《CCNA Exploration 路由協議和概念》讀書筆記（一）

路由表的三大原理：

1. 每臺路由器根據其自身路由表中的信息獨立做出決策。

2. 一臺路由器的路由表中包含某些信息並不表示其它路由器也包含相同的信息。

3. 有關兩個網絡之間路徑的路由信息並不能提供反向路徑（即返回路徑）的路由信息。

非對稱路由：由於各個路由器的路由表中保存的信息不盡相同，因此數據包能夠沿網絡中的一條路徑傳送，而經過另外一條路徑返回。

最佳路徑

比較跳數和帶寬度量

跳數 — 跳數是指在數據包到達目的地以前必須通過的路由器個數。每臺路由器即爲一跳。

帶寬 — 帶寬表示鏈路的數據傳輸能力，有時也稱爲鏈路速度

等價負載均衡

當路由器有多條到達目的網絡的路徑，而且這些路徑的度量值（跳數、帶寬等）相等時（即所謂的等開銷度量），路由器將進行等價負載均衡。

對於同一個目的網絡，路由表將提供了多個送出接口，每一個出口對應於一條等價路徑。路由器將經過路由表中列出的這些送出接口轉發數據包。

 

路徑決定：由器在轉發數據包時決定路徑的這一過程

交換功能：指路由器在一個接口接收數據包並將其從另外一個接口轉發出去的過程

 

Cisco 發現協議 (CDP)

在第 3 層，路由協議把共享同一網絡地址空間的設備視爲鄰居。

CDP 只工做在第 2 層。所以，CDP 鄰居是指那些物理上直連並共享同一數據鏈路的 Cisco 設備。

帶送出接口的靜態路由可提升路由表的查找效率 — 至少對於串行點對點出站網絡是如此

多條靜態路由能夠總結成一條靜態路由，前提是符合如下條件：

• 目的網絡能夠總結成一個網絡地址
• 多條靜態路由都使用相同的送出接口或下一跳 IP 地址

這稱爲路由總結

計算總結路由

如下爲建立總結路由 172.16.1.0/22 的過程：

1. 以二進制格式寫出您想要總結的網絡。

2. 找出用於總結的子網掩碼，從最左側的位開始。

3. 從左向右，找出全部連續匹配的位。

4. 當發現有位不匹配時，當即中止。您當前所在的位即爲總結邊界。

5. 如今，計算從最左側開始的匹配位數，本例中爲 22。該數字即爲總結路由的子網掩碼，本例中爲 /22 或 255.255.252.0

6. 找出用於總結的網絡地址，方法是複製匹配的 22 位並在其後用 0 補足 32 位

0.0.0.0 0.0.0.0 網絡地址和掩碼也稱爲「全零」路由

 

AS（自治系統） - 也稱爲路由域，是指一個共同管理區域內的一組路由器

內部網關協議 (IGP)，用於在自治系統內部路由。
外部網關協議 (EGP)，用於在自治系統之間路由。

路由協議（更具體地說是路由協議所使用的算法）使用度量來肯定到達某個網絡的最佳路徑

與 IGP 不一樣，EGP 用於不一樣機構管控下的不一樣自治系統之間的路由。

BGP 是目前惟一使用的一種 EGP 協議，也是 Internet 所使用的路由協議。

BGP 屬於路徑矢量協議，可使用多種不一樣的屬性來測量路徑。

內部網關協議 (IGP) 能夠劃分爲兩類：
距離矢量路由協議
鏈路狀態路由協議

距離矢量路由協議的運行過程

距離矢量是指將路由做爲距離和方向的矢量進行通告。

距離使用諸如跳數這樣的度量肯定，而方向則是下一跳路由器或送出接口。

距離矢量協議一般使用貝爾曼-福特 (Bellman-Ford) 算法來肯定最佳路徑。

距離矢量協議將路由器做爲通往最終目的地的路徑上的路標。

路由器惟一瞭解的遠程網絡信息就是到該網絡的距離（即度量）以及可經過哪條路徑或哪一個接口到達該網絡。

距離矢量路由協議並不瞭解確切的網絡拓撲圖

鏈路狀態路由協議的運行過程

與距離矢量路由協議的運行過程不一樣，配置了鏈路狀態路由協議的路由器能夠獲取全部其它路由器的信息來建立網絡的「完整視圖」（即拓撲結構）

有類路由協議在路由信息更新過程當中不發送子網掩碼信息，有類路由協議不支持 VLSM（可變長子網掩碼）。

在無類路由協議的路由信息更新中，同時包括網絡地址和子網掩碼。

收斂是指全部路由器的路由表達到一致的過程。

當全部路由器都獲取到完整而準確的網絡信息時，網絡即完成收斂。

收斂時間是指路由器共享網絡信息、計算最佳路徑並更新路由表所花費的時間。

網絡在完成收斂後才能夠正常運行，所以，大部分網絡都須要在很短的時間內完成收斂。

路由表中的度量字段

各路由協議的度量以下：
RIP：跳數 － 選擇跳數最少的路由做爲最佳路徑。
IGRP 和 EIGRP：帶寬、延遲、可靠性和負載 － 經過這些參數計算綜合度量值，選擇綜合度量值最小的路由做爲最佳路徑。默認狀況下，僅使用帶寬和延遲。
IS-IS 和 OSPF：開銷 － 選擇開銷最低的路由做爲最佳路徑。. Cisco 採用的 OSPF 使用的是帶寬

路由協議根據度量值最低的路由來選擇最佳路徑。

管理距離 (AD) 定義路由來源的優先級別。對於每一個路由來源（包括特定路由協議、靜態路由又或是直連網絡），使用管理距離值按從高到低的優選順序來排定優先級。若是從多個不一樣的路由來源獲取到同一目的網絡的路由信息，Cisco 路由器會使用 AD 功能來選擇最佳路徑。

管理距離是從 0 到 255 的整數值。值越低表示路由來源的優先級別越高。管理距離值爲 0 表示優先級別最高。只有直連網絡的管理距離爲 0，並且這個值不能更改。

RIP

RIP（路由信息協議）最初在 RFC 1058 中定義。主要有如下特色：
使用跳數做爲選擇路徑的度量。
若是某網絡的跳數超過 15，RIP 便沒法提供到達該網絡的路由。
默認狀況下，每 30 秒經過廣播或組播發送一次路由更新。

IGRP

IGRP（內部網關路由協議）是由 Cisco 開發的專有協議。IGRP 的主要設計特色以下：
使用基於帶寬、延遲、負載和可靠性的複合度量。
默認狀況下，每 90 秒經過廣播發送一次路由更新。
IGRP 是 EIGRP 的前身，如今已再也不使用。

EIGRP

EIGRP（加強型 IGRP）是 Cisco 專用的距離矢量路由協議。EIGRP 主要具備如下特色：
可以執行不等價負載均衡。
使用擴散更新算法 (DUAL) 計算最短路徑。
不須要像 RIP 和 IGRP 同樣進行按期更新。只有當拓撲結構發生變化時纔會發送路由更新。

距離矢量的含義

顧名思義，距離矢量意味着用距離和方向矢量通告路由。距離使用諸如跳數這樣的度量肯定，而方向則是下一跳路由器或送出接口。

使用距離矢量路由協議的路由器並不瞭解到達目的網絡的整條路徑。該路由器只知道：
應該往哪一個方向或使用哪一個接口轉發數據包
自身與目的網絡之間的距離

鄰居是指使用同一鏈路並配置了相同路由協議的其它路由器。路由器只瞭解自身接口的網絡地址以及可以經過其鄰居到達的遠程網絡地址，對於網絡拓撲結構的其它部分則一無所知。使用距離矢量路由的路由器不瞭解網絡拓撲結構。

廣播更新均發送到 255.255.255.255

按期向全部鄰居發送整個路由表更新

RIP 計時器

除更新計時器外，IOS 還針對 RIP 設置了另外三種計時器：
無效
清除
抑制

無效計時器。若是 180 秒（默認值）後還未收到可刷新現有路由的更新，則將該路由的度量設置爲 16，從而將其標記爲無效路由。在清除計時器超時之前，該路由仍將保留在路由表中。

清除計時器。默認狀況下，清除計時器設置爲 240 秒，比無效計時器長 60 秒。當清除計時器超時後，該路由將從路由表中刪除。

抑制計時器。該計時器用於穩定路由信息，並有助於在拓撲結構根據新信息收斂的過程當中防止路由環路。在某條路由被標記爲不可達後，它處於抑制狀態的時間必須足夠長，以便拓撲結構中全部路由器能在此期間獲知該不可達網絡。默認狀況下，抑制計時器設置爲 180 秒。本章後面的部分將更加詳細地討論抑制計時器。

EIGRP 使用的更新具備如下特色：
不按期，由於此類信息不是按固定時間間隔發送。
僅當拓撲結構中發生影響路由信息的改變時才發送相關部分的更新。
限定範圍，這表示部分更新的傳播受到自動限制，只有須要該更新信息的路由器纔會收到更新。

當發生如下狀況之一時，就會發出觸發更新：
接口狀態改變（開啓或關閉）
某條路由進入（或退出）「不可達」狀態
路由表中增長了一條路由

抑制計時器可用來防止按期更新消息錯誤地恢復某條可能已經發生故障的路由

抑制計時器的做用方式爲：

1. 路由器從鄰居處接收到更新，該更新代表之前能夠訪問的網絡如今已不可訪問。

2. 路由器將該網絡標記爲 possibly down 並啓動抑制計時器。

3. 若是在抑制期間從任何相鄰路由器接收到含有更小度量的有關該網絡的更新，則恢復該網絡並刪除抑制計時器。

4. 若是在抑制期間從相鄰路由器收到的更新包含的度量與以前相同或更大，則該更新將被忽略。如此一來，更改信息即可以繼續在網絡中傳播一段時間。

5. 路由器仍然會轉發目的網絡被標記爲 possibly down 的數據包。經過這種方式，路由器便能克服鏈接斷續所帶來的問題。若是目的網絡確實不可達，但路由器又轉發了數據包，黑洞路由就會產生，直到抑制計時器超時。

水平分割規則規定，路由器不能使用接收更新的同一接口來通告同一網絡

路由毒化用於在發往其它路由器的路由更新中將路由標記爲不可達。標記爲「不可達」的方法是將度量設置爲最大值。對於 RIP，毒化路由的度量爲 16

「帶毒性反轉的水平分割」規則規定，從特定接口向外發送更新時，將經過該接口獲知的全部網絡標示爲不可達。

毒性反轉很是特殊，它會使路由器忽略水平分割規則的要求。

RIPv2 仍有自身的侷限性。RIPv1 和 RIPv2 在計算路由度量時都只考慮跳數，有效路由的跳數不能超過 15 跳。

RIP 的功能：

支持用於防止路由環路的水平分割和帶毒性反轉的水平分割。
可以在多達六條的等價路徑上進行負載均衡。默認爲四條等價路徑。

RIPv2 對 RIPv1 進行了以下改進：

在路由更新中包含子網掩碼，從而使協議變爲無類路由協議。
增長驗證機制以確保路由表更新的安全性。
支持可變長子網掩碼 (VLSM)。
使用組播地址代替廣播地址。
支持手動總結路由。

 

EIGRP 是由 Cisco 開發的專有協議，僅在 Cisco 路由器上運行。

EIGRP 的功能包括：

觸發更新（EIGRP 沒有按期更新）。
使用拓撲表維護從鄰居處收到的全部路由（不只是最佳路徑）。
使用 EIGRP hello 協議與相鄰路由器創建鄰接關係。
支持 VLSM 和手動路由總結。這些功能使得 EIGRP 有能力建立具備層次結構的大型網絡。

EIGRP 的優勢：

儘管路由以距離矢量方式傳播，但度量是根據最小帶寬和路徑的累積延遲進行計算，而不是根據跳數得出。 採用擴散更新算法 (DUAL) 進行路由計算，收斂速度更快。DUAL 容許向 EIGRP 拓撲表插入備用路由，當主路由失敗時備用路由即可派上用場。因爲這一過程在本地實現，因此能夠當即切換到備用路由，不須要其它路由器進行任何操做。 使用限定更新，所以 EIGRP 使用的帶寬更少，特別是在包含許多路由的大型網絡中這一點更爲明顯。 EIGRP 具備協議相關模塊，可支持多種網絡層協議，包括 IP、IPX 和 AppleTalk。