路由基础知识、静态路由、单臂路由、三层交换机配置、OSPF详解

目录一、路由基础知识1IP路由1、IP路由原理2、什么是路由3、路由表中的信息IP协议基础命令2静态路由配置二、单臂路由和三层交换机实现VLAN间路由1单臂路由的基本原理和配置2三层交换机实现VLAN间路由的配置三、OSPF1RIP缺陷2OSPF基本原理及核心作用OSPF的主要优势OSPF的基本配置命令配置OSPF实战1、单区域OSPF配置2、多区域OSPF配置OSPF信息显示与调试补充DR/BDR的作用一、路由基础知识1IP路由1、IP路由原理路由器负责将数据报文在逻辑网段间进行转发路由是指导路由器如何进行数据报文发送的路径信息每台路由器都有路由表路由存储在路由表中路由环路是由错误的路由导致的它会造成IP报文在网络中循环转发浪费网络带宽路由收敛是指全网中的路由器的路由表达成一致2、什么是路由路由是指导IP报文发送的路径信息3、路由表中的信息包括目的地址/子网掩码、下一跳地址、出接口、度量值Cost、优先级Pre路由器根据IP报文中的目的IP地址进行路由表项查找并选择其中掩码最长的路由项用于指导报文转发。路由的来源3种直连路由数据链路层协议发现、手工配置的静态路由、路由协议发现的路由路由度量值表示到达这条路由所指目的地址的代价。影响因素有线路延迟、带宽、线路使用率、跳数、最大传输单元注意直连路由不显示 Cost没有Cost不需要跨设备转发不存在路径开销。故路由表中不会携带 Cost 字段。非零的Cost都是动态路由选择什么样的路由信息添加到路由表中Preference 越小优先级越高。和Cost无关Cost用来选最优路径注意如果发现到达同一网段有多条路径有可能都会被写入路由表IP协议基础命令1、查看IP路由表 [Router]display ip routing-table 2、查看指定目的地址的路由信息 [Router]display ip routing-table 指定IP 3、查看路由表的统计信息 [Router]display ip routing-table statistics2静态路由配置[Router]ip route-static 目的ip地址 掩码或者掩码长度 直连的下一跳地址 目的ip地址和掩码都是 0.0.0.0 的路由为默认路由 默认路由ip route-static 0.0.0.0 0 下一跳IP 掩码为全0掩码最短,代表最后实在没有匹配的路由再走这条静态路由的额外作用实现路由备份和负载分担扩展如何实现去往同一目的地的两条静态路由实现互为备份的作用即需要为两条默认路由配置不同的Preference静态黑洞路由消除环路[RTD]ip route-static 10.0.0.0 255.255.0.0 null0 null0代表空接口丢弃匹配流量 作用路由黑洞匹配到此网段数据包直接丢弃不转发静态路由的优点无路由协议开销、不占用链路带宽什么是路由协议和可路由协议路由协议路由器用来计算、维护网络路由信息的协议通常有一定的算法工作在传输层或应用层。常见的路由协议有RIP、OSPF、BGP等可路由协议可被路由器转发的协议工作在网络层。常见的可路由协议有IP、IPX等路由协议可自动发现到达目标网络的路径动态路由协议的工作过程4个阶段邻居发现、路由交换、路由计算、路由维护自治系统一组共享相似路由策略并在单一管理域中运行的路由集合。路由协议的分类1内部网关协议RIP、OSPF、IS-IS外部网关协议BGP2距离矢量路由协议RIP和BGP链路状态OSPF、IS-IS衡量路由协议的主要指标计算的正确性能否算出最优路由且无环、路由收敛速度、占用系统开销、协议自身的安全性、协议适用网络规模距离矢量路由协议原理路由器交换整个路由表距离矢量路由协议只关心网段的距离和方向缺点距离矢量依靠水平分割、毒性反转防环大型网络仍易产生环路收敛慢RIP 有最大 15 跳限制只适合小型局域网OSPF 支持区域分层Area要求所有非骨干区域必须直连骨干区域 Area 0防止路由环路相比于距离矢量型路由协议链路状态路由协议的优点1、协议算法本身无环路2、协议交互占用带宽小当发生拓扑变化时只发送变化的别人没有的各路由器独立计算3、收敛速度快二、单臂路由和三层交换机实现VLAN间路由1单臂路由的基本原理和配置接口分为g0/0、g0/0.2、g0/0.3分配配对应vlan的网关ip地址显然这个没有配网关IPVLAN之间不互通2三层交换机实现VLAN之间路由的配置简言之在上面的基础上在对应vlan接口里加上网关地址扩展在用户模式下擦除设备中的配置文件重启路由器RTA reset saved-configuration RTA reboot三、OSPF1RIP缺陷1、以跳数评估的路由并非最优路径RIP协议限制最多只能15跳跳数 16 代表该路由不可达无穷远 infinity2、收敛速度慢RTA和RTB收到路由不可达信息后进入抑制时间3、更新发送全部路由表浪费网络资源占用带宽2OSPF基本原理及核心作用OSPFOpen Shortest Path First开放式最短路径优先是链路状态类的内部网关协议IGP用于在一个自治系统AS内自动交换路由、选路并维护拓扑。1、OSPF仅传播对端设备不具备的路由信息网络收敛迅速并有效避免了网络资源浪费2、OSPF直接工作于IP层之上IP协议号为893、OSPF以组播地址发送协议包简述OSPF协议的工作过程1、寻找邻居广播Hello包尝试寻找可交换路由信息的周边设备Hello包中携带的参数协商成功邻居状态达到2-way状态后RTA与RTB之间开始建立邻接关系2、建立邻接关系采用DR/BDR方式建立邻接关系DR和BDR选举规则Hello包携带接口优先级数值越大越优先优先级相同Router ID 越大越优先ospf dr-priority 0的路由器放弃选举只能做 DROther先选举BDR再选举DRDR和BDR一旦选定即使OSPF区域内新增优先级更高的路由器DR和BDR也不重新选举只有当DR和BDR都失效后才参与选举。既不是 DR、也不是 BDR、或是 priority0 的路由器角色为DROther。DR 故障后网段内路由器一段时间收不到 DR 的 Hello判定 DR 失效已存在的 BDR自动升级为新 DR全网剩余候选路由器重新执行选举流程选出新的 BDR例如3、传递信息相互传递对方没有的LSA。在RTB与RTA的LSA信息同步后RTA在RTB邻居表内的状态变迁为Full状态OSPF协议包具备超时重传机制且具备序列号对重复包不做处理4、计算路由注意Hello 报文核心作用用来维持邻居关系。OSPF 路由器周期性发送 Hello 报文来维持邻居关系OSPF的主要优势自动发现与计算路由邻居间发 Hello 建立邻接同步链路状态数据库用SPFDijkstra算法算最短路径无路由环路。快速收敛拓扑变化时触发更新秒级收敛远快于 RIP。支持大型网络分层区域Area要么只有单一区域要么跨区域必须和骨干区域0相连骨干 Area 0非骨干区域连 Area 0有且仅有一个骨干区域无跳数限制RIP 最大 15 跳。选路更合理度量值为带宽开销默认 100Mbps / 接口带宽而非简单跳数。等价路由负载分担支持多条相同开销路径同时转发。安全支持明文 / MD5/HMAC-SHA256 认证防非法邻居与路由篡改。OSPF的基本配置命令注意是反掩码1、配置Router ID [Router]router id router-id 2、启动OSPF进程 [Router]ospf 进程号 3、重启OSPF进程 Routerreset ospf 进程号 process 4、配置OSPF区域 [Router-ospf-100]area 区域号 5、在指定网络上启动OSPF [Router-ospf-1-area-0.0.0.0] network IP地址 反掩码 6、配置OSPF接口优先级注意要进入对应的接口 [Router-Ethernet0/0] ospf dr-priority 优先级 7、配置OSPF接口Cost注意要进入对应的接口 [Router-Ethernet0/0] ospf cost 值Cost 越小路径越优决定走哪条链路接口优先级值越大越优先优先成为BDR和DR[Router-Ethernet0/0] ospf dr-priority 0 代表该接口放弃 DR/BDR 选举且该接口未启用 OSPF无邻居配置OSPF 实战1、单区域OSPF配置先配回环口→router id→创建area区域→添加直连网段注意是反掩码其他路由器同理配置2、多区域OSPF配置OSPF信息显示与调试1、查看ospf某一进程信息 [Router]display ospf [process-id] [verbose] 2、显示OSPF邻居信息 [H3C]display ospf peer 【加上verbose表示详细模式】 3、显示OSPF的链路状态数据库 H3Cdisplay ospf lsdb 4、显示OSPF路由信息 H3Cdisplay ospf routing补充DR/BDR的作用DR的作用1、收集全网段所有 LSA网段内所有 DROther普通路由器只把自己的链路状态通告 LSA 发给 DR。2、向整个网段泛洪同步 LSADR 收到 LSA 后统一转发给网段内所有其他路由器保证全网拓扑数据库一致。3、所有普通路由器只和 DR 建立 Full 完全邻接只向 DR 发送路由信息BDR 的作用DR 的备用设备1、时监听 DR 的 Hello 报文同步学习 DR 收到的全部 LSA2、DR 故障时无缝顶替DR/BDR 的目的减少邻接关系降低 LSA 泛洪开OSPF小结OSPF是链路状态路由协议使用SPF算法计算最短路径选路更合理不会产生路由环路OSPF通过DR/BDR选举减少邻接关系网络链路状态信息同步通过DR/BDR进行管理OSPF通过划分区域管理的方式优化运行OSPF网络收敛快、信息传递可靠、节省网络资源、支持VLSM适用于中小型网络经细致规划后也可用于大型网络