第7章 常见路由协议及其配置 章
7.1 路由的基本概念
路由，指的是寻找将IP数据报从源主机传往目的主机的 传输路径的过程。路由是对路由器核心工作的概述。路由是 把信息从源穿过网络传递到目的的行为，在路上至少遇到一 个中间节点。 路由动作包括两项基本内容：寻径和转发。寻径即判定 到达目的地的最佳路径，由路由选择算法来实现。转发即沿 寻径好的最佳路径传送信息分组。转发由相应的路由转发协 议实现。
7.2 静态路由的配置
7.2.1 静态路由的配置 通过配置静态路由，用户可以人为地指定对某一网络访问时所要经过的路径,在网络 结构比较简单，且一般到达某一网络所经过的路径唯一的情况下采用静态路由。 建立静态路由的命令如下： ip route prefix mask {address | interface} [distance] [tag tag] [permanent] 相关参数说明如下： Prefix:所要到达的目的网络。 mask:子网掩码。 address:下一个跳的IP地址，即相邻路由器的端口地址。 interface:本地网络接口。 distance:管理距离（可选）。 tag tag:tag值（可选）。 permanent:指定路由的永久性，即使该端口关掉也不被移掉。 配置过程（略）
RIP的核心命令如下： （1）指定使用RIP协议 router rip （2）指定参与RIP路由的子网 network [network] (3)允许在非广播型网络中进行RIP路由广播 neighbor [network] （4）指定RIP版本 version {1|2}
7.3.2 配置 配置RIP
路由选择协议通过在网络设备之间提供路由选择 信息共享机制，为被路由协议提供支持。路由选择信 息在路由器之间传送。路由器使用路由选择协议来交 换路由选择表和共享路由选择信息。 常见的路由选择协议包括路由信息协议（RIP）、 内部网关路由协议（IGRP）、增强内部网关路由协议 （EIGRP）以及开放式最短路径优先（OSPF）等。
配置RIP（略） （ 配置
7.4 OSPF协议 协议
7.4.1 OSPF概述 概述 OSPF(Open Shortest Path First)，即最短路径优先协议，它是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol, IGP)，用于在单一自治系统(autonomous system,AS)内决策路由。 1.OSPF相关概念 相关概念 （1）Router ID 一台路由器如果要运行OSPF协议，必须存在Router ID。如果没有配置ID号，若系统当前配置了 Loopback 接口IP 地址，则选择最后配置的Loopback接口的IP地址作为router id；若系统当 前没有配置Loopback接口，则选取第一个配置并UP 的物理接口的IP地址作为router id。一 般建议选择loopback接口的IP地址作为本机ID号，因为该接口永远是激活的，除非手工关闭。 （2）区域（Area） OSPF协议将自治系统划分成多个区域（Area）来解决网络规模问题。区域在逻辑上将路由器划 分为不同的组。不同的区域以区域号（Area ID）标识，其中一个最重要的区域是区域0，也 称为骨干区域（backbone area）。骨干区域完成非骨干区域之间的路由信息交换，它必须 是连续的，对于物理上不连续的区域，需要配置虚连接（virtual links）来保持骨干区域在逻 辑上的连续性。 （3）路由聚合 AS被划分成不同的区域，每一个区域通过OSPF边界路由器（ABR）相连，区域间可以通过路由 汇聚来减少路由信息，减小路由表的规模，提高路由器的运算速度。ABR在计算出一个区域 的区域内路由之后，查询路由表，将其中每一条OSPF 路由封装成一条LSA发送到区域之外。
3.有类和无类路由协议 有类和无类路由协议 有类路由协议不支持可变长度的子网掩码，不能 从邻居那里学到子网，所有关于子网的路由在被学到 时都会自动变成子网的主类网。包括RIP v1、IGRP等。 无类（Classless）的路由协议支持可变长度的子 网掩码，能够从邻居那里学到子网，所有关于子网的 路由在被学到时都不用被变成子网的主类网，而以子 网的形式直接进入路由表。目前的路由协议基本上都 属于无类的路由协议，如OSPF、BGP等。
7.3 RIP协议 协议
7.3.1 RIP概述 概述 RIP采用距离向量算法，RIP提供跳跃计数(hop count)作 为尺度来衡量路由距离，跳跃计数是一个包到达目标所必须 经过的路由器的数目。如果到相同目标有二个不等速或不同 带宽的路由器，但跳跃计数相同，则RIP认为两个路由是等距 离的。RIP最多支持的跳数为15个，即在源和目的网间所要经 过的最多路由器的数目为15个，跳数16表示不可达。 RIP通过广播UDP报文来交换路由信息，每30秒发送一次 路由信息更新。RIP协议基于跳数计算路由，它简单、可靠， 便于配置，但是单纯的以跳数作为选路的依据不能充分描述 路径特征，可能导致所选的路径不是最优，因此RIP协议只适 用于中小型的网络中。
3.路由算法的设计目标 （1）最优化：指路由算法选择最佳路径的能力。 （2）简洁性：算法设计简洁，利用最少的软件和开销， 提供最有效的功能。 （3）坚固性：路由算法处于非正常或不可预料的环境时， 如硬件故障、负载过高或操作失误时，都能正确运行。 由于路由器分布在网络联接点上，所以在它们出故障 时会产生严重后果。最好的路由器算法通常能经受时 间的考验，并在各种网络环境下被证实是可靠的。 （4）快速收敛：收敛是在最佳路径的判断上所有路由器 达就发出更新信息。路由更新信息遍及 整个网络，引发重新计算最佳路径，最终达到所有路 由器一致公认的最佳路径。收敛慢的路由算法会造成 路径循环或网络中断。 （5）灵活性:路由算法可以快速、准确地适应各种网络 环境。
7.1.1 路由算法概述
1.距离向量算法 距离向量算法 距离向量算法（Distance Vector，DV）也称为Bellman Ford算法，使用此算法的路由协议要求路由器将其路由表发 送给与其相邻的路由器，相邻路由器在新收到的路由信息以 及自身的路由表中找出最优路由，构成路由表的新表项，并 用此表项刷新原路由表。 距离矢量路由算法的基本思想是：各节点周期性地向所 有相邻节点发送路由刷新报文，报文由一组(V，D)有序数据 对组成，其中V表示此节点可以到达的节点，D表示到达此 节点的距离。收到路由刷新报文的节点重新计算和修改它的 路由表。
4.静态路由和动态路由 静态路由和动态路由 按照路由路径是否是可变的，可以将路由方式分为静态路由 和动态路由两种。 静态路由是在路由器中设置的固定路由表。除非网络管理员 干预，否则静态路由不会发生变化。由于静态路由不能对网络的 改变作出反映，因此一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网 络中。 动态路由是网络中的路由器之间相互通信，传递路由信息， 利用收到的路由信息更新路由器表的过程，它能实时地适应网络 结构的变化。如果路由信息更新，则表明发生了网络变化，路由 选择软件就会重新计算路由，并发出新的路由更新信息。这些信 息通过网络引起各路由器重新启动其路由算法，并更新各自的路 由表，以动态地反映网络拓扑的变化。动态路由适用于规模大、 网络拓扑复杂的网络。当然，各种动态路由协议会不同程度地占 用网络带宽和CPU资源。
4.路由算法的相关参数 路由算法的相关参数 （1）跳数（hop count）：分组从源节点到达目的节点 经过的路由器的个数。 （2）带宽（bandwidth）：链路的传输速率。 （3）延时（delay）：分组从源节点到达目的节点花费的 时间。 （4）负载（load）：通过路由器或线路的单位时间通信 量。 （5）可靠性（reliability）：传输过程中的误码率。 （6）开销（overhead）：传输过程中的耗费，与所使用 的链路带宽相关。
7.1.2 路由协议
1.被路由协议和路由选择协议 被路由协议和路由选择协议 被路由协议以寻址方案为基础，为分组从一个主 机发送到另一个主机提供充分的第三层地址信息的任 何网络协议。被路由协议通过网络传输数据，通过路 由器把数据从一个主机传输到另一个主机的的协议是 被路由或可路由协议，用在路由器之间引导用户流量。 IP协议、Novell的网际分组交换（IPX ，Internet work Packet eXchange）和Apple Talk的数据报传送协 议（DDP，Datagram Delivery Protocol）等协议都是 被路由协议。
2.链路状态算法 链路状态算法 链路状态（Link State，LS）算法也被称为最短路径算 法，该算法使用链路状态作为度量来选择路由。链路状态 算法的基本步骤如下： 首先，每个节点必须找出它的所有邻近接点。当一个节 点启动后，通过在每一条点到点的链路上发送一个特殊的 Hello报文，并通过链路另一端的节点发送一个应答报文。 接着，链路状态路由选择算法要求每个节点都知道到它 的每个邻近节点的时延，因此每个节点都必须测量出到所 有邻近节点的时延，测量的方法是：在它们之间的链路上 发送一个特殊的Echo响应报文，并要求对方收到后立即再 将此响应报文发送回来，将测量得到的来回时间除以2，即 可得到一个比较合理的时延估计值。
2.IGP和EGP 和 内部网关协议运行在一个自治系统（AS,Autonomous System）中，外部网关协议是运行在各个自治系统之间 的路由协议。内部网关协议可以分为距离向量路由协议 （Distance Vector，DV）、链路状态路由协议（link state，LS）和混合路由协议。 距离向量路由协议主要有路由信息协议 （RIP,Routing Information Protocol）、内部网关路由协 议（IGRP，Interior Gateway Routing Protocol）、IS－ IS（Intermediate System－to－Intermediate System）； 链路状态路由协议主要有开放式最短路径优先协议 （OSPF，Open Shortest Path First）。混合路由协议有 增强的内部网关路由协议（EIGRP，Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）等。 外部网关协议提供了为外部路由器通信广泛使用的标 准。典型的外部网关协议是边界网关协议（BGP，Border Gateway Protocol）。一般的，一个路由器可以同时使用 两种路由协议，一个用于到自治系统之外的通信，另一 个用于自治系统内部的通信。