第一 章 ： 路 由 選 擇 原 理

1.1路由選擇基礎(chǔ)知識
路由是將對象從一個地方轉(zhuǎn)達(dá)發(fā)到另一個地方的一個中繼過程
學(xué)習(xí)和維持網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)知識的機(jī)制被認(rèn)為是路由功能。渡越數(shù)據(jù)流經(jīng)路由器進(jìn)入接口
穿過路由器被移送到外出接口的過程，是另一項(xiàng)單獨(dú)的功能，被認(rèn)為是交換/轉(zhuǎn)發(fā)功能。路由設(shè)備必須同時具有路由和交換的功能才可以作為一臺有效的中繼設(shè)備。
為了進(jìn)行路由，路由器必須知道下面三項(xiàng)內(nèi)容：
l路由器必須確定它是否激活了對該協(xié)議組的支持；
2路由器必須知道目的地網(wǎng)絡(luò)；
3路由器必須知道哪個外出接口是到達(dá)目的地的最佳路。

路由選擇協(xié)議通過度量值來決定到達(dá)目的地的最佳路徑。小度量值代表優(yōu)選的路徑；如果兩條或更多路徑都有一個相同的小度量值，那么所有這些路徑將被平等地分享。通過多條路徑分流數(shù)據(jù)流量被稱為到目的地的負(fù)載均衡。

執(zhí)行路由操作所需要的信息被包含在路由器的路由表中，它們由一個或多個路由選擇協(xié)議進(jìn)程生成。路由表由多個路由條目組成，每個條目指明了以下內(nèi)容：
l學(xué)習(xí)該路由所用的機(jī)制（動態(tài)或手動）
l邏輯目的地
l管理距離
l度量值（它是度量一條路徑的總"總開銷"的一個尺度）
l去往目的地下一HOP的中繼設(shè)備（路由器）的地址；
l路由信息的新舊程度
l與要去往目的地網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的接口
使用命令SHOW IP ROUTE可看到以上內(nèi)容

缺省管理距離的預(yù)先分配原則是：人工設(shè)置的路由條目優(yōu)先級高于動態(tài)學(xué)到路由條目，度量值算法復(fù)雜的路由選擇協(xié)議優(yōu)先級高于度量值算法簡單的路由選擇協(xié)議。

路由器一般選擇具有最小度量值的路徑；CISCO路由器的IP環(huán)境中如果同時出現(xiàn)了多條度量值最低且相同的路徑，那么在這多條路徑上將啟用負(fù)載均衡，C ISCO默認(rèn)支持4條相同度量值的路徑，通過使用"maximum-paths"命令可以認(rèn)CISCO路由器支持最多達(dá)6條相同度量值路徑。

RIP是一種用在小到中型TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中采用的路由選擇協(xié)議，它采用跳數(shù)作為度量值，它的負(fù)載均衡功能是缺省啟用的，RIP決定最佳路徑時是不考慮帶寬的?。。?
IGRP是一種用在中到大型TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中采用的路由選擇協(xié)議，它采用復(fù)合的度量值，它考慮了帶寬、延遲、可靠性、負(fù)載和最大傳輸單元（M TU），但缺省地使用了帶寬和延時值。IGRP也能進(jìn)行負(fù)載均衡
在路由器啟動之后，它立刻試圖與其相鄰路由設(shè)備建立路由關(guān)系。該初始通信的目的是為了識別相鄰設(shè)備，并且開始進(jìn)行通信并學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)構(gòu)。建立相鄰關(guān)系的方法和對拓樸結(jié)構(gòu)的初始學(xué)習(xí)隨路由選擇協(xié)議的不同而不同。
路由選擇協(xié)議會交換定期的HELLO消息或定期的路由更新數(shù)據(jù)包，以維持相鄰設(shè)備間進(jìn)行著通信。
在了解了網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)，且路由表中已包含了到已知地網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑后，向這些目的地的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)就可以開始了；）

1.2 路由選擇協(xié)議

有類別路由選取擇（classful routing）概述
不隨各網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)送子網(wǎng)掩碼信息的路由選擇協(xié)議被稱為有類別的選擇協(xié)議（RIPv1、IGRP）
當(dāng)采用有類別路由選擇協(xié)議時，屬于同一主類網(wǎng)絡(luò)（A類、B類和C類）有所有子網(wǎng)絡(luò)都必須使用同一子網(wǎng)掩碼。運(yùn)行有類別路由選擇協(xié)議的路由選擇協(xié)議的路由器將執(zhí)行下面工作的一項(xiàng)以確定該路由型網(wǎng)絡(luò)部分：
l如果路由更新信息是關(guān)于在接收接口上所配的同一主類網(wǎng)絡(luò)的，路由器將采用配置在接口上的子網(wǎng)掩碼；
l如果路由更新是關(guān)于在接收接口上所配的不同主類的網(wǎng)絡(luò)的，路由器將根據(jù)其所屬地址類別采用缺省的子網(wǎng)掩碼。

有類別歸納路由的生成是由有類別路由選擇協(xié)議自動處理的

無類別路由選擇(classless routing)概述
無類別路由選擇協(xié)議包括開放最短路徑優(yōu)先（OSPF）、EIGRP、RIPV2、中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)（IS-IS）和邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議版本4（BGP4）。
在同一主類網(wǎng)絡(luò)中使用不同的掩碼長度被稱為可變長度的子網(wǎng)掩碼（VLSM）。無類別路由選擇路由選擇協(xié)議支持VLSM，因此可以更為有效的設(shè)置子網(wǎng)掩碼，以滿足不同子網(wǎng)對不同主機(jī)數(shù)目的需求，可以更充分的利用主機(jī)地址。

多數(shù)距離矢量型路由選擇協(xié)議產(chǎn)生的定期的、例行的路由更新只傳輸?shù)街苯酉噙B的路由設(shè)備。

在純距離矢量型路由環(huán)境中，路由更新包括一個完整的路由表，通過接收相鄰設(shè)備的全路由表，路由能夠核查所有已知路由，然后根據(jù)所接收到的更新信息修改本地路由表。解決路由問題的距離矢量法有時被稱為" 傳聞路由（routing by rumor）"

CISCO IOS支持幾種距離矢量型路由選擇協(xié)議，兇手RIPv1、RIPv2和IGRP。CISCO也直持EIGRP，它是一種高級的距離矢量型路由選擇協(xié)議。

路由選擇協(xié)議通常與協(xié)議組的網(wǎng)絡(luò)層關(guān)聯(lián)

大多數(shù)距離矢量型路由選擇協(xié)議采用貝樂曼-福特(Bellman-Ford)算法來計(jì)算路由。EIGRP是一種高級的距離矢量路由協(xié)議，它采用彌散修正算法（D UAL）

Cisco的IP距離矢量型路由選擇協(xié)議的比較
特征RIPv1RIPv2IGRPEIGRP
計(jì)數(shù)到無限ＸＸＸ
橫向距離ＸＸＸＸ
抑制計(jì)時器ＸＸＸ
觸發(fā)式更新，路由反向 ＸＸＸＸ
負(fù)載均衡-等成本路徑ＸＸＸＸ
負(fù)載均衡-非等成本路徑ＸＸ
VLSM支持ＸＸ
路由算法貝爾曼-福特貝爾曼-福特貝爾曼-福特DUAL
度量值跳數(shù)跳數(shù)復(fù)合復(fù)合
跳數(shù)限制1515100100
易擴(kuò)展性小小中大
注：IGRP和EIGRP的跳數(shù)限制缺省為100，但是可以配置到最大為255。

鏈路狀態(tài)型路由選擇協(xié)議只當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時才生成路由更新數(shù)據(jù)包。當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，檢測到這一變化的設(shè)備就生成一個關(guān)于該鏈路（路由）的鏈路狀態(tài)通告（L SA）。隨后LSA通過一個特殊的多目組播地址被傳播給所有相鄰設(shè)備。每臺路由設(shè)備都會保留LSA拷貝，并向其相鄰設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)該LSA（這個過程變稱為擴(kuò)散f looding）然后更新其拓樸結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫（這是一個包含網(wǎng)絡(luò)所有鏈路狀態(tài)信息表）。LSA擴(kuò)散被用于確保所有路由設(shè)備都能了解到這個變化，這樣它們就能夠更新它們的數(shù)據(jù)，并生成一個更新過的、反映新的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的路由表。
Cisco的鏈路狀態(tài)型路由選擇協(xié)議的比較
特征OSPFIS-ISEIGRP
要求體系化拓樸結(jié)構(gòu)ＸＸ
保留對所有可能路由的了解ＸＸＸ
路由歸納-人工ＸＸＸ
路由歸納-自動Ｘ
事件觸發(fā)式通告ＸＸＸ
負(fù)載均衡-等成本路徑ＸＸＸ
負(fù)載均衡-非等成本路徑Ｘ
VLSM支持ＸＸＸ
路由算法DijkstraIS-ISDUAL
度量值鏈路成本（帶寬）鏈路成本（帶寬）復(fù)合
跳數(shù)限制無１０２４１００
易擴(kuò)展性大很大大
各路由器中的路由進(jìn)程都必須留有到各可能目的地邏輯網(wǎng)絡(luò)的無環(huán)路單路徑，當(dāng)所有路由表都達(dá)到同步，且每個路由表都包含有到各目的地網(wǎng)絡(luò)的一條可用路由時，網(wǎng)絡(luò)就達(dá)到了收斂狀態(tài)。收斂是在網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，比如增加了新的路由或現(xiàn)有路由的狀態(tài)發(fā)生了變化后，與路由表同步相關(guān)聯(lián)的活動。
收斂時間是網(wǎng)絡(luò)中所有路由對當(dāng)前拓樸結(jié)構(gòu)的認(rèn)知達(dá)到一致所需的時間，網(wǎng)絡(luò)的大小、所使用的路由選擇協(xié)議以及眾多可配置的計(jì)時器都能夠影響收斂時間。

有兩種檢測的方法：
l當(dāng)物理層或數(shù)據(jù)鏈路層沒能接收到一定數(shù)量（通常是3）的連續(xù)keepalive消息時，就認(rèn)為該鏈路失效。
l當(dāng)路由選擇協(xié)議沒能接收到一定數(shù)量（通常是3）的連續(xù)Hello消息或路由更新或相類似消息時，就認(rèn)為該鏈路失效了。

大多數(shù)路由選擇協(xié)議都具有防止在鏈路狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生拓樸結(jié)構(gòu)環(huán)路用的計(jì)時器。