常见的内部网关协议(IGP)小结

路由协议是路由器之间交换路由信息,建立路由表所遵循的信息交换协议,常见的路由协议包括RIP,IGRP(Cisco私有协议),EIGRP(Cisco私有协议),OSPF,IS-IS,BGP,本文对RIP,EIGRP,OSPF,IS-IS四种协议进行了小结,仅作对近日学习的复习回顾与技术交流用,转载标明出处即可。

RIP

  • Routing Information Protocol,路由信息协议
  • 管理距离(AD):120
  • 度量值计算(Metric):计算路由器跳数,16跳视为不可达
  • 路由器只与自己相邻的路由器交换信息
  • RIP协议包封装于UDP报文后,端口520
  • v2组播地址:224.0.0.9
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    RIP配置
    Router(config)# router rip
    Router(config-router)# version 1/2
    Router(config-router)# network network-number

    EIGRP

  • Enhanced Interior Gateway Routing Protocol,增强内部网关路由协议
  • 管理距离(AD):
    • EIGRP汇总路由:5
    • 内部EIGRP:90
    • 外部EIGRP:170
  • CISCO私有的增强型距离矢量路由协议
  • EIGRP协议包封装于IP报文后,协议号88
  • 度量值计算(Metric):
    • $Metric=[K_1 \times BW+\frac{K_2 \times BW}{256-LOAD}+K_3 \times DLY] \times [\frac{K_5}{RELIA+K_4}]$
    • 默认K1=K3=1,K2=K4=K5=0
    • 默认Metric= BW(带宽)+DLY(延迟)
  • 采用弥散更新算法(DUAL)实现快速收敛
  • 使用多播(组播),多播地址:224.0.0.10
  • 能实现不等价的负载均衡
  • 陷入主动状态(SIA):
    • Stuck In Active
    • 当路由器向邻居查询某条路由时,长时间没获得全部邻居的回应(Active计时器180s),则称该路由陷入主动状态,同时未应答的邻居将从邻居表剔除
    • SIA原因:路由器太忙,链路质量差,单项链路
    • 解决办法:将当前节点配置成末梢节点(eigrp stub)
  • 可将特定接口设置成被动状态,静止通过被动接口建立邻接状态
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    eigrp配置
    R4(config)#router eigrp 100 #100为自治系统号(AS)
    R4(config-router)#network 4.0.0.0
    R4(config-router)#network 192.168.14.0
    R4(config-router)#network 192.168.34.0

    OSPF

  • Open Shortest Path First,开放式最短路径优先
  • 基于链路状态的路由协议,使用SPF算法计算路由
  • 管理距离:110
  • 报文封装
    • OSPF协议包封装于IP报文后,协议号89
    • OSPF使用组播地址
      • 所有OSPF路由器——224.0.0.5
      • DR,BSR——224.0.0.6
  • OSPF COST
    • OSPF接口COST=参考带宽(10的8次方)/ 接口带宽
    • 可修改“参考带宽”,来保障OSPF在现如今的网络中正常运转
    • 建议将参考带宽设置为整个网络中的最大带宽
    • auto-cost reference-bandwidth <参考带宽以Mbits为单位>
  • 邻居建立过程
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    graph LR
    A[Down]-->B[Init]
    B-->C[Two-way]
    C-->D[Ex-Start]
    D-->E[Ex-Change]
    E-->G[Loading]
    G-->H[Full]
    • Two-Way时间最长,如果是广播网络类型,路由器会等待40s,完成DR,BDR的选举
  • DR,BDR
    • DR:多路访问中为了减少邻接问题和LSA洪泛,采用DR机制
    • BDR:提供备份,DR挂掉BDR立马顶上
    • 选举规则
      • 接口优先级越大越优先
      • Router ID越大越优先
      • 具有稳定性
      • DR的选举是基于接口的
      • 可以将接口模式改为point-to-point避开DR,BDR选举加速邻居建立过程
  • 可以设置多区域减少LSA网络洪泛,优化网络
    • 骨干区域:编号为0
    • 非骨干区域:编号非0
  • 常用的六类LSA及其特性
    • LSA:Link-State Advertisement,链路状态广播
    • 路由器接收用来维护它们的路由表
    • 1类LSA:O
      • 路由器LSA(Router LSA)
      • 每个路由器针对它所在区域产生LSA1,描述与其直连的路由信息(链路信息,COST)
      • 本区域泛洪,不允许跨越ABR
      • show ip ospf database router
    • 2类LSA:O
      • 网络LSA(Network LSA)
      • DR生成,描述其在该网络上连接的所有路由器以及网段掩码信息
      • 本区域内泛洪,不允许跨越ABR
      • 没有COST字段
      • show ip ospf database network
    • 3类LSA: O IA
      • 网络汇总LSA(Network Summary LSA)
      • ABR产生,将区域内信息收集起来再扩散出去
      • show ip ospf database summary
    • 4类LSA
      • ASBR汇总LSA(ASBR Summary LSA)
      • ABR产生,描述ABR能够到达的ASBR
      • show ip ospf database asbr-summary
    • 5类LSA O E1 E2
      • 自治系统外部LSA(Autonomous System External LSA)
      • ASBR产生,用来通告到达OSPF自治系统外的路由
      • E1开销 = 外部开销 + 内部开销
      • E2开销 = 外部开销
      • show ip ospf database external
    • 7类LSA O N1 N2
      • NSSA外部LSA(NSSA External LSA)
      • NSSA区域内的ABSR产生,用来通告到达OSPF自治系统外的路由
      • 只在本区域泛洪,到达该区域的ABR后会被ABR改写成5类LSA重发布
      • show ip ospf database nssa-external
  • 特殊区域
    • Stub Area
      • 不学外部路由,把ABR作为默认网关
    • Totally Stub Area
      • 不学外部路由,甚至不学区域外路由,把ABR作为默认网关
    • NSSA Area
      • 不学外部路由
      • 允许区域内ASBR通过7类LSA将外部路由引入本区域
      • 不会注入默认网关
    • Totally NSSA Area
      • 不学外部路由,甚至不学区域外路由,把ABR作为默认网关
      • 允许区域内ASBR通过7类LSA将外部路由引入本区域
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        常用OSPF配置:
        骨干区域配置(接口)
        R2(config-if)#int range e0/0,lo0
        R2(config-if)#ip ospf 1 area 0
        非骨干区域配置(接口)
        R5(config-if)#int range e0/0,lo0
        R5(config-if)#ip ospf 1 area 2

ISIS

  • 基于链路状态的内部网关协议,是OSPF前身,利用SPF算法计算路由

  • 最初设计用来适用无连接网络服务(CLNS,Connectionless Network Service)环境中,为了提供对IP路由的支持,进行了扩充,称为集成化ISIS

  • 管理距离:115

  • 度量值计算(Metric):默认度量值

  • OSI协议栈术语

    OSI术语 OSI术语解释 IP中类似概念
    IS 中间系统 路由器
    ES 终端系统 主机
    PDU 数据单元 数据包
    NSAP 是在网络层和传输层之间边界上的概念,它是OSI网络层为传输层提供服务的位置,每个传输层实体部分会分配到一个NSAP地址,NSAP的最后一个字节用来标识在同一个设备上的程序,类似于端口号 NASP可以理解为IP地址+端口
    NET 最后一个字节为0的NSAP地址就是net,它是用来标识一个设备,因此每个router都有唯一的NET -
    SNPA 是提供子网服务的点,它等价于对应的第三层地址的第二层地址 MAC地址
    Sys ID system系统ID OSPF中的router ID
    LSP 链路状态数据单元 OSPF中的LSA
    LSPDB 数据库 OSPF中的LSADB
    DIS 指中间系统 OSPF中的DR
  • ISO编址

    • NSAP,或者NET:用来区分设备
      • 每一个传输层的实体都会分配到一个NSAP地址,它由初始域IDP和域内自定义部分DSP组成
      • image.png
      • NSEL长度固定为1字节,System Id长度固定为6字节,Area长度固定为2字节,剩下的是可变长
      • AFI:授权和格式标识符
      • IDI:可变长的初始域标识符
      • AFI+IDI可用于标识domain
      • Area:2字节,用来把domain细化为area,大致类似IP中的子网
      • System Id:6字节的系统ID,ES或者IS的标识符,System Id必须在整个Area和主干上保持唯一
      • NSEL:1字节,用于标识设备上的进程或者服务
    • SNPA
      • 数据链路层地址,类似于Mac地址
    • 路由器角色
      • L1
        • L1的路由器只能和L1、L1/L2的路由器相连,区域内部的路由器
        • L1 router只有本区域内Level1的链路状态数据库,包含本区域内所有的L1 router 的路由信息
      • L2
        • L1的路由器只能和L2、L1/L2的路由器相连,骨干区域内部的路由器
        • L2 router有Level2链路状态数据库,它包含所有区域间的路由信息
        • 接收本区域或来自其他区域的L2路由器的报文,并按照目的地址将报文转发
      • L1/L2(默认)
        • 它可以和L1、L2都相连,通常是连接区域的路由器
        • 可能有两个级别的链路状态数据库
    • DIS和PSN
      • DIS类似于OSPF中的DR,不过DIS选举是可以抢占的,切不存在备份
      • DIS发送数据包时间间隔是普通路由器的1/3(3.3s)
      • PSN是有DIS创建的虚拟路由器(伪节点)
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        ISIS基本配置
        router isis
        net 49.0001.0000.0000.0001.00
        #为这台设备配置一个net地址,相当于ospf的router-id
        log-adjacency-changes#开启日志通知
        int e0/0#对接口宣告
        ip router isis
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