Internet动态路由选择

Internet动态路由选择—RIP与OSPF

刚做完网络层动态路由选择的实验，写下此篇记录实验过程，巩固学习成果。

参考书目：《计算机网络》北京理工大学出版社-刘阳老师编

路由选择可分为两种策略：

- 静态路由选择策略

- 动态路由选择策略

静态路由即管理员手动配置路由信息，在网络拓扑结构发生变化时，需要网络管理员或者用户手动修改路由信息。此种路由策略简单、开销小，对于机器负担小，适用于小型、结构较为固定的网络。

动态路由也叫做自适应路由选择，该种策略的路由信息由路由器内部某些算法根据网络状况计算得到，当网络拓扑结构发生改变时，算法会自动更新路由信息，而无需人为调整。由于需要频繁运行算法并监测网络状况，该种策略对机器开销较大。

本文将会简单介绍动态路由选择策略中的两种内部网关协议：RIP（路由信息协议，Routing Infor Protocol）、OSPF（开放最短通路优先协议，Open Shortest Path First）。

一、路由信息协议 RIP

（一）RIP工作内容

RIP通过距离向量算法来动态选择路由，其评价路由好坏的标准为距离的大小：路由器将与它直接连接的设备的距离定义为 1，非直连网络的距离则是路径上路由器的数量加 1，距离值越小，则认为路由越优。

RIP协议规定一条路径中最大距离不超过 15，当距离为 16 时，说明该网络不可达。

RIP仅与相邻路由器交换路由信息，交换内容为本路由器路由表中的所有内容。RIP规定相邻路由器之间每隔 30 秒就应当进行一次数据分享，当收到来自邻居的路由表时，路由器将会采用距离向量算法更新自己的路由表

（二）距离向量算法

1. 算法描述

在接收到邻居路由器R传来的路由表信息后，针对其中的每一条路由，算法按如下步骤处理：

将路由下一条地址改为路由器 R
将跳数（距离）加 1
若路由表中不存在该路由，则直接添加到路由表中
若存在该路由，且下一条地址相同，则用该路由替换旧路由信息
若该路由跳数小于已存在的，则替换旧路由

当 3 分钟内没有收到相邻路由器的路由表信息时，将该路由器标记为不可达（16 跳）

2. 缺陷

采用距离向量算法会产生“慢收敛”现象，当某个网络出现故障时（如下图所示），与其相邻的路由器 R1 将把该网络标记为不可达（距离设为16），假若 R2 路由更新提前于 R1，R2中传来的通往故障网络的路由将会取代 R1 中原本被标记为不可达的路由（算法第3步第3条），在经过很长时间，路由跳数才慢慢抵达 16 跳。

3. 改进办法

①传递路由时，不将该路由从接受此信息的端口送出。②当得知路由不可达的 60 s内，不再接收关于该网络可达的信息。同时立刻向邻居广播此信息。

（三）在ENSP中调试RIP

在ENSP中新建如下拓扑

为路由器各个端口配置IP地址

【R1】
system
sysname R1
interface g0/0/0
ip address 12.0.0.1 30
quit
interface LoopBack 0
ip address 1.1.1.1 32
quit【R2】
system
sysname R2
interface g0/0/0
ip address 12.0.0.2 30
quit
interface g0/0/1
ip address 23.0.0.2 30
quit
interface LoopBack 0
ip address 2.2.2.2 32
quit【R3】
system
sysname R3
interface LoopBack 0
ip address 3.3.3.3 32
quit
interface g0/0/0
ip address 23.0.0.1 30
quit

IP地址配置完成后，进行连通性测试：

ping 12.0.0.2
ping 23.0.0.1

可以发现，直连网络可以成功ping通，而非直连网络无法ping通

接下来为三个路由器配置RIP协议

【R1】
interface g0/0/0
rip version 2
quit
rip
version 2
network 1.0.0.0 // 配置直连地址
network 12.0.0.0
undo summary // 取消路由聚合
quit【R2】
inter g0/0/0
rip version 2
quit
inter g0/0/1
rip version 2
quit
rip
version 2
net 2.0.0.0
net 12.0.0.0
net 23.0.0.0
undo summary
quit【R3】
inter g0/0/0
rip version 2
quit
rip
version 2
net 3.0.0.0
net 23.0.0.0
undo summary
quit

配置完成后，测试网络连通性

Ping 23.0.0.1

通过连通性测试发现，在没有手动配置路由表的情况下，两个网络之间可以相互通讯，说明路由器通过运行RIP协议，相邻路由器之间共享路由表的方式获得了包含了所有网络的路由表。

查看R1路由表

display ip routing-table

从中也可以发现由RIP产生的路由信息。

二、开放最短通路优先 OSPF

（一）OSPF工作内容

OSPF的路由选择算法是基于Dijkstra提出的最短路径算法，该算法通过多个度量值评价路由的好坏：距离、延时、带宽等。仅在链路状态发生改变时，OSPF协议向本自治系统中所有路由发送信息（泛洪法），发送的是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态（注意与RIP不同，OSPF不会直接发送自己的所有信息，而是只发送一个概览）。除此之外，OSPF也会定期交换信息（周期较长）。

OSPF协议根据路由器之间信息，会总结出一个包含了网络拓扑图的链路状态数据库。

（二）OSPF区域

为适应大规模网络路由，将自治系统进一步划分为更小的区域，每个区域有一个32位的标识符（点分十进制表示）。区域分为两级：一个主干区域和多个其他区域，主干区域标识符固定为0.0.0.0，每个区域至少有一个路由器连接到主干区域。

（三）在NESP中调试OSPF

在ensp中建立如下拓扑：

为各个接口分配并配置IP地址，并划分为三个区域：黄色—area1、蓝色（主干区域）—area0、青色—area2

AR1:
ospf 1 r 1.1.1.1
area 1
network 10.1.12.0 0.0.0.255 // 注意这里子网掩码要使用反码AR2:
un in en
ospf 1 r 2.2.2.2
area 1
network 10.1.12.0 0.0.0.255
area 0
network 10.1.23.0 0.0.0.255AR3:
un in en
ospf 1 r 3.3.3.3
area 0
network 10.1.23.0 0.0.0.255
area 2
network 10.1.34.0 0.0.0.255AR4:
un in en
ospf 1 r 4.4.4.4
a 2
n 10.1.34.0 0.0.0.255

测试网络连通性

（忘记截图了，略过）

使用OSPF相关命令，可以帮助我们查看OSPF是怎样工作的

display ospf peer                            //查看OSPF邻居的信息
display ospf interface                       //查看OSPF接口的信息
display ip routing-table protocol ospf       //查看路由器上的OSPF路由表
display ospf lsdb                            //查看链路状态数据库

用上面的命令查看一下路由器R2

ospf接口信息：

邻居信息：