08 IGRP和OSPF
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8.1.1EIGRP的特征
Cisco私有的高级距离矢量路由协议。是IGRP的增强型版本(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol ,增强型内部网关路由协议 )
8.1.2 EIGRP表
1 邻居表(Neighbors Table):
运行EIGRP路由协议并与这个路由器建立邻接(Adjacency)关系的直连路由器列表。存储用哪个接口连接的下一跳路由器。
2 拓扑表(Topology Table):
从每个EIGRP邻居学习到的所有路由列表。存储的通过每个邻居到达目标网络的FD和AD值。
FD(Feasible Distance,可行距离):从自己通过某个邻居到达目标网络的度量值总和。
AD(Advertised Distance,通告距离):邻居通告的从自己到达目标网络的度量值总和。
3 路由表(Routing Table):
从EIGRP拓扑表或其他路由进程中得到的最佳路由列表。存储最佳路由。
8.1.3EIGRP包类型
Hello包
建立邻居关系(Establish neighbor relationships);
Update包
发送路由更新(Send routing updates);
Query包
向邻居询问相关路由信息(Ask neighbors about routing information);
Reply包
回复对查询的相关路由信息(Respond to query about routing information);
ACK包
确认一个可靠的数据包(Acknowledge a reliable packet)
8.1.4EIGRP的度量值
1 EIGRP度量值的计算参数:默认使用带宽(Bandwidth)、延迟(Delay)。还可以使用可靠性、负载、MTU。
2 EIGRP Metric=(107/链路最低带宽(单位为Kbps)+链路的总延迟/10)*256
8.1.5EIGRP的关键技术
8.1.6邻居的发现和恢复
1 EIGRP的Hello包:
Hello包的目标地址为224.0.0.10,Hello包中的K值和AS号不匹配将不能成为邻居。认证也必须要匹配。
8.1.7EIGRP的Hello计时器
在大于等于1.544Mbps的链路上,默认Hello Time=5s;Holdtime(保持时间)=15s。
在小于1.544Mbps的链路上,默认Hello Time=60s;Holdtime(保持时间)=180s。
8.1.8EIGRP建立邻接(Adjacency)的条件
Hello包必须通过接口的主地址(Primary Address)来传输;
Hello包中的AS号和K值必须匹配才能成为邻接;
认证的口令必须要匹配;
8.1.9EIGRP可靠传输协议(Reliable Transport Protocol,RTP)
1 EIGRP的可靠性
2 EIGRP的重传策略(Retransmission Policy)
RTO(Retransmission Timeout,重传超时)=SRTT(平均往返时间)*6;RTO<200ms,则RTO使用200ms;RTO>5000ms,则RTO使用5000ms。
3 EIGRP的传输机制
EIGRP传输的Window=1,(Stop and wait,停等机制)
4 EIGRP邻居的重置
8.1.10DUAL有限状态机制(Finite-State Machine,FSM)
1 DUAL术语
DUAL:弥散更新算法。用于在EIGRP拓扑表中计算最佳路由的路由算法。
2 DUAL有限状态机制的处理过程
3 EIGRP的Successor
在所有通过邻居的路径中选择FD值最小的路径。
4 EIGRP的FS
在所有非SUCCESSOR路径中选择AD值小于SUCCESSOR路径FD值的路径作为FS。
8.1.11DUAL实例
8.1.12 协议依赖模块(PDM)
8.1.13配置和检查EIGRP
8.1.14配置EIGRP
Router(config)#router eigrp [AS号(1-65535)] (保证每个路由器上AS号相同)
Router(config-router)#network [网络号] [通配符掩码]
通配符掩码(Wildcard Mask):也称为反掩码。用0表示检查与之对应的地址位的值;用1表示忽略与之对应的地址位的值。
Route(config-router)#passive-interface [接口]
如果在RIP路由进程中使用此命令,此接口将不发送也不接收RIP信息;如果在EIGRP进程中使用,此接口将不发送EIGRP信息,但可以接收EIGRP信息。
8.1.15EIGRP检查命令
1 #show ip eigrp neighbors (查看EIGRP的邻居表)
2 #show ip route eigrp (D)
3 #show ip protocols
4 #show ip eigrp interface (查看路由器上哪些接口运行了EIGRP进程)
5 #show ip eigrp topology (查看路由器的拓扑表)
6 #show ip eigrp traffic (查看EIGRP的流量)
7 #debup eigrp packet (时事查看EIGRP数据包传递过程)
8.1.168.3.3 EIGRP的默认路由
1 先创建一个静态默认路由到ISP;
2 把连接到ISP的网络地址通过EIGRP通告到其他路由器;
3 Router(config)#ip default-network [连接ISP的主网的网络地址]
8.1.178.3.4 EIGRP的路由汇总
1 自动汇总 router)#auto-summary (默认打开)
2 手工汇总:
If)#ip summary-address eigrp [AS号] [汇总的网络地址] [子网掩码]
8.1.18EIGRP的认证
l 在全局模式下定义一个keychain:
RouterX(config)#key chain [链名称]
l 指定一个Key-id:
RouterX(config-keychain)#key [key-id]
l 指定认证口令:
RouterX(config-keychain-key)#key-string [口令]
l 在接口指定认证方式:
RouterX(config-if)#ip authentication mode eigrp [autonomous-system] md5
l 在接口指定认证的keychain:
RouterX(config-if)#ip authentication key-chain eigrp [AS号] [key chain名称]
8.2OSPF介绍
1 链路状态路由协议:OSPF(Open Shortest Path First,开放的最短路径优先)协议是一个开放标准的,支持多厂商网络环境的链路状态路由协议。
链路状态路由协议的工作过程:
1) 每个运行链路状态路由协议的路由器学习关于自己的每个直连网络;
2) 每个路由器互送Hello包给直连网络上的邻居;
3) 每个路由器使用LSA(Link State Advertised,链路状态通告)建立每个直连链路的状态;
4) 每个路由器将自己创建的LSA泛洪(Flood)给所有的邻居,邻居把收到的LSA存储到链路状态数据库(Link State DataBase,LSDB);
5) 每个路由器使用LSDB来获得一个完整的拓扑图,并计算到达每个目标网络的最佳路径。
链路状态特点:
1) 链路状态路由协议能够比距离矢量路由协议识别到更多的网络信息;
2) 链路状态路由协议创建一个完整的拓扑图;所以能够精确匹配路由;
3) 对CPU和内存的需求高。
2链路和链路状态:
链路(Link):参与OSPF进程的路由器接口
链路状态(Link State, LS):运行OSPF路由协议的路由器接口的状态信息,包括网络地址、IP地址、网络类型、链路的成本、邻居信息。
链路状态通告(Link State Advertised,LSA):发送链路状态的数据;
链路状态数据库(Link State DataBase,LSDB):接收到所有链路状态通告(LSA)的集合;也被称为拓扑数据库;
最短路径优先算法(Shortest Path First,SPF算法):在LSDB中计算最佳路径的算法;
3链路状态的数据结构
1) 邻居表:也叫邻接数据库(Adjacency Database)
2) 拓扑表:也叫拓扑数据库;也叫链路状态数据库(Link-state Database,LSDB)
3) 路由表:也叫转发数据库(Forward Database)。
4链路状态路由协议的网络分层
1)区域的等级:
主干区域(Backbone Area),还叫传输区域(Transit Area)
标准区域:也叫非主干区域。
在区域内的路由器与路由器交换LSA,形成相同的LSDB;在区域之间交换路由信息,所以所有其他非主干区域必须通过物理链路或者逻辑链路(Virtual Link,虚链路)来连接到主干区域。
2)OSPF区域的设计原则:
A、所有非主干区域必须直接连接到主干区域(Area 0)
B、OSPF区域的分界在路由器上,即同一物理链路必须属于同一区域。
3)OSPF区域化设计的优点:
A、最小化路由条目。因为区域与区域之间交换路由信息,所以非主干区域可以创建到主干区域的默认路由来最小化路由条目;可以通过将非主干区域配置为末节区域(Stub Area)实现到主干区域的默认路由。
B、区域内链路状态的改变只影响本地区域的路由器。区域内链路状态的改变是通过泛洪(Flood)LSA来影响本地区域的路由器,区域内链路状态改变的LSA不会泛洪到其他区域,不会影响到其他区域的路由器。
4)区域的术语
主干路由器:在区域0中的路由器;
内部路由器:在标准区域中的路由器;
区域边界路由器(Area Border Router,ABR):负责将标准区域连接到主干区域的路由器。
自治系统边界路由器(Autonomous System Border Router,ASBR):将OSPF管理域连接到其他自治系统的路由器。
5OSPF的邻接
(1) 在点到点的WAN链路上:两个邻居完全邻接(Full Adjacency)
(2) 多路访问(Multiaccess)网络:邻居只与DR和BDR建立完全邻接。
DR(Designated Router,指定路由器):负责在多路访问网络中与其他路由器建立邻接关系的路由器;
BDR(Backup designated Router,备份指定路由器):对DR的备份。
DRother(其他路由器):除DR和BDR之外的其他路由器,DRother和DRother之间不能形成邻接关系,形成是的邻居关系。
6OSPF计算
SPF算法:
7LSA的操作
LSA(Link-state Advertise,链路状态通告)
8OSPF的包类型
类型1:Hello包
类型2:DBD/DDP包(Database Description 数据库描述包):LSDB汇总摘要信息。
类型3:LSR包(Link-state Request,链路状态请求包):
类型4:LSU包(Link-state Update,链路状态更新包):
类型5:LSAck:链路状态确认包。
9OSPF数据包的头部格式:
Hello包头部格式:
1) 版本:OSPFv2
2) 包类型:Type 1
3) 包总长度:
4) Router ID(RID):表示发出数据包的路由器,使用所有逻辑接口的高IP地址组成,如果没有逻辑接口则使用物理接口高IP地址;
5) Area ID:区域ID,指出发出数据包的接口所在的区域;
6) Checksum:校验
7) Authentication Type:认证类型,用0x0000表示不使用认证;用0x0001表示使用明文的认证;用0x0002表示使用MD5的认证;
8) Authentication:认证的口令
2 邻居关系——Hello包
Hello包的目标地址为224.0.0.5
Hello包的大小为50byte。
默认为:Hello Time=10s Dead Interval Time(死亡间隔时间)=40s。
OSPF建立邻居关系的条件:
1)Area ID必须一致;2)Hello Time和Dead Interval Time必须一致;3)认证的方式和口令必须一致;4)Stub Flag(末节区标志必须一致);5)连接两台路由器的接口的OSPF网络类型必须一致。(以太网接口默认的OSPF网络类型为Broadcast;串行接口并采用默认封装的OSPF网络类型为Point to Point)
3 建立双向通信(一阶段)
经过三个状态:
1) Down state (失效状态)
2) Init State (初始状态)
3) 2-way state (双向状态)
4 发现网络路由(二阶段)
4)Exstart state (预启动状态):选择主(Master)/从(Slave)路由器的状态,接口RID较大的作为Master路由器先发送DBD包;接口RID较小的作为Slave路由器后发送DBD包。
5)Exchange state (交换状态):互送DBD包的过程。
5 增加链路状态的条目(三阶段)
6)Loading state (加载状态):
7)Full state (完全邻接状态):LSDB完全同步的状态。
6 维护路由信息
1)网络发生变化的时候,发生变化的路由器通过LSU用地址224.0.0.6发送DR和BDR;DR再将此LSU用224.0.0.5发送给所有与自己建立了邻接关系的路由器。
2)网络没有发生变化的时候,由产生LSA的源路由器每30分钟洪泛(Flood)到所有与自己建立了邻接关系的路由器。
8.6 配置OSPF路由协议
8.6.1 OSPF的基本配置
Router(config)#router ospf [process ID,进程号,1-65535]
Process Identifier(进程ID):本地有意义,和其他路由器的进程ID可以不一致;用于标识唯一一个OSPF数据库。
Router(config-router)#network [网络号/地址] [通配符掩码] area [0-232]
通配符掩码的使用:
用0表示检查与之匹配的地址位的值;用1来表示忽略与之匹配的地址的值。
10检查OSPF的配置
1 #show ip protocols
2 #show ip route ospf (O)
OSPF不支持自动汇总,只支持手工汇总。
OSPF的度量值是用成本(COST)来表示的。Cisco IOS下,COST=108/带宽(单位为bps)
3 #show ip ospf interface [接口] (查看接口运行OSPF的情况)
4 #show ip ospf (查看路由器上OSPF的运行情况)
5 #show ip ospf neighbors (查看OSPF的邻居信息)
6 #show ip ospf database (查看OSPF的LSDB)
11LSA的类型:共11种
1)、Type 1 LSA:路由器LSA(Router LSA),由区域内所有路由器发出;
2)、Type 2 LSA:网络LSA(Network LSA),由DR路由器发出;
3)、Type 3 LSA:汇总网络LSA(Summary Network LSA):由ABR(区域边界路由器)发出;
7 #debug ip ospf packets (时事查看OSPF包的运行情况)
8 #debug ip ospf events (时事查看OSPF的事件信息)
8.7 OSPF的网络类型
8.7.1 点到点网络(Point to point)
不选举DR和BDR。
8.7.2 广播多路访问网络(Broadcast Multiaccess)
需要选择DR和BDR。
使用接口的优先级高的路由器作为该网段的DR,运行OSPF进程的接口优先级默认为1,可以手动调整接口的优先级:
-if)#ip ospf priority [0~255]
优先级高的路由器成为DR,次高的为BDR,其他路由器为DRother。优先级为0则永远不能当选为DR或BDR。
重启OSPF的路由进程:#clear ip ospf process
如果优先级完全一致,则选择RID大的路由器作为DR,次大的为BDR,其他路由器为DRother。
RID(Router ID):由路由器逻辑接口的高IP地址组成,如果没有逻辑接口则使用物理接口高IP地址组成。
8.7.3 NBMA(Non-Broadcast Multiacess,非广播多路访问)
手工指定邻居、手工指定DR和BDR
NBMA网络中的五种模式
8.8 OSPF的配置选项
8.8.1 指定OSPF的RID
Router(config-rouer)#router-id [RID地址]
8.8.2 配置OSPF的默认路由
Router(config-router)#default-information originate [always] [metric值]
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