5/224.0.0.6

  • OSPF开销值===参考带宽/实际带宽（参考带宽默认为100Mbps)
  • OSPF进行跨层封装----基于IP协议进行封装，协议号89

五种报文

Hello报文：建立并维护邻居关系。

DBD报文：发送链路状态头部信息。

LSR报文：把从DBD中找出需要的链路状态头部信息传给邻居，请求完整信息。

LSU报文：将LSR请求的头部信息对应的完整信息发给邻居。

LSACK:收到LSU报文后确认该报文。

三个阶段

邻居发现：通过发送Hello报文形成邻居关系。

路由通告：邻居间发送链路状态信息形成邻接关系。

路由计算：根据最短路径算法算出路由表。

四张表

邻居表：主要记录形成邻居关系路由器。

链路状态数据库：记录链路状态信息。

OSPF路由表：通过链路状态数据库得出。

全局路由表：OSPF路由与其他比较得出

OSPF区域化结构

  • OSPF为了适应大中型网络环境，进行了结构化部署------区域划分
  • 区域划分的特点
  1. 区域内部传递拓扑信息，区域间传递路由信息。
  2. 区域划分是基于路由器接口的。
  3. 区域编号----32bit

（1）区域0-----骨干区域

（2）非骨干区域----非0区域

  1. 区域划分规则

（1）所有的非骨干区域都必须和骨干区域直接相连----星型拓扑

（2）骨干区域唯一

●区域边界路由器----ABR

（1）同时属于多个区域，且至少有一个接口属于骨干区域。

（2）在骨干区域中至少存在一个活跃的邻居。

骨干区域

标准区域

末梢区域STUB 区域，该类型区域中不接受关于 AS外部的路由信息，即不接受类型 5 的 AS 外部LSA，需要路由到自治系统外部的网络时，路由器使用缺省路由（0.0.0.0），末梢区域中不能包含有自治系统边界路由器 ASBR。


ospf 状态5 ospf的状态_链路_03


完全末梢区域路由器 ASBR。

OSPF数据包类型


ospf 状态5 ospf的状态_ospf 状态5_04


  • hello报文（建立并维护邻居关系）
  1. 用来周期性发现、建立、保活OSPF邻居关系。
  2. 10S发送一次hello报文，来确认邻居的存在
  3. 如果一个dead time时间没有收到邻居发送给自己的hello报文，则认为邻居不存在，deadtime一般为hello时间的四倍，默认情况下为4OS。
  4. Router-ID------RID

（1）全域唯一，标识路由器的身份

（2）使用IP地址的表示形式

  • DBD报文（发送链路状态头部信息）
  1. 数据库描述报文。
  2. 包含了所有拓扑的目录信息。
  • LSR报文（把从DBD中找出需要的链路状态头部信息传给邻居，请求完整信息）
  1. 链路状态请求报文
  2. 请求获取未知的链路信息(LSA信息)
  • LSU报文（将LSR请求的头部信息对应的完整信息发给邻居）
  1. 链路状态更新报文
  2. 携带有真正的LSA信息
  • LSAck报文（收到LSU报文后确认该报文）
  1. 链路状态确认报文

OSPF七种状态机

  • down----关闭状态-----一旦启动了OSPF协议，则发出hello报文，进入下一状态
  • init-----初始化状态----当收到的hello报文中，存在本地RID值时，进入下一状态
  • 2-way-----双向通讯状态-----邻居关系建立的标志。

条件匹配:匹配成功则进入下一阶段，失败则停留在邻居关系。

  • exstart----预启动状态----使用未携带信息的DBD报文进行主从关系选举，RID大的为主
  • exchange-----准交换----使用携带目录信息的DBD包进行目录共享
  • loading----加载状态----邻居间使用LSR/LSU/LSACK三种报文来获取完整的拓扑信息
  • full----转发状态----拓扑信息交换完成后进入该状态-----邻接关系建立的标志。

条件匹配

  • 设备接口角色
  1. 指定路由器------DR
  2. 备份指定路由器-----BDR
  3. 其他路由器----DRother
  • 角色之间的关系
  1. DR与BDR----邻接
  2. DR与DRother---邻接
  3. BDR与DRother---邻接
  4. DRother与DRother----邻居
  • OSPF条件匹配的情况
  1. 在以太网网络中-----必须进行条件匹配
  2. 在点到点网络中-----不需要进行条件匹配
  • 选举规则
  1. 优先级，默认为1,0-255，越大越优
  2. RID，越大越优
  • 选举范围
  1. 一个广播域，进行一次条件匹配。
  • 条件匹配是属于非抢占模式----一旦选举成功，不会因为新加入的设备而重新选举。

OSPF工作过程

  • OSPF协议启动后，路由器A向本地所有启动了OSPF协议的直连接口，使用组播地址224.0.0.5发送hello报文。

该hello报文中携带了本地的全域唯一的RID值。

  • 当对端路由器B接收到该报文后，也会回复hello报文

该hello报文中携带了A的RID值。

  • 此时，A与B建立邻居关系，并生成邻居表。
  • 邻居关系建立后，邻居之间进行条件匹配，匹配失败则停留在邻居关系，仅使用hello报文保活。

若匹配成功，则可以开始建立邻接关系。

  • 邻接间共享DBD报文，将本地与邻接之间的DBD报文进行对比，查找本地没有的LSA信息，之后使用LSR来询问，对端使用LSU回复具体的LSA信息，之后本地使用LSAck报文进行确认。

数据库表(LSDB)。

  • 在之后，本地基于数据厍表，后用SPF算法，计算到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到本地的OSPF路由表中。

并将OSPF路由表中的部分路由加载到本地全局路由表中。

此时，路由器完成路由收敛工作。

  • 最后，使用hello报文进行周期保活，并且每30min进行一次链路状态刷新。

基本配置


ospf 状态5 ospf的状态_服务器_05


1.启动OSPF协议，配置进程号（仅具有本地意义)，手工配置RID值

若没有配置RID值，则设备自动生成(环回接口最大IP>物理接口最大IP)

[r1]ospf 1 router-id 1.1.1.1

2.配置区

o[r1-ospf-1]area 0

3.宣告:激活接口，发布拓扑或路由

（1）宣告网段

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 1.1.1.0 0.0.0.255

反掩码:32位二进制，使用点分十进制表示，由连续0+连续1

（2）接口宣告方式-----精准宣告

[r1-ospf-1-area-0.0.0.0]network 12.0.0.1 0.0.0.0
  • OSPF邻居表
[r2]display ospf peer---查看OSPF邻居
 [r2]display ospf peer brief ----查看OSPF邻居简表
  • OSPF数据库表
[r2]display ospf lsdb -----查看OSPF数据库表
  • OSPF路由表
[r2]display ospf routing ---查看OSPF路由表

OSPF优先级====10

reset ospf 1 process -----重置OSPF进程

OSPF扩展配置

  • 修改OSPF默认参考带宽
[r2-ospf-1]bandwidth-reference 10000-----修改参考带宽，两端均需要修改
  • 修改接口优先级，从而干涉条件匹配
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 10-----在接口修改
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf dr-priority 0 ---优先级修改为0，代表放弃选举
  • 手工汇总
[r2-ospf-1-area-0.0.0.0]abr-summary 192.168.0.0 255.255.252.0

必须在ABR上配置

汇总的明细路由来源在那个区域，进入那个区域进行配置

  • 缺省路由

在边界设备上

[r1-ospf-1]default-route-advertise----非强制性下发，要求边界路由器中存在缺省路由才可以下发
[r1-ospf-1]default-route-advertise always----强制性下发，不要求本地存在缺省路由
  • 静默接口

不接受也不发送hello报文，与RIP的静默接口不同。

[r3-ospf-1]silent-interface GigabitEthernet 0/0/1
  • 接口认证
[r1-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode ?
 md5 Use MD5 algorithm ------MD5认证
 null Use null authentication -----不认证----OSPF默认情况simple Simple authentication mode -----简单认证----明文认证
[r1-GigabitEthernet0/o/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456
[r2-GigabitEthernet0/0/0]ospf authentication-mode md5 1 cipher 123456
  • 加快收敛
[r3-GigabitEthernet0/0/0]ospf timer hello ? .------一端修改，另一端必须修改，若不修改，则会导致邻居关系无法建立。
INTEGER<1-65535> Second(s)

OSPF优缺点

优点：

（1）OSPF 适合在大范围的网络：OSPF 协议当中对于路由的跳数，它是没有限制的，所以 OSPF 协议能用在许多场合，同时也支持更加广泛的网络规模。只要是在组播的网络中，OSPF协议能够支持数十台路由器一起运作。

（2）组播触发式更新：OSPF 协议在收敛完成后，会以触发方式发送拓扑变化的信息给其他路由器，这样就可以减少网络宽带的利用率；同时，可以减小干扰，特别是在使用组播网络结构，对外发出信息时，它对其他设备不构成其他影响

（3）收敛速度快：如果网络结构出现改变，OSPF 协议的系统会以最快的速度发出新的报文，从而使新的拓扑情况很快扩散到整个网络；而且，OSPF 采用周期较短的 HELLO 报文来维护邻居状态。

（4）以开销作为度量值：OSPF 协议在设计时，就考虑到了链路带宽对路由度量值的影响。OSPF 协议是以开销值作为标准，而链路开销和链路带宽，正好形成了反比的关系，带宽越是高，开销就会越小，这样一来，OSPF 选路主要基于带宽因素。

（5）OSPF 协议的设计是为了避免路由环路：在使用最短路径的算法下，收到路由中的链路状态，然后生成路径，这样不会产生环路。

（6）应用广泛：广泛的应用在互联网上，其他会有大量的应用实例。证明这是使用最广泛的IGP 之一。

缺点：

（1）OSPF 协议需要有关复杂网络的高级知识，因此不像其他一些协议那样容易学习。

（2）当有更多路由器添加到网络时，OSPF 路由不会扩展。OSPF 协议缺乏可扩展性使其不适合跨 Internet 路由。

（3）OSPF 协议维护路由信息的多个副本，增加了所需的内存量。

ACL技术-----访问控制表

  • 配置了ACL的网络设备会根据事先设定好的报文匹配规则对经过该设备的报文进行匹配，然后对报文执行预先设定好的处理动作。
  • ACL的功能

访问控制:在设备的流入或者流出接口上，匹配流量，然后执行设定的动作。

permit----允许

deny----拒绝

抓取流量:因为ACL经常会与其他协议共同使用，所以ACL一般只做匹配流量的作 用，而对应的动作由其他协议完成。

  • ACL的匹配规则

自上而下，逐条匹配，匹配上则按照预先设定的动作执行，不再向下匹配。

华为设备ACL访问控制列表最后隐含条件:允许所有。

cisco设备ACL访问控制列表最后隐含条件:拒绝所有。

  • ACL分类

基本ACL：

只能基于IP报文的源IP地址定义规则

编号:2000-2999

高级ACL：

可以基于IP报文的源IP地址、目的IP地址、IP报文协议字段、IP报文优 先 级、IP报文长度、TCP源目端口号、UDP源目端口号等一系列信息来定 义规则。

编号:3000-3999

二层ACL：

编号：4000-4999

用户自定义ACL：

编号：5000-5999


ospf 状态5 ospf的状态_OSPF_06


需求—

  • 要求PC1可以访问192.168.2.0/24，而PC2不可以。
  • 基本ACL配置位置应尽量靠近目标。

由于基本ACL仅关注数据包中的源IP地址;故配置时尽量靠近目标，避免对其他目的地址 访问产生误伤。

  • 基本ACL配置

创建ACL列表

[r2]acl 2000
[r2-acl-basic-2000]

设定规则

[r2-acl-basic-2000]rule deny source 192.168.1.2 0.0.0.0--拒绝192.168.1.2的地址
通过

通配符:0代表不可变，1代表可变;0和1可以随意穿插。

使用通配符可以精准匹配某一个IP地址或多个IP地址或网段。

[r2-acl-basic-2000]rule permit source any ----允许所有，在ACL的最后配置
[r2]display acl 2000 ----查看ACL配置
[r2-acl-basic-2000]rule 8 permit source 192.168.1.1 0.0.0.0

序列号----序列号用于规定ACL规则的顺序，匹配时，从小到大匹配。华为默认步长为 5。方便插入或删除规则。

调用列表

[r2-GigabitEthernet0/0/1]traffic-filter outbound acl 2000

一个接口的一个方向只能调用一张ACL列表;但是一张ACL列表可以在不同的地方多次

调用。

拒绝192.168.1.2和192.168.1.3 
192.168.1.00000010
192.168.1.00000011
0.0.0.00000001=====0.0.0.1

拒绝192.168.1.0/24网段中的所有单数IP地址
192.168.1.0000 0001
192.168.1.0000 0011
192.168.1.0000 0101
192.168.1.0000 0111
...
192.168.1.1111 1111
0.0.0.1111 1110

需求二

  • 要求PC1可以正常访问PC3和PC4，而PC2只能访问PC3，不能访问PC4.
  • 高级ACL配置位置应尽量靠近源点。

由于高级ACL对流量进行了精确的匹配，可以避免误伤，所以调用时应该尽快靠源, 减少链路资源你的占用。-----不需要再网络中进行无用传输。

  • 高级ACL配置

创建ACL列表

[r1]acl 3000
[r1-acl-adv-3000]

添加规则

[r1-acl-adv-3000]rule deny ip source 192.168.1.20.0.0.0 destination 192.168.2.2 0.0.0.0
[r1-acl-adv-3000]rule permit ip source any ----允许所有

调用

[r1-GigabitEthernet0/0/1]traffic-filter inbound acl 3000

需求三

  • 要求R1能够ping通R2的环回，但是不能通过telnet环回的方式登录R2
[r2-acl-adv-3000]rule permit tcp destination 2.2.2.20.0.0.0 destination-port eq telnet.
[r2-acl-adv-3000]rule deny tcp destination 12.0.0.20.0.0.0 destination-port eq telnet
[r1]acl 3100
[r1-acl-adv-3100]rule deny tcp source 12.0.0.1 0.0.0.0 destination 2.2.2.2 0.0.0.0 destination-port eq 23
[r1-GigabitEthernet0/0/1]traffic-filter outbound acl 3100

ACL如果配置在流量的发出者本地，则不会对该流量生效。