第九章路由协议 - 图文

路由协议

第九章 路由协议

.1 培训目标

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。

.2 路由的基本概念及算法

.2.1 什么是路由

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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。

.2.2 路由的分类

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。

.2.3 对网络拓扑变化的适应性

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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。

.2.4 路由权

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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。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。

.2.5 路由优先级

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。

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