路由基础

当路由器（或其他三层设备）收到一个IP数据包时，会查看数据包的IP头部中的目的IP地址，并在路由表中进行查找，在匹配到最优的路由后，将数据包扔给该路由所指出接口或者下一跳。

路由器工作原理

1.建立并维护路由表RIB。

直连路由：路由器本地接口所在网段。

静态路由：手工配置的路由条目。

动态路由：路由器之间通过动态路由协议学习到的路由。

2.根据路由表进行数据转发。

路由表

路由优先级

DIRECT 0    OSPF 10    IS-IS 15    STATIC 60   RIP 100

OSPF AS E 150    OSPF NSSA 150    IBGP 255    EBGP 255

路由协议

协议分类

按距离矢量和链路状态分类

距离矢量(Bellman-Ford算法)：RIP、BGP

链路状态(Dijkstra算法)：OSPF、ISIS

按内部网关和外部网关协议

内部网关（IGB）:RIP、OSPF、ISIS

外部网关（EGB）:BGP

RIP路由协议

RIP(Routing Information Protocol，路由信息协议）
内部网关协议IGP，距离矢量路由协议。
华为设备上路由优先级为100。
计算跳数：最大15跳，16跳不可达，一般用于小型网络。
几个时钟：30s周期性更新路由表、180s无更新表示不存在、300s删除路由表。
支持等价负载均衡和链路冗余，使用UDP520端口

版本对比

RIP特点

周期性地更新（广播）整张路由表。

距离Distance —多远。
矢量Vector —哪个方向

RIP以跳数作为度量值，虽然简单，但事实上不科学

防环机制

①最大跳数：当一个路由条目发送出去会自加1跳，跳数最大为16跳，意味着不可达。
②水平分割：一条路由信息不会发送给信息的来源。
③反向毒化的水平分割：把从邻居学习到的路由信息设为16跳，再发送给那个邻居。
④抑制定时器和触发更新也可以防止环路

OSPF路由协议

OSPF（OpenShortest Path First，开放式最短路径优先协议）是目前应用最广泛的路由协议。
OSPF是一种内部网关协议IGP，也是链路状态路由协议，支持VLSM，通过连通性、距离、带宽等状态计算最佳路径，采用Dijkstra算法（也叫SPF最短路径算法）。
华为设备OSPF协议优先级Internal10，External 150（import-route）。
支持VLSM，支持在ABR/ASBR手工路由汇总，不支持自动汇总

OSPF特点

（1）采用触发式更新、分层路由，支持大型网络。允许网络被划分成区域来管理，链路状态数据库仅需和区域内其他路由器保持一致。 减小对路由器内存和CPU的消耗。同时区域间传送的路由信息减小，降低网络带宽占用。
（2）骨干区域采用Area 0.0.0.0或者Area 0来表示，区域1不是骨干区域。
（3）OSPF通过hello报文发现邻居，维护邻居关系。在点对点和广播网络中每10秒发送一次hello，在NBMA网络中每30秒发送一次hello，Deadtime为hello时间的4倍。
（4）OSPF路由器间通过LSA (Link State Advertisement,链路状态公告)交换网络拓扑信息，每台运行OSPF协议的路由器通过收到的拓扑信息构建拓扑数据库，再以此为基础计算路由。路由器之间交互的是链路状态信息，而不是直接交互路由。
（5）OSPF系统内几个特殊组播地址：

• 224.0.0.1：在本地子网的所有主机
• 224.0.0.2：在本地子网的所有路由器
• 224.0.0.5：运行OSPF协议的路由器
• 224.0.0.6：OSPF指定/备用指定路由器DR/BDR

（6）每个网段选取一个DR和BDR，作为代表与其他路由器Dother建立邻居关系。
（7）router-id在OSPF区域内唯一标识一台路由器的IP地址，不能设置为相同。
（8）OSPF的router-id选举规则如下：

1）优选手工配置的router-id。
• ①OSPF进程手工配置的router-id具有最高优先级。
• ②在全局模式下配置的公用router-id的优先级具有第二优先级。
• 2）在没有手工配置的前提下，优选loopback接口地址中最大的地址作为router-id。
• 3）在没有配置loopback接口地址的前提下，优选普通接口的IP地址中选择最大的地址作为router-id (不考虑接口
的Up/Down状态)。

DR/BDR优先级

DR选举规则：最高OSPF接口优先级最高拥有者被选为DR，如果优先级相等（默认为1），具有最高OSPF
RouterID的路由器被选举为DR，并且DR具有非抢占性。【优先级0不参与选举】
• 备用指定路由器（BDR）：监控DR状态，并在当前DR发生故障后接替其角色

OSPF花销

OSPF使用Cost“开销”作为路由度量值。
OSPF接口cost=100M/接口带宽，其中100M为OSPF参考带宽（reference-bandwidth），可修改。
每一个激活OSPF的接口都有一个cost值。
一条OSPF路由的cost由该路由从起源一路到达本地的所有入接口cost值的总和。

OSPF区域

所有非骨干区域必须与骨干区域直连。
如果有区域没有与Area0相联，可以通过虚链路临时解决，只能横穿一个非骨干区域。

路由器角色

BGP路由协议

BGP（Border Gateway Protocol,边界网关协议）外部网关协议，用于不同自治系统(AS)之间，寻找最佳路由。

BGP特点

（1）BGP通过TCP 179端口建立连接，支持VLSM和CIDR。
（2）支持增量更新，支持认证，支持无类、支持聚合（优先级：手动聚合＞自动聚合＞network＞import）。
（3）是一种路径矢量协议，可以检测路由环路，支持大型网络。
（4）目前最新版本是BGP4，而BGP4+支持IPv6

BGP报文

打开（Open）建立邻居关系
更新（Update）发送新的路由信息
保持活动状态（Keepalive）对Open的应答/周期性确认邻居关系60s keepalive，180s没收到认为邻居失效
通告（Notification）报告检测到的错误发布外交通告

BGP选路

①丢弃下一跳不可达的路由。
②优选Preference_Value最高的路由（私有属性，仅本地有效）。
③优选Local_Preference最高的路由。
④优选手动聚合＞自动聚合＞network＞import＞从对等体学到的。
⑤优选AS_Path最短的路由。
⑥起源类型IGP＞EGP＞Incomplete。
⑦对于来自同一AS的路由，优选MED最小的。
⑧优选从EBGP学来的路由（EBGP＞IBGP）。
⑨优选AS内部IGP的Metric最小的路由。
⑩优选Cluster_List最短的路由。
⑪优选Orginator_ID最小的路由。
⑫优选Router_ID最小的路由器发布的路由。
⑬优选IP地址最小的邻居学来的路由

ISIS路由协议

IS-IS（Intermediate system to intermediate system，中间系统到中间系统）是内部网关协议，是电信运营商普遍采用的内部网关协议之一，也是一个分级的链路状态路由协议。
与OSPF相似，它也使用Hello协议寻找毗邻节点。
与大多数路由协议不同，IS-IS 直接运行于链路层之上。
IS-IS具有层次性，分为两层Level-1和Level-2。

• Level-1（L1）是普通区域( Area)，Level-2（L2）是骨干区(Backbone)。
• 骨干区Backbone是连续的Level-2路由器的集合，由所有的L2(含L1/L2）路由器组成，L1和L2运行相同的SPF算法，一个路由器可能同时参与L1和L2。

不要将OSPF骨干和IS-IS骨干区域混淆，OSPF骨干区域是area 0，而IS-IS骨干区域是包含L2和L1/L2的区域。一个OSPF路由器可以属于多个区域，而一个IS-IS路由器只能属于一个区域。