不同路由协议重分布Word下载.docx
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第二章学习使用GNS3模拟软件2
2.1GNS3模拟软件使用3
2.2SecureCRT虚拟终端介绍4
第三章三种路由选择协议概述5
3.1RIPv1和RIPv2的对比6
3.1.1RIPv2和RIPv1的对比7
3.1.2RIPv2协议的特点7
3.2EIGRP协议介绍7
3.2.1EIGRP简介7
3.2.2EIGRP四个关键技术7
3.2.3EIGRP的三张表：
7
3.2.4EIGRP中的距离和角色7
3.2.5EIGRP影响邻居关系的因素7
3.3OSPF协议介绍8
3.3.1OSPF简介8
3.3.2OSPF三张表8
3.3.3OSPF区域的划分8
3.3.4RID的选举以及MA网络中的DR/BDR8
3.3.5OSPF影响邻居关系的因素8
3.3.6OSPF邻居关系状态机9
第四章路由重分布典型案例分析9
第五章GNS3搭建综合网络拓扑，实现路由协议重分布13
结束语211
参考文献21
网络在30多年的发展历程中，取得了长足的进步；
而网络作为企事业单位的必要组成部分，会因为企业性质以及规模的不同而采用不同的网络架构以及此平台上的不同网络协议，而不同的路由协议在公司进行重组的时候，默认是不可以进行互相通信的，因此必须要对不同的路由协议进行重新分布
对于不同的路由选择协议进行重分布之前，需要充分理解各种不同路由选择协议的不同点，包括不同路由协议的管理距离的不同，以及对于度量值的不同衡量标准；
而不同的衡量标准在进行重分布的时候是造成困难的因素之一，所以在进行重新分布的时候要注意手工指定度量值，以便能够达到全网互通并且选择最优路径的目的
此课题通过7台思科路由器构建成一个运行了多种路由协议的综合拓扑，默认运行不同协议的区域之间不能够相互通信，通过路由重分布的实现，达到相互通信并且选择最优路径的目的
通过研究这个课题，能充分理解路由重分布的实现过程以及这个实用技术在现实的网络合并中所起到的重要作用，此技术可以大大节约公司合并或者网络整合过程的网络开支；
此课题重在理论和实验互相结合，对于其他知识的学习和深入有积极推动的作用。
第一章理解路由重分布
1.1理解路由重分布
定义：
重分布是指连接到不同路由选择域的边界路由器在不同自主系统之间交换和通告路由选择信息的能力。
<
1>
在整个IP网络中，如果从配置管理和故障管理的角度看，我们通常更愿意运行一种路由选择协议，而不是多种路由选择协议。
然而，现代的网络常常迫使我们接受多协议IP路由选择域这一事实。
当部门、分公司乃至整个公司合并时，必须统一他们原来的自主网络。
2>
在大部分案例中，将要被合并的网络在实现和发展上都不相同，他们满足不同的需求，是不同设计理念的产物。
这种差异性使得向单一路由选择协议的迁移成为一项复杂的任务。
因此，在某些案例中，公司的策略可能会强制使用多种路由选择协议，而在少数场合还会出现因网络管理员不能很好的协同工作而采用多种路由选择协议。
3>
而进行路由重新分配的另外一个因素是由多厂商环境引起的，例如：
一个运行CISCOEIGRP的网络可能会与使用另一个厂商路由器的网络合并，这台路由器仅仅支持RIP和OSPF，此时如果不进行路由重分布，那么CISCO路由器需要使用一种开放的协议重新配置或者使用非CISCO路由器代替CISCO路由器。
4>
在拨号环境中，如果单纯使用动态的路由协议，其周期性的管理流量会导致拨号线路始终保持接通状态。
此时，通过阻止路由更新和HELLO信息通过线路，并且在局端配置静态路由，管理员可以确保线路只有在有用户流量的时候才接通，而向动态路由选择协议重新分配静态路由，可以使拨号线路两边的所有路由器知道链路对方的所有网络。
1.2路由重分布原则
进行路由重分步的前提是路由必须位于路由表中；
IP路由选择协议的能力相差是非常大的，对于重新分配影响最大的协议特性是度量和管理距离的差异性，在重新分布的时候如果忽略了这些差异性，最好的情况是出现某些或者全部路由交换失败，最坏情况是造成路由环路和黑洞的产生。
度量
RIPv2的度量参数是跳数（hop）,EIGRP的度量参数是带宽和时延的复合度量FD，OSPF的度量参数是开销值COST；
因此各种路由协议之间的度量标准不同，在执行重分布的时候必须为重新分配的路由指定度量值。
管理距离（AD）
管理距离是比较不同路由协议选择次序的参考值，如果路由器正在运行多种路由选择协议，并且从每个协议学习到一条到达目标网络的相同路由，而每种路由协议有自己的度量方案定义最优路径，此时，需要用到管理距离（AD）来进行选择，其可被认为是一个可信度测量，AD越小，协议的可信度越高。
1.3路由重分布问题及解决方法
路由重分布最容易形成路由环路，为了避免此问题，往往采取某些工具和策略进行避免，比如：
修改管理距离、路由过滤、路由图。
管理距离是一种路由协议的路由可信度，每一种路由协议按照可靠性从高到低，依次分配一个信任等级，这个信任等级叫做管理距离，对于两种不同的路由协议到一个目的地的路由信息，路由器首先根据管理距离决定相信哪一个协议，CISCO各个协议默认管理距离为EIGRP90、OSPF110、RIPv2120，但是这些管理距离都可以根据策略来调整。
路由过滤和路由图（route-map）是在重分布的过程中为了防止路由环路或者路由黑洞的产生，利用此工具进行路由条目的流量抓取并采取相应的拒绝或者允许操作。
第二章学习使用GNS3模拟软件
2.1GNS3模拟软件使用
GNS3是一款优秀的具有图形化界面可以运行在多操作系统（windows/linux/macos）的网络虚拟软件。
网络相关问题基本都可以通过此软件进行模拟操作，是dynamips的图形化前端呈现，相比直接使用dynamips这样的虚拟软件更容易上手，操作性也更强，
GNS3的具体组件有：
<
dynamips:
可以让用户直接运行cisco系统（IOS）的模拟器，便于在虚拟环境中构建路由器配置以便之后在真实路由器上完成部署。
wincap:
windows平台下的一个免费、公共的网络访问系统，目的在于为应用程序提供访问网络底层的能力。
GNS3的使用方法：
第一步：
双击GNS3软件源程序，进入安装界面，选择GNS3的相关组件，选择默认操作即可
第二步：
安装完毕后，桌面生成GNS3快捷方式，双击打开如图2-1所示：
图2-1
然后按照步骤进行安装，点击第一步，为了方面阅读，语言选择中文，其余按照习惯选择文件放置位置，如图2-2所示：
图2-2
点击测试进行测试操作，如果提示成功启动，则表示安装没有错，否则进行错误排查
测试成功后如图2-3所示：
图2-3
对qemu组建进行安装时，仍然要进行测试操作，提示成功表示没有错误
第三步：
点击步骤二，进行IOS（网络操作系统）的选择，如图2-4所示：
图2-4
选择3725型号，根据需求调节RAM大小，一般为128M或者256M，点击保存即可完成网络拓
扑的搭建，从而对路由器进行模拟仿真。
2.2SecureCRT虚拟终端介绍
SecureCRT是一款支持SSH（SSH1和SSH2）的终端仿真程序，同时支持Telnet和rlogin协议。
SecureCRT是一款用于连接运行包括Windows、UNIX和VMS的远程系统的理想工具。
通过使用内含的VCP命令行程序可以进行加密文件的传输。
流行CRTTelnet客户机的所有特点包括:
自动注册、对不同主机保持不同的特性、打印功能、颜色设置、可变屏幕尺寸、用户定义的键位图和优良的VT100,VT102,VT220和ANSI竞争。
能从命令行中运行或从浏览器中运行.其它特点包括文本手稿、易于使用的工具条、用户的键位图编辑器、可定制的ANSI颜色等.SecureCRT的SSH协议支持DES,3DES和RC4密码和密码与RSA鉴别；
在本课题中主要配合GNS3模拟器使用，用于远程登录GNS3程序开启的路由器，并对其进行命令行的配置操作。
第三章三种路由选择协议概述
3.1RIPv1和RIPv2的对比
3.1.1RIPv2和RIPv1的对比
RIP（routinginformationprotocol）分为两个版本，版本一属于有类别路由协议，在路由更新过程中不携带子网掩码，而且属于广播更新，并且不支持认证和路由汇总，因此很少采用，应用较多的是RIPv2，此版本在路由更新过程中是携带子网掩码的，并且替代了版本一的广播更新而采用组播更新，组播地址地址为224.0.0.9，此改进的好处在于本地网络上相连的和RIP路由器无关的网络设备不再需要花费时间对路由器广播的更新消息进行解析，大大的节省了网络资源。
3.1.2RIPv2协议的特点
RIP协议在传输层是基于UDP的，对应端口号是520；
仅仅支持等价负载均衡；
RIP协议的度量单位只与跳数（hop）有关，最大跳数是16跳，这也是RIP协议防止路由环路发生的方法之一。
其余解决环路方法为：
水平分割（splithorizon）：
从一个接口收到的路由不会再从此接口发送出去
路由毒化（routepoisoning）:
将不可达路由直接标记为16跳，即路由不可达
抑制计时器（holddowntimers）：
所有邻居将此路由冻结，在冻结期内如果收到路由恢复，则继续采纳该路由；
如在冻结期收到更好的路由，将采纳更好的路由；
如在冻结期收到更差的路由，不采纳该路由
触发更新（triggeredupdates）:
避免周期性更新占用带宽，只有当拓扑发生变动时才发送更新，需要手工开启。
3.2EIGRP协议介绍
3.2.1EIGRP简介
EIGRP是cisco私有路由选择协议，底层采用DUAL算法。
EIGRIP是IGP协议，直接封装在IP层，协议号为88号。
EIGRP使用组播更新，组播地址是224.0.0.10。
EIGRP支持等价和不等价负载均衡，也是所有路由选择协议中唯一支持不等价负载均衡的路由选择协议。
EIGRP是无类别路由选择协议，支持VLSM（可变长度子网掩码）以及超网汇总。
3.2.2EIGRP四个关键技术
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通过hello报文建立EIGRP邻居关系。
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使用RTP（可靠传输协议）来进行报文传递，因为EIGRP直接封装在IP层，IP层本身的无连接性决定了它的不可靠，因此使用单独的RTP协议来保证报文传递的可靠性
使用PDMS（protocoldependablemodels）模块来为各种协议提供路由。
使用扩散更新算法，使得EIGRP的收敛速度非常快，号称“收敛之王”，这种快速收敛对于网络来讲是非常重要的。
3.2.3EIGRP的三张表
邻居表:
确保直连邻居之间能够双向通信，将所有直接相连并且运行EIGRP的路由器放入此表。
拓扑表：
存放着前往目标网络的所有路由，将所有从邻居学习到的可能路由放入此表。
路由表：
经过DUAL算法，从拓扑表中选择到达目标网络的所有最佳路径放入路由表。
注释：
必须是满足FC（可行性条件）的条目才可以进入拓扑表里面，而进入路由表的前提是必须在拓扑表里存在该条目。
3.2.4EIGRP中的距离和角色
AD（通告距离）：
邻居向本地通告的到达目标网络的度量值，即邻居自身到达目标网络的metric。
FD（可行性距离）：
本地路由器到达目标网络的度量值，即本地路由器经过邻居（或者直接）到达目标网络的总成本。
Successor（后继）：
到达目标网络的最优下一跳路由器。
FS（可行性后继）：
符合条件的、到达目标网络的非最优路径的下一跳路由器。
FC（可行性条件）：
能够成为FS的条件，即非最优路径的AD小于最优路径的FD，也只有这样，非最优路径才能够加入到拓扑表里面。
3.2.5EIGRP影响邻居关系的因素
双方k-value必须一致（k1=带宽k2=负载k3=时延k4=可靠性k5=MTU）。
AS号码要一致（自制系统号码一致）。
authentication要一致（EIGRP仅仅支持MD5认证）。
3.3OSPF协议介绍
3.3.1OSPF简介
开放最短路径优先（OSPF），是链路状态型路由协议，相比RIP、EIGRP这两个距离矢量型路由协议，OSPF路由器之间发送的是网络的链路状态通告（LSA），而不是具体的路由条目，所以从这个意义上看，OSPF对于路径的选择更精确，而又因为OSPF不同于EIGRP，属于公有协议，并且和EIGRP一样，支持大型网络，并且在不同厂家之间的设备中是可以进行对接操作的，因此应用十分广泛。
3.3.2OSPF三张表
邻居表：
确保直接相连并且运行了OSPF协议的路由器能双向通信。
也叫做LSDB，即链路状态数据库，不同于EIGRP的拓扑表，这张表里面保存的是同一个区域所有路由器的LSA，而不是具体的路由条目。
对LSDB的LSA经过一次SPF算法，选择到达目标地址的。
最优路径放在此表。
3.3.3OSPF区域的划分
因为OSPF属于链路状态型路由选择协议，路由器之间交互的是LSA,OSPF路由器需要对这些LSA进行计算，所以会消耗大量路由器的CPU资源，直接造成路由器的转发性能下降，为了解决这个问题，OSPF采用了分层的思想，将整个大的区域从逻辑上进行区域化管理，这样就可以把LSA限制在一个区域，而不同的区域在通过传输区域进行沟通从而获知整个网络拓扑信息，降低了网络的不稳定性，做到了区域化管理，区域名称如下：
骨干区域（area0）:
此区域也叫传输区域，为不同区域的交流提供传输。
普通区域（areaother）：
除骨干区域外的其他区域都是普通区域，网络设计合理的情况下，普通区域都是和骨干区域之间相连的，这样能保证普通区域间的通信。
3.3.4RID的选举以及MA网络中的DR/BDR
类似于在整个网络环境，唯一标识一台网络设备的是IP地址，而在OSPF网络中，使用routerID来唯一标识一台OSPF路由器，选举原则为：
手工指定RID（同一区域不能重复）。
自动选取loopback中IP最大的作为RID。
自动选取物理接口中IP最大的作为RID（物理接口必须激活）。
RID必须为IPv4地址，以点分十进制的形式表示。
而在MA（多路访问）网络中，由于运行OSPF的路由器之间会发送HELLO数据包彼此建立邻居关系，所以在MA网络中会形成大量邻居关系，并且会发送大量的LSA，影响网络的整体转发性能，所以在MA网络中，选举DR/BDR（指定路由器、备份指定路由器），而没有被选举为这两个角色的全部叫做DRother路由器，而其他路由器仅仅和DR/BDR建立邻居关系，彼此之间是不能形成邻居关系的，即不能进行数据包的交互，这样，在MA网络中就大大的减少了LSA的传递，从而为网络节省了资源；
DR/BDR的选举原则：
比较接口优先级，默认是1，如果是0表示不参与选举。
比较RID，越大越优先；
RID选举原则见上文。
OSPF同RIPv2、EIGRP一样使用组播地址进行信息的交互，DRother发送LSA给DR/BDR使用224.0.0.6；
DR发送LSA给DRother用224.0.0.5；
而在非MA网络，所有路由器都用224.0.0.5。
DR/BDR的特点：
DR和BDR具有非抢占性，即DR/BDR一旦选举完毕，即使有新的优先级比DR高的路由器加入，也不会对DR进行抢占。
DR工作正常时，BDR只接收所有信息，转发LSA和同步LSDB的任务由DR完成，当DR故障时，BDR自动成为DR，完成DR的工作，并选举新的BDR。
DR是一个基于接口的概念，即每一个MA网段都会存在DR/BDR的选举，同一台路由器在不同的网段DR/BDR角色有可能不同。
3.3.5OSPF影响邻居关系的因素
区域ID必须一致，区域ID是以点分十进制或者以十进制数字表示出来的。
hello/dead时间必须一致，即接口发送hello数据包的时间周期。
认证必须一致；
认证不通过无法正常形成邻居关系。
RID一定不可以相同，否则出现网络重名，报错提示。
5>
MTU不匹配无法形成邻居关系（一边是EXSTART，一边是EXCHANGE）。
6>
当OSPF网络类型是MA网络时，线路的两端掩码必须一致，否则无法正确描述网段。
3.3.6OSPF邻居关系状态机
DOWNstate:
线路两端均未收到hello数据包。
INITIALstate:
线路一端收到一个不包含本端信息的hello包。
TWO-WAYstate:
收到邻居的一个包含本端信息的hello包。
EXSTARTstate:
选出DR之后，收到邻居的第一个LSDBD包，RID大的当选为主。
EXCHANGEstate:
收到第二个DBD包，进行DBD同步，同时进行LSA的同步。
LOADINGstate:
DBD同步完成后，在同一个区域内进行LSA的加载同步过程。
7>
FULLstate：
相同区域LSA加载同步完成后，完成收敛。
第四章路由重分布典型案例分析
图4-1
案例要求：
IP地址规划如图4-1所示，R2/R3/R4分别有一个本地环回接口，IP地址分别为2.2.2.2/24、3.3.3.3/24、4.4.4.4/24。
R2运行在EIGRP区域；
R3运行在RIPv2区域；
R4运行在OSPF区域。
实现全网互通。
实现过程：
R1配置：
R1（config）#routereigrp90//开启EIGRP路由选择协议
R1（config-router）#noauto-summary//关闭EIGRP的自动汇总
R1（config-router）#network12.1.1.00.0.0.255//将直连网段通告进协议
R1（config）#routerospf110//开启OSPF路由选择协议
R1（config-router）#router-id1.1.1.1//指定RID为1.1.1.1为唯一标识
R1（config-router）#network13.1.1.00.0.
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