1、Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.1 路由及路由表7.1.1什么是路由路由器提供了將異構網互聯的機制，實現將一個數據包從一個網絡到另一個網絡。路由就是指導 IP 數據包的路徑信息。在互連網中進行路由選擇要使用路由器，路由器只是根據所收到的數據報頭的目的地址選擇一個合適的路徑（通過某一個網絡），將數據包傳送到下一個路由器，路徑上最后的路由器負責將數據包送交目的主機。數據包在網絡上的傳輸就好像是體育運動中的接力賽一樣，每一個路由器只負責本站數據包通過最優的路徑轉發，通過多個路由器一站一站的接力將數據包通過最優最佳路徑轉發到目的地，當然有時候由于實施一些路由策略數據包通

2、過的路徑并不一定是最佳路由。根據路由的目的地不同，可以劃分為：l 子網路由：目的地為子網l 主機路由：目的地為主機另外，根據目的地與該路由器是否直接相連，又可分為：l 直接路由：目的地所在網絡與路由器直接相連l 間接路由：目的地所在網絡與路由器不是直接相連1什么是路由？l 路由是指導IP報文的路徑信息。目標網絡NR1（ N,R1,M）其它網絡Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.1.2通過路由表進行選路路由器轉發數據包的關鍵是路由表。每個路由器中都保存著一張路由表，表中每條路由項都指明數據包到某子網或某主機應通過路由器的哪個物理端口，然后就可到達該路徑的下一個路由器，

3、或者不再經過別的路由器而傳送到直接相連的網絡中的目的主機。路由表中包含了下列關鍵項：yy目的地址（Destination）：用來標識 IP 包的目的地址或目的網絡。網絡掩碼（Mask）：與目的地址一起來標識目的主機或路由器所在的網段的地址。將目的地址和網絡掩碼“邏輯與”后可得到目的主機或路由器所在網段的地址。例如：目的地址為 8.0.0.0，掩碼為 255.0.0.0 的主機或路由器所在網段的地址為 8.0.0.0。掩碼由若干個連續“1”以用掩碼中連續“1”的個數來表示。，既可以用點分十進制表示，也可yy輸出接口（Interface）：說明 IP 包將從該路由器哪個接口轉發。下一跳 IP 地址

4、（Nexthop）：說明 IP 包所經由的下一個路由器的接口地址。2顯示路由表信息Quidwaydisplay ip routing Routing Tables:De stination/Mask proto pref Metric NexthopInterface 0.0.0.0/0Static600120.0.0.2Serial08.0.0.0/8RIP1003120.0.0.2Serial09.0.0.0/8OSPF 105020.0.0.2Ethernet09.1.0.0/1RIP1004120.0.0.2Serial011.0.0.0/8Static600120.0.0.2Seri

5、al020.0.0.0/8Direct0020.0.0.1Ethernet020.0.0.1/32Direct00127.0.0.1LoopBack0.Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.1.3路由表中路由的來源在路由表中有一個 Protocol 字段：指明了路由的來源，即路由是如何生成的。路由的來源主要有 3 種：y鏈路層協議發現的路由（Direct）開銷小，配置簡單，無需人工維護，只能發現本接口所屬網段拓撲的路由。y手工配置的靜態路由（Static）靜態路由是一種特殊的路由，它由管理員手工配置而成。通過靜態路由的配置可建立一個互通的網絡，但這種配置問題在于：當一

6、個網絡故障發生后，靜態路由自動修正，必須有管理員的介入。靜態路由無開銷，配置簡單，適合簡單拓撲結構的網絡。y動態路由協議發現的路由（RIP、OSPF）當網絡拓撲結構十分復雜時，手工配置靜態路由工作量大而且容易出現錯誤，這時就可用動態路由協議，讓其自動發現和修改路由，無需人工維護，但動態路由協議開銷大，配置復雜。3路由的來源（Protocol）z鏈路層協議發現的路由Î開銷小，配置簡單，無需人工維護。只能發現本接口所屬網段的路由。z手工配置靜態路由Î無開銷，配置簡單，需人工維護，適合簡單拓樸結構的網絡。z動態路由協議發現的路由Î開銷大，配置復雜，無需人工維護，適合復雜

7、拓樸結構的網絡。Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.1.4路由優先級到相同的目的地，不同的路由協議（包括靜態路由）可能會發現不同的路由，但并非這些路由都是最優的。事實上，在某一時刻，到某一目的地的當前路由僅能由唯一的路由協議來決定。這樣，各路由協議（包括靜態路由）都被賦予了一個優先級，這樣，當存在多個路由信息源時，具有較高優先級（數值越小表明優先級越高）的路由協議發現的路由將成為最優路由，并被加入路由表中。不同廠家的路由器對于各種路由協議優先級的規定各不相同。Quidway 路由器的缺省優先級如下表所示。其中：0 表示直接連接的路由，255 表示任何來自不源端的路由

8、。除了直接路由（DIRECT）外，各動態路由協議的優先級都可根據用戶需求，手工進行配置。另外，每條靜態路由的優先級都可以不相同。4路由協議或路由種類相應路由的優先級DIRECT0OSPF10STATIC60RIP100IBGP130OSPF ASE150EBGP170UNKNOWN255路由優先級（Preference）l 從優先級最高的協議獲取的路由最先被優先選擇加入路由表中。路由表10.0.0.0R110.0.0.0 R110.0.0.0 R0OSPFRIPIssue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.1.5路由的花費路由的花費（metric）標識出了到達這條路由所指的目

9、的地址的代價，通常路由的花費值會受到線路延遲、帶寬、線路占有率、線路度、跳數、最大傳輸單元等因素的影響，不同的動態路由協議會選擇其中的一種或幾種因素來計算花費值（如 RIP 用跳數來計算花費值）。該花費值只在同一種路由協議內有比較意義， 不同的路由協議之間的路由花費值沒有可比性，也不存在換算關系。靜態路由的花費值為 0。5路由的花費（Metric）l 路由的花費標示出了到達這條路由所指的目的地址的代價，通常以下因素會影響到路由的花費值。Î線路延遲、帶寬、線路占有率、線路度、跳數、最大傳輸單元l 靜態路由的花費值為0。不同的動態路由協議會選擇以上的一種或幾種因素來計算花費值。該花費值只

10、在同一種路由協議內有比較意義。不同的路由協議之間的路由花費值沒有可比性，也不存在換算關系。Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.2 靜態路由及配置7.2.1靜態路由配置在組網結構比較簡單的網絡中，只需配置靜態路由就可以使路由器正常工作，仔細設置和使用靜態路由可以改進網絡的性能，并可為重要的應用保證帶寬。還有一種靜態路由類型為稱為接口靜態路由，它用于表示那些直接連接到路由器接口上的目的網絡。接口靜態路由優先級是 0，這意味著它是直接連接網絡的路由。靜態路由還有如下的屬性：y可達路由：正常的路由都屬于這種情況，即 IP 報文按照目的地標示的路由被送往下一跳，這是靜態路由的

11、一般用法。y目的地不可達的路由：當到某一目的地的靜態路由具有“reject”屬性時，任何去往該目的地的 IP 報文都將被丟棄，并且通過 ICMP 消息通知源主機目的地不可達。y目的地為黑洞的路由：當到某一目的地的靜態路由具有“blackhole”屬性時，任何去往該目的地的 IP 報文都將被丟棄。同“reject”的區別是不向源主機任何消息。其中各參數的解釋如下：（1）<ip_address><mask>|<masklen>：目的 IP 地址和掩碼6靜態路由配置 靜態路由的配置命令和命令模式Quidwayip route <ip_address>

12、<mask> |<masklen> <interface_name> | <gateway_address> preference <preference_value> reject | blackhole ip 例如：1.0.0 16 10.0.0.2route 129.ip route 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2ip route 129.1.0.0 16 Serial 2注意：只有下一跳所屬的的接口是點對點（PPP、HDLC）的接口時，才 可以填寫<interface_name>， 否

13、則必須填寫<gateway_address>。Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置IP 地址為點分十進制格式，掩碼可以用點分十進制表示，也可用掩碼長度（即掩碼中1的位數）表示。（2）<interface_name>|<gateway_address>：接口或下一跳地址在配置靜態路由時，可指定接口 interface-name，也可指定下一跳地址gateway-address，是指定接口還是指定下一跳地址要視具體情況而定。實際上，所有的路由項都必需明確下一跳地址。IP 在報文時，首先根據報文的目的地址尋找路由表中與之匹配的路由。只有路由

14、指定了下一跳地址，鏈路層才能通過下一跳 IP 地址找到對應的鏈路層地址，然后按照該地址將報文轉發。在以下幾種情況下可以指定接口：y對于支持網絡地址到鏈路層地址的接口（如以太網口支持 ARP），當ip-address 和 mask（或 mask-length）指定了一個主機地址，而且該目的地址就在該接口的直接連接網絡中，這時可以指定接口。y對于點到點接口，指定接口即隱含指定了下一跳地址，這時認為與該接口相連的對端接口地址就是路由的下一跳地址。如串口封裝 PPP 協議，通過 PPP協商獲取對端的 IP 地址，這時可以不用指定下一跳地址，只需指定可。接口即y對于 NBMA 接口（如封裝 X.25 或

15、幀中繼的接口、撥號口等），支持點到多點，這時除了配置 IP 路由外，還需在鏈路層建立二次路由，即 IP 地址到鏈路層地址的（如 dialer map ip、x.25 map ip 或 frame-relay map ip 等）。這種情況下配置靜態路由就不能指定接口，而應配置下一跳 IP 地址。（3）<preference_value>：優先級對優先級 preference 的不同配置，可以靈活應用路由管理策略。如在配置到達網絡目的地的多條路由時，若指定相同優先級，可實現負載分擔；若指定不同優先級，則可實現路由備份。在同一命令中優先級可以多次輸入，但只有最后一個有效。（4）其它參數屬

16、性 reject 和 blackhole 分別指明不可達路由和黑洞路由。7Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.2.2靜態路由配置示例在路由器 QuidwayA 上配置一條到目的網段 129.1.0.0/16 的靜態路由，下一跳地址為路由器 QuidwayB 的 S0 接口的 IP 地址 10.0.0.2。如果鏈路的封裝是 PPP或 HDLC，也可以指定本路由器的轉發接口。靜態路由配置命令：QuidwayAip route 129.1.0.0 16 s 0或QuidwayAip route 129.1.0.0 16 10.0.0.2或QuidwayAip route

17、129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2。8靜態路由配置示例129.1.0.0/16Quidway AQuidway B129.0.0.1S0E0 S0129.0.0.2在路由器 Quidway A上配置：ip route 129.1.0.0 255.255.0.0 10.0.0.2 或：ip route 129.1.0.0 16 10.0.0.2或：ip route 129.1.0.0 16 s0Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.2.3缺省路由的配置缺省路由也是一種靜態路由。簡單地說，缺省路由就是在沒有找到匹配的路由表項時才使用的路由。即只有

18、當沒有合適的路由時，缺省路由才被使用。在路由表中，缺省路由以到網絡 0.0.0.0（掩碼為 0.0.0.0）的路由形式出現。可通過命令 display ip route 的輸出看它是否被設置。如果報文的目的地址不能與路由表的任何項相匹配，那么該報文將選取缺省路由。如果沒有缺省路由且報文的目的地址不在路由表中，那么該報文被丟棄的同時，將返回源端一個 ICMP 報文指出該目的地址或網絡不可達。缺省路由在網絡中是非常有用的。在一個包含上百個路由器的典型網絡中，選擇動態路由協議可能耗費較大量的帶寬，使用缺省路由意味著采用適當帶寬的鏈路來替代高帶寬的鏈路以滿足大量用戶通信的需求。Internet 上大約

19、 99.99%的路由器上都存在一條缺省路由！缺省路由并不一定都是手工配置的靜態路由，有時也可以由動態路由協議產生。比如 OSPF 路由協議配置了 Stub 區域的路由器會動態產生一條缺省路由。9缺省路由配置示例Quidway A Quidway B S010.0.0.210.0.0.1S0Network NPublic Network在路由器 Qu idway A上配置：ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.2Internet 上 大約99.99%的路由器上都存在一條缺省路由!缺省路由并不一定都是手工配置的靜態路由，有時也可以由動態路由協議產生。Issue 4.03C

20、om 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.2.4路由自環“路由自環”是指某個報文從一臺路由器發出，經過幾次轉發之后又回到初始的路由器。是其中部分路由器的路由表出現錯誤。產生的可能是配置靜態路由有誤，或者是動態路由協議錯誤地計算路由（雖然這種情況發生的幾率很小）。當產生路由自環被丟棄，極大地浪費了網絡文會在幾個路由器之間循環轉發，直至 TTL=0 時才，因此應該盡量避免“路由自環”的產生。10路由自環Quidway A Quidway B S010.0.0.210.0.0.1S0Network NPublic Network在路由器 Qu idway A上配置：在路由器 Qu idway B上配

21、置：ip route 20.0.0.0 8 10.0.0.2ip route 20.0.0.0 8 10.0.0.1“路由自環”對網絡的危害極大，應盡量避免。Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.3 動態路由協議概述7.3.1動態路由協議在協議棧中的位置所有的動態路由協議在 TCP/IP 協議棧中都屬于應用層的協議。但是不同的路由協議使用的底層協議不同。OSPF 將協議報文直接封裝在 IP 報文中，協議號 89，由于 IP 協議本身是不可靠傳輸協議，所以 OSPF 傳輸的可靠性需要協議本身來保證。BGP 使用 TCP 作為傳輸協議，提高了協議的可靠性，TCP 的端是

22、179。RIP 使用 UDP 作為傳輸協議，端520。11動態路由協議在協議棧中的位置 鏈路層物理層Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.3.2路由協議的基本原理12路由協議的基本原理（二）動態路由協議是做什么的l “蓋地虎”“寶塔鎮河妖”Î每種路由協議都有的語言（相應的路由協議報文）， 如果兩臺路由器都實現了某種路由協議并已經啟動該協議，則具備了相互通信的基礎l “初次見面，請多關照”Î一臺新加入的路由器應該主動把 介紹給網段內的其它路由器通過 廣播報文或 給指定的路由器鄰居來做到這一點l “好久不見，近況如何”Î為了能夠觀察到某臺路由

23、器突然失敗（路由器本身故障或連接線路中斷）這種異常情況，規定兩臺路由器之間的協議報文應該周期性地路由協議的基本原理（一）z動態路由協議是做什么的Î計算路由的計算本地路由器到網絡中其它網段的路由z如何做到這一點Î每臺路由器將 已知的路由相關信息發給相鄰的路由器，由于大家都這樣做，最終每臺路由器都會收到網絡中所有的路由信息然后運行某種算法， 計算出最終的路由來（實際上需要計算的是該條路由的下一跳和花費）Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.3.3自治系統（AS）一個 AS 是一組共享相似的路由策略并在單一管理域中運行的路由器的集合。一個 AS 可以是一

24、些運行單個 IGP（內部網關協議）協議的路由器集合，也可以是一些運行不同路由選擇協議但都屬于同一個組織機構的路由器集合。不管是哪種情況，外部世界都將整個 AS 看作是一個實體。每個自治系統都有一個唯一的自治系統編號，這個編號是由因特網的管理機構 IANA 分配的。它的基本思想就是希望通過不同的編號來區分不同的自治系統。這樣，當網絡管理員不希望的通信數據通過某個自治系統時，這種編號方式就十分有用了。例如，該網絡管理員的網絡完全可以某個自治系統，但由于它可能是由競爭對手在管理，或是缺乏足夠的安全機制，因此，可能要回避它。通過采用路由協議和自治系統編號，路由器就可以確定彼此間的路徑和路由信息的交換方

25、法。自治系統的編號范圍是 1 到 65535，其中 1 到 65411 是的因特網編號，65412到 65535 是網絡編號。13自治系統（）由同一機構管理，使用同一組選路策略的路由器的集合。Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.3.4路由協議的分類按照工作區域，路由協議可以分為 IGP和 EGP：yIGP（Interior gateway protocols）內部網關協議在同一個自治系統內交換路由信息，RIP 和 IS-IS都屬于 IGP。IGP 的主要目的是發現和計算自治域內的路由信息。yEGP（Exterior gateway protocols）外部網關協議用

26、于連接不同的自治系統，在不同的自治系統之間交換路由信息，主要使用路由路由信息在自治域間的，應用的一個實例是 BGP。策略和路由過濾等14外部路由協議（）自治系統自治系統內部路由協議（）l l l l 、Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置按照路由的尋徑算法和交換路由信息的方式，路由協議可以分為（Distant-Vector）和鏈路狀態協議。距離矢量協議包括 RIP 和態協議包括 OSPF、IS-IS。距離矢量協議BGP，鏈路狀距離矢量路由協議基于貝爾曼福特算法，使用 D-V 算法的路由器通常以一定的時間間隔向相鄰的路由器他們完整的路由表。接收到路由表的鄰居路由器將收到的

27、路由表和的路由表進行比較，新的路由或到已知網絡但開銷（Metric）更小的路由都被加入到路由表中。相鄰路由器然后再繼續向外廣播它的路由表（包括更新后的路由）。距離矢量路由器關心的是到目的網段的距離（Metric）和矢量（方向，從哪個接口轉發數據）。在數據前，路由協議計算到目的網段的 Metric；在收到鄰居路由器通告的路由時，將學到的網段信息和收到此網段信息的接口關聯起來，以后有數據要轉發到這個網段就使用這個關聯的接口。距離矢量路由協議的優點：配置簡單，占用較少的內存和 CPU 處理時間。缺點：擴展性較差，比如 RIP 最大跳數不能超過 16 跳。鏈路狀態路由協議基于 Dijkstra 算法，

28、有時被稱為最短路徑優先算-S 算法提供比 RIP 等 D-V 算法更大的擴展性和快速收斂性，但是它的算法耗費的路由器內存和處理能力。D-V 算法關心網絡中鏈路或接口的狀態（up 或 down、IP 地址、掩碼），每個路由器將已知的鏈路狀態向該區域的其他路由器通告，這些通告稱為鏈路狀態通告（LSA：Link State Advitisement）。通過這種方式區域內的每臺路由器都建立了一個本區域的完整的鏈路狀態數據庫。然后路由器根據收集到的鏈路狀態信息來創建它的帶權有向圖。的網絡拓樸圖，形成一個到各個目的網段15按尋徑算法劃分z距離矢量算法ÎRIPÎBGPz鏈路狀態算法

29、06;OSPFÎIS-ISIssue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置鏈路狀態算法使用增量更新的機制，只有當鏈路的狀態發生了變化時才路由更新信息，這種方式節省了相鄰路由器之間的鏈路帶寬。部分更新只包含改變了的鏈路狀態信息，而不是整個的路由表。16Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.3.5路由協議之間的互操作為了在同一個互聯網中支持多種路由協議，必須在這些不同的路由協議之間共享路由信息。例如從 RIP 學到的路由信息可能需要引入到 OSPF 協議中去。這種在不同路由協議中間交換路由信息的過程被稱為路由引入。路由引入可以是單向的（例如將 RIP

30、 引入 OSPF），也可以是雙向的（RIP 和 OSPF 互相引入）。執行路由引入的路由器一般位于不同自治系統或者不同路由域的邊界。由于各路由協議的算法不同，不同的協議可能會發現不同的路由，因此各路由協議之間存在如何共享各自發現結果的問題。前面我們講過，不同路由協議之間的花銷不存在可比性，也不存在換算關系，所以在引入路由時必須重新設置引入路由的 Metric 值，或者使用系統默認的數值。VRP 支持將一種路由協議發現的路由引入（import-route）到另一種路由協議中，每種協議都有相應的路由引入機制。路由協議的相互引入實現了不同路由信息的共享，但同時也帶來了一些問題。使用多種路由協議通常會

31、導致網絡管理復雜和額外開銷增大。當路由器將從一個自治系統學到的路由信息再回同一自治系統，就有可能會產生路由環路。另外，由于各路由協議使用不同的度量值來決定最佳路由，所以利用引入的路由信息進行路徑選擇有可能會導致次最佳路由。一般情況下，應盡量避免重疊使用路由協議（同一個區域內既使用 RIP，又使用 OSPF），使用不同路由協議的網絡之間要有明確的邊界；如果有一臺以上的路由器擔任路由引入點，應只在一個方向上進行路由引入，以避免路由環路和因收斂時間不一致導致的問題。如果在一個路由域中只有一臺邊界路由器，可以使向引入。17路由協議之間的互操作l 每種路由協議只能發布和學習協議已知的路由Î已知

32、的路由是指：在某個接口上運行了該種路由協議，或者在路由表中的本路由協議發現的路由。l 如果需要知道其它的路由，需要進行引入（redistribute）操作Î最經常使用的是引入靜態路由和直接路由。有時也需要引入其它路由協議的路由。Î引入路由的含義是指：在本路由器的路由表中查詢，如果發現要引入的路由（如static），則作為已知的路由發布出去。Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.3.6衡量路由協議的一些性能指標18現有路由協議的性能比較BGP綜合性能OSPFIS-ISRIP2RIP1有路由環路問題無路由環路問題衡量路由協議的一些性能指標z正確性能夠正

33、確找到最優的路由，且無自環。z快收斂當網絡的拓樸結構發生變化之后，能夠迅速在自治系統中作相應的路由改變。z低開銷協議自身的開銷（內存、CPU、網絡帶寬）最小。z安全性協議自身不易受，有安全機制。z普適性適應各種拓樸結構和規模的網絡。Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.4 距離矢量路由協議概述7.4.1距離矢量算法基本原理距離矢量（DISTANCE-VECTOR，簡稱 D-V）算法（也稱 BELLMAN-FORD算法）周期性地將路由表信息的拷貝在路由器之間傳送。當網絡拓撲變化時，也會將更新信息及時傳送給路由器。每一個路由器只能接收到網絡中相鄰路由器的路，路由器 B 接

34、收到相鄰路由器 A 的信息，通過增加一個距離矢由表，就量數（例如一個跳數）來增大距離矢量，然后將更新的路由表信息傳送給相鄰路由器 C。這種逐步過程發生在相鄰路由器之間。距離矢量算法的數學模型如下：我們用 D（i，j）來表示從實體 i 到 j 的最佳路由的 Metric，i、j 可以是系統中的任意一對實體，用 d（i，j）來表示單個跳數的花費，也就是從 i 直接到 j 的花費， 如果 i 與 j 不是直接相鄰的，則 d（i，j）為無窮大。這樣任意兩個實體間的最佳Metric 可以表示如下：D（i，j）0D（i，j）min D（i，j）d（i，k）k對所有的 ii 不等于k 時由于我們把非相鄰兩實

35、體間的 d（i，j）定義為無窮大，當表達式中 k 不是 i 的相鄰主機或路由器時，D（i，j）永遠不可能為最小，故我們也可以把 k 限定為與 i相鄰。由此我們可以得出一個基于這個數學模型的計算 Metric 的簡單算法：實體19距離矢量算法Routing Table-Routing TableARouting Table-BD-CRouting Table-路由信息其它信息Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置i 接收它的鄰居們 k給它的到目標主機 j 的距離評價，并加上 d（i，j），在這里是通過 i，k 之間網絡所需的 cost 值，接下來 i 比較來自所需鄰居的信息

36、，并選擇其中最小的。可以證明，在拓撲結構不變的情況下該算法在有限時間內收斂于正確的 D（i，j）。距離矢量算法通過上述方法累加網絡距離，并維護網絡拓撲信息數據庫。使用這種算法，路由器并不能知道整個網絡的確切拓撲結構。某種程度上，距離矢量信息類似十字路口上指向目的地的路標，沿著路標的指向前進，在下一個十字路口，會再看到一個路標，但在這個路標處，距離目的地就近了一些。只要路徑中每下一個路標都能表示到目的地距離的縮短，則這個路徑為最優的。20Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.4.2距離矢量協議路由發現距離矢量協議直接傳送各自的路由表信息。網絡中的路由器從的鄰居路由器給其

37、他鄰居，這得到路由信息，并將這些路由信息連同的本地路由樣一級級的傳遞下去以達到全網同步。每個路由器都不了解整個網絡拓撲，它們只知道與由表。直接相連的網絡情況，并根據從鄰居得到的路由信息更新的路距離矢量協議無論是實現還是管理都比較簡單，但是它的收斂速度慢，報文量大，占用較多網絡開銷，并且為避免路由環路需要做各種特殊處理。21距離矢量協議路由發現R1R2路由交換R1R2Routing Table目標網絡下一跳N1R1N2R1N3R1N4R6Routing Table目標網絡下一跳N1R3N2R4N3R5N4R2Routing Table目標網絡下一跳N4R6Routing Table目標網絡下一跳

38、N1R3N2R4N3R5Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.4.3距離矢量協議拓撲變化距離矢量算法要求每個路由器將的路由表傳送給相鄰的路由器。當路由器接收到更新的路由信息時，首先將更新的信息與原有的路由表中的信息相比較，遇到下述情況之一時，須修改本地路由表（假設 RouterA 收到 RouterB 的 D-V 報文）以反映最新的網絡變化： RouterB 的路由表中列出的某表項 RouterA 的路由表中沒有，則 RouterA 的路由表中須增加相應表項，其目標網絡為 RouterB 路由表中的目標網絡，其路徑開銷為 RouterB 表項中的路徑開銷加（假設以跳數

39、計算路徑開銷），其下一跳為 RouterB； RouterB 的路由表中去往某目標網絡的路徑開銷比 RouterA 的路由表中去往該目標網絡的路徑開銷減還小，這說明去往該目標網絡若經過 RouterB 路徑開銷會更小，則 RouterA 修改本表項，將下一跳改為 RouterB，路徑開銷為 RouterB 中的路徑開銷加； RouterA 的路由表中去往某目標網絡的下一跳為 RouterB，而 RouterB 的路由表中去往該目標網絡的路徑開銷發生了變化，則 RouterA 中相應表項的路徑開銷須修改，以 RouterB 的更新后的路徑開銷加取代原來的路徑開銷； RouterA 的路由表中去往

40、某目標網絡的下一跳為 RouterB，而 RouterB 的路由表中不再包含去往該目標網絡的路徑，則 RouterA 的路由表中相應路徑應刪除。22距離矢量協議拓樸變化AB更新路由表更新路由表拓樸變化引起路由表的更新向路由器A 傳送更新的路由表Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.5 路由環路問題7.5.1路由環路產生由于網絡故障可能會引起路徑與實際網絡拓撲結構不一致而導致網絡不能快速收斂，這時，可能會發生路由環路現象。圖中用一個簡單的網絡結構來說明路由環路的產生。如上圖所示，如果網絡 11.4.0.0 故障，就可能會在路由器之間產生路由環路，下面是產生路由環路的步驟

41、：在網絡 11.4.0.0 發生故障之前，所有的路由器都具有正確一致的路由表，網絡是收斂的。在本例中，路徑開銷用跳數來計算，所以，每條鏈路的開銷是1。路由器 C 與網絡 11.4.0.0 直連，跳數為 0。路由器 B 經過路由器 C 到達網絡 11.4.0.0，跳數為 1。路由器 A 經過路由器 B 到達網絡 11.4.0.0，跳數為 2。當網絡 11.4.0.0 發生故障，路由器 C 最先收到故障信息，路由器 C 把網絡11.4.0.0 設為不可達，并等待更新周期到來通告這一路由變化給相鄰路由器。如果，路由器 B 的路由更新周期在路由器 C 之前到來，那么路由器 C就會從路由器 B 那里學習

42、到去往 11.4.0.0 的新路由（實際上，這一路由已zz經是錯誤路由了）。這樣路由器 C 的路由表中就了一條錯誤路由（經過路由器 B，可去往網絡 11.4.0.0，跳數增加到 2 ）。路由器 C 學習了一條錯誤信息后，它會把這樣的路由信息再次通告給路由器 B，根據通告原則，路由器 B 也會更新這樣一條錯誤路由信息，認為可以通過路由器 A 去往網絡 11.4.0.0，跳數增加到 3 。23z路由環路11.1.0.0BE011.2.0.0S0S0AS1C11.3.0.0S0E011.4.0.0Routing Table目標網絡接口花費11.3 0.0s0011.4 0.0s0211.2 0.0s

43、0111.1 0.0s02Routing Table目標網絡接口花費11.1.0.0E0011.2.0.0S0011.3.0.0S0111.4.0.0.S04Routing Table目標網絡接口花費11.2.0.0S0011.3.0.0s1011.4.0.0s0311.1.0.0s01Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置l 這樣，路由器 B 認為 可以通過路由器 C 去往網絡 11.4.0.0，路由器 C 認為 可以通過路由器 B去往網絡 11.4.0.0，就形成了環路。24Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.5.2環路補救方案如上所述，發

44、生路由環路時，路由器去往網絡 11.4.0.0 的跳數會不斷的增大，網絡無法收斂。為解決這個問題，我們給跳數定義一個最大值，在 RIP 路由協議中，跳數最大值為 16。在圖中，當跳數到達最大值時，網絡 11.4.0.0 被認為是不可達的。路由器會在路由表中顯示網絡不可達信息，并不再更新到達網絡11.4.0.0 的路由。通過定義最大值，距離矢量路由協議可以解決發生環路時路由權值無限增大的問題，同時也校正了錯誤的路由信息。但是，在最大權值到達之前，路由環路還是會存在。也就是說，以上解決方案只是補救措施，不能避免環路產生，只能減輕路由環路產生的危害。路由協議的設計者們又提供了諸如水平分割、觸發更新等

45、多種避免環路產生幾率的方案。25定義一個最大值11.1.0.0E0B11.2.0.0AS0S0S1C11.3.0.0S0E011.4.0.0如果“花費”為16，則認為該路由不可達。Routing Table目標網絡接口花費11.3 0.0s0011.4 0.0s01611.2 0.0s0111.1 0.0s02Routing Table目標網絡接口花費11.1.0.0E0011.2.0.0S0011.3.0.0S0111.4.0.0.S016Routing Table目標網絡接口花費11.2.0.0S0011.3.0.0s1011.4.0.0s01611.1.0.0s01Issue 4.03C

46、om 認證網絡工程師路由協議原理及配置7.5.3環路避免方案水平分割是在距離矢量路由協議中最常用的避免環路發生的解決方案之一。分析產生路由環路的，其中一條就是因為路由器將從某個鄰居學到的路由信息又告訴了這個鄰居。水平分割的思想就是在路由信息傳送過程中，不再把路由信息給接收此路由信息的接口上。如上圖所示：y路由器 C 告訴路由器 B 去往網絡 11.4.0.0 的路由，路由器 B 會把此路由信息傳遞給路由器 A。同時，也會再傳回給路由器 C。網絡 11.4.0.0 沒有時，路由器 C接受路由器 B 傳遞來的去往網絡 11.4.0.0 的路由信息。因為，路由器 C 有花費更小的路由。y如果路由器

47、C 到達網絡 11.4.0.0 的路由了，路由器 C 就會接受路由器B 傳遞來的去往網絡 11.4.0.0 的路由信息，盡管這條路由信息已經是錯誤路由了（因為隨著路由器 C 去往網絡 11.4.0.0 的路由，路由器 B 從路由器 C 學到的去往網絡 11.4.0.0 路由也就錯誤了）。但是路由器 C 并不知道這一點。這樣，路由器 B 認為 可以通過路由器 C 去往網絡 11.4.0.0 ，路由器 C 認為 可以通過路由器 B 去往網絡 11.4.0.0，就形成了環路。y水平分割方法就是解決這樣問題的，水平分割不路由器將路由更新信息再次傳回到傳出該路由信息的端口。上圖中，路由器 B 從路由器

48、C 那里學習到了去往網絡 11.4.0.0 的路由。水平分割規定：路由器 B 不再把去往網絡 11.4.0.0的路由信息傳回給路由器 C，從而在一定程度上避免了環路的產生。26方案一：水平分割Not sent to A11.1.0.0E0B11.2.0.0AS0S0S1Not sent to B11.3.0.0S0E0CNot sent to C11.4.0.0Not sent to ANot sent to BRouting Table目標網絡接口花費11.3 0.0s0011.4 0.0s0011.2 0.0s0111.1 0.0s02Routing Table目標網絡接口花費11.1.0

49、.0E0011.2.0.0S0011.3.0.0S0111.4.0.0.S02Routing Table目標網絡接口花費11.2.0.0S0011.3.0.0s1011.4.0.0s0111.1.0.0s01Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置路由和抑制時間結合起來，也可以在一定程度上避免路由環路產生，同時也可以抑制因復位接口等，引起的網絡。這種方法在網絡故障或接口復位時，使相應路由，同時啟動抑制時間，路由器在抑制時間內不要輕易更新的路由表。從而，避免環路產生、抑制網絡。如上圖所示：y當網絡 11.4.0.0 發生故障時，路由器 C 使路由表中的此路由項，也就是在路由表

50、中使到達網絡 11.4.0.0 的路徑開銷是無窮大（也就是不可達），同時啟動抑制時間，在抑制時間結束之前的任何時刻，如果從同一相鄰路由器（或同一方向）又接收到此路由可達的更新信息時，路由器就將網絡標識為可達，并刪除抑制時間。y如果接收到其他的相鄰路由器的更新信息，且新的權值比以前的權值好，則路由器就將更新路由表，接受這一更優的路由，并刪除抑制時間。y在抑制時間結束之前的任何時刻，如果從其他的相鄰路由器接收到路徑可用的更新信息時，但新的權值沒有以前的權值好，則不接收此更新路由。如果在抑制時間過后，路由器仍能收到該更新路由信息，則路由器將更新路由表。27方案二：路由和抑制時間11 12 11021

51、1.1.0.09384B7 6 5抑制時間后更新E011.2.0.011 12 1102S0S0937 6 5AS184C11.3.0.0S0E0到達11.4.0.0的11.4.0.0網絡斷了抑制時間后更新Issue 4.03Com 認證網絡工程師路由協議原理及配置如圖，網絡 11.4.0.0不可達了，路由器 C 最先得到這一信息。通常，更新路由信息會定時給相鄰路由器。例如，RIP 協議每隔 30 秒一次。但如果在路由器 C 等待更新周期到來的時候，路由器 B 的更文傳到了路由器 C，路由器 C 就會學到路由器 B 的去往網絡 11.4.0.0 的錯誤路由。這樣就會形成路由環路。如果路由器 C 發現網絡故障之后，不再等待更新周期到來，就立即路由更新信息，則可以避免產生上述問題。這就是觸發更新機制。觸發更新機制是在路由信息產生某些改變時，立即給相鄰路由器一種稱為觸發更新的信息。路由器檢測到網絡拓撲變化，立即依次觸發更新信息給相鄰路由器，如果每個路由器都這樣做，這個更新會很快到整個網絡。在圖中，路由器 C 立即通告網絡 11.4