路由知识点汇总

路由
路由
发布日期:   2021-01-03
文章字数:   6.1k
阅读时长:   21 分
阅读次数:  

路由知识点总结汇总

层级化网络模型

image-20210103144112374

接入层：提供丰富的接口，负责接入工作组用户，使其可以获得网络服务，还可以对用户实施接入控制

汇聚层：通过大量的链路连接接入层设备，将接入层数据汇集起来，同时对数据，信息进行实施控制

核心层：主要负责对来自汇聚层的数据进行尽可能快速地交换

控制平面：

指系统中用来传送信令，计算表项的部分

转发平面：

指系统中用来运行数据报文的封装，转发的部分

路由分类

  1. 直连路由：无需配置及维护，由链路层协议自动发现
  2. 静态路由：人工配置及维护，不能自己适应网络拓扑变化，无协议开销
  3. 动态路由： 协议自动学习，计算，无需人工配置及维护，自动适应网络拓扑变化，路由协议开销大

image-20210103144410422

动态路由协议工作原理

  1. 邻居发现

    路由器通过发送广播报文或发送给指定路由器邻居以主动把自己介绍给网段内的其他路由器

  2. 路由交换

    每台路由器将自己已知的路由相关信息发给相邻路由器

  3. 路由计算

    每台路由器运行某种算法，计算出最终的路由

  4. 路由维护

    路由器之间通过周期性地发送报文来维护邻居信息

距离矢量型路由协议特点

  • 周期性，广播式发送路由更新
  • 路由更新中携带全部路由表，接收方据此更新自己的路由
  • 超过一定时间接收不到路由更新，则认为路由失效
  • 以目的地的距离（跳数）作为度量值
  • 拓扑变化以逐跳的方式扩散
  • 路由收敛速度慢
  • 采用距离矢量算法，可能导致路由环路

链路状态型路由协议特点

  • 通过hello报文来发现邻居
  • 建立邻接关系后，只发送链路状态公告（LSA）
  • 根据自己链路状态信息库（LSDB）来计算路由
  • 以到目的地的开销（COST）作为度量值
  • 链路状态变化时，马上发送LSA到区域内所有路由器
  • 路由收敛速度快
  • 采用SPF算法，无路由自环

路径矢量型路由协议特点

  • 仅在邻居刚建立时发送全部路由表
  • 邻居建立后发送增量路由
  • 如果邻居失效，则认为路由失效
  • 丰富的路由属性作为度量值
  • 拓扑变化以逐跳的方式扩散
  • 采用机制防止路由环路

image-20210103145235297

路由协议可靠性，安全性

image-20210103145312221

路由负载分担

ECMP（Equal-Cost Multi-Path Routing，多路径等值路由，等价路由），表示到达一个目的地有多条相同度量值的路由项

负载分担的方式
  1. 基于流的负载分担：路由器根据IP报文中的5元信息将数据分成不同的流，具有相同5元组信息的ip报文属于同一个流
  2. 基于包的负载分担：转发数据时，路由器把数据包从多条路径上依次发送出去

路由聚合

路由聚合是指将同一网段内的不同子网的路由聚合成一条路由向外发送，目的是为了减少路由表的规模，从而减少网络上的流量

RIP-1和RIP-2支持自动路由聚合

undo summary关闭自动聚合后 ，RIP-2将发送具体路由到邻居路由器

手动路由聚合： rip summary-address ip-address {mask | mask-length}

CIDR（Classless Interdomain Routing，无类域间路由）

CIDR是合理利用IP地址和减少路由表规模的方法

OSPF协议基本原理

OSPF是Open Shortest Path First（开放式最短路径优先）的缩写，是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议

RIP的缺点：
  1. 网络扩展性不好
  2. 周期性广播消耗了大量带宽资源
  3. 路由收敛速度慢
  4. 以跳数作为度量值
  5. 存在路由环路
OSPF路由的特点：
  1. 支持较大规模的网络，无路由跳数限制
  2. 组播触发式更新
  3. 收敛速度快
  4. 以开销作为度量值
  5. 协议设计避免路由环路
  6. 应用广泛
邻居表：

运行OSPF协议的路由器以组播方式（目的地址224.0.0.5）发送hello报文来发现邻居，邻居表会记录所有的建立邻居关系的路由器，包括相关描述和邻居状态

链路状态数据库（LSDB）

又称拓扑表，包含当前区域的所有链路状态信息，并且都是一致的

路由表：

运行OSPF协议的路由器在获得完整的链路状态描述之后，运用SPF算法进行计算，并且将计算出来的最优路由加入OSPF协议路由表中

OSPF协议基于Dijkstra算法，又称SPF（Shortest Path First，最短路径算法）

骨干区域负责区域之间的路由 ，非骨干区域之间的路由信息必须通过骨干区域来转发

区域划分带来的好处
  1. 减少区域内LSA的数量
  2. 便于管理
  3. 减少路由振荡的影响
OSPF路由器类型
  • 区域内路由器： Internal Router，该类路由器的所有接口都属于同一个OSPF区域
  • 区域边界路由器： ABR，Area Border Router，该类路由器可以同时属于两个以上的区域，但其中一个必须是骨干区域
  • 骨干路由器： Backbone Router，该类路由器至少有一个接口属于骨干区域
  • 自治系统边界路由器（ASBR， Autonomous System Border Router），与其他AS交换路由信息的路由器
OSPF网络类型
  • Broadcast，在该类的网络中，以组播形式（224.0.0.5或224.0.0.6）发送协议报文
  • NBMA（Non-Broadcast Multi-Access，非广播多点可达），以单播形式发送协议报文
  • P2MP（Point-to-MultiPoint，点到多点），以组播形式（224.0.0.5）发送协议报文
  • P2：以组播形式（224.0.0.5）发送协议报文
OSPF的五种协议报文
  1. Hello报文：周期性发送，用来发现和位置OSPF协议邻居关系
  2. DD（Designate Description，数据库描述）报文：描述了本地LSDB中每一条LSA的摘要信息，用于两台路由器进行数据库同步
  3. LSR（link State Request，链路状态请求）报文：向对方请求所需的LSA
  4. LSU（Link State Update，链路状态更新）报文：向对方发送其所需要的LSA
  5. LSAck(Link State Acknowledgment,链路状态确认)报文：用来对收到的LSA进行确认
邻居（Neighbor）和邻接（Adjacency)：

路由器启动后，便会通过OSPF接口发送Hello报文，收到Hello报文的OSPF路由器会检查报文中所定义的参数，如果双方一致就会形成邻居关系

形成邻居关系的双方不一定都能形成邻接关系，只有当双方成功交换DD报文和LSA，并达到LSDB的同步之后，才形成真正意义上的邻接关系

OSPF的配置

OSPF的配置

image-20210103145811877

image-20210103145821372

OSPF多区域配置实例

image-20210103145902861

显示OSPF邻居信息：

display OSPF peer

image-20210103145951883

显示OSPF接口信息

image-20210103150011179

显示OSPF路由信息

image-20210103150026362

image-20210103150037738

OSPF高级配置

虚连接：指在两台ABR之间通过一个非骨干区域而建立一条逻辑连接通道。另一个应用是提供冗余的备份链路，当骨干区域因链路故障不能保持连通时，通过虚连接仍然可以保证骨干区域在逻辑上的连通性

配置OSPF虚连接

image-20210103150218311

LSA类型
  • 第一类LSA：描述区域内部与路由器直连的链路的信息
  • 第二类LSA：记录了广播或者NBMA网段上所有路由器的Router ID
  • 第三类LSA：将所连接区域内部的链路信息以子网的形式传播到邻区域
  • 第四类LSA：描述的目标网络是一个ASBR的Router ID
  • 第五类LSA：描述到AS外部的路由信息
  • 第七类LSA：只在NSSA区域内传播，描述到AS外部的路由信息
OSPF选路原则
  1. 按照路由类型的优先级选择

  • 区域内路由

  • 区域间路由

  • 第一类外部路由

  • 第二类外部路由

    2.在类型相同的情况下，选择路由开销较小的路由

    如果路由类型和链路开销相同，那么这两条或者多条路由就形成了等价路由

OSPF特殊区域
  1. stub区域：在这个区域内，不允许注入第四类LSA和第五类LSA
  2. Totally Stub 区域：是Stub区域的一种改进区域，也不允许第五类LSA注入，但是允许第七类LSA注入

优势：控制外部路由；可以减少区域内LSDB的规模，降低区域内路由器的路由表的大小和容量，并且减少区域内路由器对存储器的需求，降低设备的压力；网络的安全性有所增强

OSPF路由聚合

（1）：ABR聚合

image-20210103150520834

（2）ASBR聚合：

image-20210105191344680

OSPF安全特性：
  1. 协议报文验证：OSPF协议支持报文验证功能，只有通过验证OSPF报文才能接收并正常建立邻居关系
  2. 禁止端口发送OSPF报文：禁止端口发送OSPF报文后，端口将成为被动接口，不再发送Hello报文
  3. 过滤计算出的路由：可以设置路由信息的过滤条件，经过SPF计算后，只有通过过滤条件的路由信息才可以加入路由表
  4. 过滤Type3 LSA：可以设置第三类LSA的过滤条件，只有通过过滤的LSA才能被 接收或者发送

IS-IS

IS-IS是一种链路状态型协议

基本概念：
  1. IS（Intermediate System，中间系统）：相当于TCP/IP中的路由器，是IS-IS中生成路由和传播路由信息的基本单元
  2. ES（End System，终端系统）：相当于TCP/IP的主机系统，
  3. RD（Routing Domain，路由域）：在一个路由域中多个IS通过相同的路由协议来交换路由信息
  4. Area（区域）：路由域的细分单元，
  5. ES-IS：终端系统到中间系统路由选择交换协议，负责ES 与IS之间的通信
IS-IS基本配置

image-20210103150755433

image-20210103150801482

image-20210103150807515

IS-IS单区域配置实例

image-20210103150831619

IS-IS多区域配置实例

image-20210103150849932

IS-IS路由验证和聚合配置实例

image-20210103150930301

路由过滤

常用路由过滤工具有ACL，地址前缀列表，Filter-policy，Router-policy等

filter-policy过滤接收路由实例

image-20210103151103038

filter-policy过滤发送路由实例

image-20210103151129909

路由策略

路由策略是为了改变网络流量所经过的途径而修改路由信息的技术

Router-policy配置

image-20210103151301866

Router-policy配置实例

image-20210103151330860

路由引入

路由引入指从一种协议导入到另一种协议或在同种协议的不同进程之间引入

单边界路由引入实例

image-20210103151522821

双边界路由引入实例

image-20210103151551765

PBR

PBR（policy-based-route）基于策略的路由是一种依据用户指定的策略进行路由选择的机制

PBR配置

image-20210103151718690

image-20210103151728963

基于源地址的PBR

image-20210103151747719

基于报文长度的PBR

image-20210103151806355

BGP

bgp（Border Gateway Protocol，边界网关协议）是一种用于自治系统之间的动态路由协议。

BGP协议特点
  • BGP是自治系统外部路由协议，用来在AS之间传递路由信息
  • 路径矢量路由协议，从设计上避免了环路的发生
  • 由TCP协议承载，端口号是179
  • 支持CIDR和路由聚合
  • 路由附带丰富的属性
  • 只发送增量路由更新
  • 路由过滤和路由策略
BGP术语

BGP发言者（BGP speaker）：运行BGP协议的路由器

BGP对等体：相互之间存在TCP连接，相互交换路由信息的BGP发言者之间互称BGP对等体（BGP Peer）

EBGP对等体：处于不同AS的BGP对等体称为EBGP对等体，通常为EBGP对等体上是物理直连

IBGP对等体：处于同一个AS的BGP对等体

BGP路由属性
  1. 公认必遵（Well-known mandatory）：所有BGP路由器都必须能够识别这种属性，且必须存在于UPdate消息中，主要包含ORIGIN属性，AS_PATH属性，NEXT_HOP属性
  2. 公认可选（well-known discretionary）：所有BGP路由器都可以识别，但不要求必须存在于Update消息中，主要包含LOCAL_PREF属性，ATOMIC_AGGREATE属性
  3. 可选传递（Optional non-transitive）：在AS之间具有可传递性的属性，主要包含COMMUNITY属性，AGGREGATE属性
  4. 可选非传递（Optional non-transitive）：如果BGP路由器不支持此属性，该属性被忽略，且不会通告给其他对等体，主要包含MED属性，CLUSTER_LIST属性，ORIGINATOR_ID属性
  • AS_PATH属性：指示该路由更新信息经过了那些AS路径，主要作用是保证AS之间无环路
  • NEXT_HOP属性：指示了去往目的地的下一跳
  • ORIGIN属性：指示该条路由的起源（IGP：优先级最高，产生于本AS内；EGP：优先级次之，通过EGP学到；Incomplete：优先级最低，路由的来源无法确定）
  • LOCAL_PREF属性：用于在一个AS有多个出口的情况下，判断流量离开AS时的最佳路由（MSR路由器上，默认属性值为100）
  • MED属性：相当于IGP的度量值，用于EGP邻居有多条路径到达本AS的情况，告诉EBGP邻居进入本AS的较优路径
  • Preferred-value属性：为从不同对等体接收的路由分配不同的Preferred-value值，可以改变从指定对等体学到的路由的优先级
BGP的选路规则
  • 首先丢弃下一跳（NEXT_HOP）不可达的路由
  • 优选Preferred-value值最大的路由
  • 优选本地优先级（LOCAL_PREF）最高的路由
  • 依次选择network命令生成的路由，import-route命令引入的路由，聚合路由
  • 优选AS路径（AS_PATH)最短的路由
  • 依次选择ORIGIN属性为IGP，EGP，Incomplete的路由
  • 优选MED值最低的路由
  • 依次选择从EBGP，联盟EBGP，联盟IBGP，IBGP学来的路由
  • 优选下一跳度量值最低的路由
  • 优选CLUSTER_LIST长度最短的路由
  • 优选ORIGINTOR_ID 最小的路由
  • 优选Router ID最小的路由器发布的路由
  • 优选IP地址最小的对等体发布的路由
BGP基本配置

image-20210103152823203

image-20210103152829601

image-20210103152836609

BGP基本配置实例

image-20210103152900374

显示BGP对等体的信息

image-20210103152925675

显示BGP路由信息

image-20210103152941443

控制BGP路由
配置属性控制BGP路由
  • 给从对等体接收的路由分配首选值（Preferred-value）以影响选路
  • 修改Local-Preference值实现选择离开本地AS时的最佳路由
  • 修改MED值实现选择进入AS时的最佳路由
  • 配置next_hop_local实现将自身地址作为下一跳

image-20210103153305018

分配首选值（Preferred-value）以影响选路实例

image-20210103153334236

配置Local-Preference值实现选择离开本地AS时的最佳路由

image-20210103153456603

配置MED值实现选择进入AS时的最佳路由

image-20210103153416164

配置next_hop_local控制BGP路由

image-20210103153519485

image-20210103153539691

配置过滤器控制BGP路由

过滤器种类

  • 配置Filter-policy实现对接受者或发布的路由过滤
  • 配置Router-policy不仅可以实现路由过滤还可以对符合规则的路由增加或修改相关的属性
  • 配置AS路径访问列表可以实现针对自治系统路径域控制BGP路由
配置Filter-policy控制BGP路由

image-20210103153749607

配置Filter-policy控制BGP路由实例

image-20210103153817931

image-20210103153827400

配置Router-policy控制BGP路由

image-20210103153857914

if-match子句的配置

image-20210103153930269

apply子句的配置

image-20210103153945912

应用Router-policy

image-20210103154008402

配置Router-policy控制BGP路由实例

image-20210103154033358

image-20210103154043780

正则表达式操作符

image-20210103154112683

配置AS路径过滤列表控制BGP路由

image-20210103154147587

配置BGP对等体组

BGP对等体组（Peer Group）是一些具有某些相同属性的对等体的集合

image-20210103154313033

image-20210103154320567

BGP对等体组配置实例

image-20210103154349091

BGP反射

路由反射可替代IBGP对等体全连接

路由反射原理就是允许某些网络设备将从IBGP对等体处接收到的路由信息发布给其他特定的IBGP对等体，这些网络设备被称为路由反射器（Route Reflector）

BGP反射配置

image-20210103154556121

BGP反射配置实例

image-20210103154614451

BGP综合配置

image-20210103154718532

image-20210103154730420

image-20210103154740013

image-20210103154756619

image-20210103154808802

image-20210103154819085

image-20210103154834442

组播

组播是指发送源将产生的单一IP数据包通过网络发送给一组特定接收者的网络传输方式

组播地址：

  1. 224.0.0.0~224.0.1.255：协议预留组播地址
  2. 224.0.2.0~238.255.255.255：用户组地址，全网范围有效
  3. 239.0.0.0~239.255.255.255：本地管理组地址，仅在本地管理域有效

常用组播组管理协议IGMP（Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议）

IPv6
功能：
  1. 地址解析
  2. 邻居不可达检测
  3. 重复地址检测
  4. 无状态地址自动配置
  5. 路由器重定向

IPv6协议共有四种：RIPng ,BGP4+,OSPFv3,IPv6-IS-IS,(前两个为距离矢量协议，后两个为链路状态协议)

IPv6过渡技术：

双协议栈技术：指在设备上同时启用IPv4和IPv6协议栈

隧道技术：利用一种网络协议来传输另一种网络协议，

路由知识点汇总

  1. 属于ITOIP的特性有智能，开放，融合，标准
  2. 层级化网络模型将网络划分为汇聚层，核心层，接入层
  3. H3C模块化企业网架构包含VPN接入和广域网汇聚模块
  4. 负责复杂控制策略的是汇聚层
  5. 典型大规模网络路由可能包含的层是核心层，汇聚层，接入层
  6. 可靠性和扩展性是典型大规模网络路由的核心层所必须具备的
  7. OSPF路由协议比较适合在大规模网络路由的汇聚层中使用
  8. 路由过滤，路由策略可以控制路由传播范围，从而增加网络的可管理性
  9. IPv6最终解决IP地址短缺问题
  10. 通过FIB进行报文转发属于转发平面的范畴
  11. 路由器查找路由表进行报文转发时，采用最长匹配原则
  12. 数据流的5元组所包含的元素有源IP地址，源端口号，目的IP地址，目的端口号，协议号
  13. 动态路由协议的优点是无须人工维护路由表项，能够自动发现拓扑变化
  14. 默认情况下，静态路由的优先级是60
  15. OSPF，BGP，IS-IS路由协议支持手动聚合
  16. BGP路由协议是基于TCP承载的
  17. 路径矢量路由协议的特点是邻居建立后发送增量路由，采用机制能够防止路由环路，具有丰富的路由属性
  18. 路由聚合的优点是减少路由规模，加快路由匹配速度；降低路由更新流量
  19. RIP-1,RIP-2支持自动按类聚合功能的路由协议
  20. RIP-2，OSPF，BGP支持手动聚合功能
  21. OSPF协议是链路状态类型的路由协议
  22. 在OSPF协议中，没有使用的表项是会话表
  23. 承载OSPF协议报文的IP协议号为89
  24. OSPF协议的邻居状态机中，稳定的状态是Down，2-way，Full状态
  25. OSPF协议中，如果链路层协议是Ethernet，其对应的默认网络类型为Broadcast
  26. 在OSPF协议中，接口默认的路由器优先级为1
  27. 第二类LSA是由DR设备产生的
  28. 在OSPF协议中，内部路由的协议优先级为10，外部路由的协议优先级为150
  29. 在OSPF协议中，常见的特殊区域包括Stub区域，Totally Stub区域，NSSA区域
  30. 在OSPF协议中常见的安全特性有报文验证，禁止端口发送OSPF报文，过滤Type3 LSA，过滤计算出的路由
  31. 在OSI协议簇中，与TCP/IP协议中的IP协议具有类似作用的协议是CLNP
  32. 在OSI的IS-IS网络中，存在于同一区域内的不同IS间的路由是Level-1路由
  33. 在OSI的IS-IS网络中，同时维护两个LSDB的路由器是Level-2路由器
  34. 集成化IS-IS能够支持TCP/IP，OSI CLNS协议
  35. 采用分层架构，链路状态型协议是IS-IS协议与OSPF协议的相同点
  36. NET地址包含Area，System ID，NSEL
  37. 一个IS-IS进程最多可以配置3个NET地址，他们拥有相同的System ID
  38. IS-IS中的PDU包含Hello，PSNP，CSNP，LSP
  39. PSNP报文的作用是对收到的LSP进行确认，保持LSDB的同步
  40. IS-IS支持Broadcast，P2P的网络类型
  41. 常用路由过滤工具有ACL，地址前缀列表，Filter-policy，Router-policy等
  42. Router-policy的作用包括路由过滤，改变路由的属性
  43. 在Router-policy配置中，下列可以由if-match子句来设定匹配规则的是开销，出接口，路由类型，标记域，IP目的地址，下一跳
  44. 在Router-policy配置中，下列由apply子句来执行动作的是开销，路由类型，标记域，下一跳
  45. Router-policy常用在路由引入时实行路由过滤，路由引入时改变路由的属性，BGP路由学习时进行过滤控制
  46. 当把路由信息引入OSPF协议中时，默认度量值是1
  47. PBR的优点是可实现基于源地址的路由，可实现基于目的地址的路由，可实现负载分担
  48. 在PBR配置中，下列可以由if-match子句来设定的匹配规则是报文长度，报文源地址
  49. 在PBR配置中，下列可以由apply子句来执行的动作是报文优先级，出接口，报文下一跳
  50. 用network命令将OSPF协议路由注入BGP后，其ORIGIN属性为IGP
  51. BGP支持CIDR，支持VLSM
  52. BGP的AS_PATH属性时公认必遵属性
  53. 说明BGP发言者没有到达BGP对等体IP地址的路由的是IdleBGP邻居状态
  54. Preferred-value属性用于控制AS路由的选路路径；在从不同的邻居学来的相同的目的地址的多条路由中，拥有最高首选值的路由将被选作到达指定网络的路由
  55. 一个AS中有多台出口路由器，下列可以用来控制AS中路由离开本AS的选路路径的BGP属性是Local Preference
  56. 可以实现对BGP路由的控制和过滤的过滤器是Filter-policy，Router-policy，AS_PATH list
  57. 多出口网络BGP部署方式的特点是实施简单，而且可以很容易实现带宽负载分担以及灵活的路由策略
  58. 表示路由器不将路由通告给任何其他的BGP对等体的是NO_ADVERTISE BGP团体属性值
  59. BGP路由属性中，本地优先属性LOCAL_PREF的默认值是100
  60. BGP路由属性中，MED的默认值是0
  61. 组播管理协议的机制主要包含主机加入和离开组播组，路由器维护组播组，查询器的选举，成员报告抑制机制
  62. IGMPV2协议报文包含General Query，Group-Specific Query，Membership Report，Leave Group
  63. 组播路由协议有密集和稀疏两种模式，
  64. PIM-DM机制包含扩散-剪枝机制，嫁接机制，断言机制，状态刷新机制
  65. PIM-SM机制包含加入机制，组播源注册机制，RPT向SPT切换机制，RP发现机制
  66. IPv6地址解析功能由ND协议的NS和NA报文完成
  67. IPv6无状态地址自动配置功能由ND协议的RS和RA报文完成
  68. 在邻居不可达检测过程中，邻居的STALE失效状态是稳定状态
  69. 双协议栈技术的特点是即能与支持IPv4协议的节点通信，又能与IPv6的节点通信，需要维护两个协议栈
  70. 隧道终点不需要手动配置，隧道两端设备之间可以运行ND协议从而实现地址自动配置时ISATAP隧道的优点
文章作者: Loole
文章链接: http://happyzm.gitee.io/posts/8f215b02.html
版权声明: 本博客所有文章除特別声明外，均采用 CC BY 4.0 许可协议。转载请注明来源 Loole !
路由
赏
评论
  目录