【正文】 本文僅介紹Hello協(xié)議，其他兩個協(xié)議可參考RFc2328中的具休描述。點(diǎn)對點(diǎn)型網(wǎng)絡(luò)不需要DR，因為只存在兩個節(jié)點(diǎn)，彼此間完全相鄰。DR負(fù)責(zé)收集所有的鏈路狀態(tài)信息，并發(fā)布給其他路由器。指派路由器（DR）和備份指派路由器(BDR)在多路訪問網(wǎng)絡(luò)上可能存在多個路由器，為了避免路由器之間建立完全相鄰關(guān)系而引起的大量開銷，OSPF要求在區(qū)域中選舉一個DR。二是存根網(wǎng)絡(luò)（Stub Network）僅僅與一個路由單元相連接。正因為點(diǎn)對多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)被看作是多個點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的集合，在這種網(wǎng)絡(luò)上的路由節(jié)點(diǎn)不需要確立DR/BDR,而OSPF協(xié)議單元是以多播的形式發(fā)送的。NBMA網(wǎng)絡(luò)上的路由節(jié)點(diǎn)也需要確立DR/BDR，所有OSPF協(xié)議數(shù)據(jù)單元都是以單播(unicast）形式發(fā)送的。NBMA網(wǎng)絡(luò)，、幀中繼和ATM網(wǎng)絡(luò)，擁有同時連接多個路由單元的能力，但是不具有廣播特性．NBMA網(wǎng)絡(luò)上連接的某一個路由單元發(fā)送的數(shù)據(jù)包不可能被所有該網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)所接收。在廣播網(wǎng)絡(luò)上，（也就是AllsPFRouter,）作為目的地址，數(shù)據(jù)鏈路層MAC地址為01005E000005。所說的廣播網(wǎng)絡(luò)是可以多路訪問的，那是指它擁有同時連接多個設(shè)備的能力：而廣播意味著在這個連接了多個設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)上所有設(shè)備都可以接收單一的傳輸數(shù)據(jù)單元。在這樣的網(wǎng)絡(luò)上，稱為AllSPFRouter。每個路由器的鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫都可以保持合理的大小，路由計算的時間、報文數(shù)量都不會過大。區(qū)域OSPF協(xié)議引入“分層路由”的概念，將網(wǎng)絡(luò)分割成一個“主干”連接的一組相互獨(dú)立的部分，這些相互獨(dú)立的部分被稱為“區(qū)域”,“主干”的部分稱為“主干區(qū)域”。路由器掌握了該區(qū)域上所有跳由器的鏈路狀態(tài)信息，也就等于了解了整個網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錉顩r。在這里，路由域是指一個自治系統(tǒng)（AS,Autonomous)，它是指一組通過統(tǒng)一的路由政策或路由協(xié)議互相交換路由信息的網(wǎng)絡(luò)．在這個AS中，所有的OSPF路由器都維護(hù)一個相同的描述這個AS結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫中存放的是路由域中相應(yīng)鏈路的狀態(tài)信息，OSPF路由器正是通過這個數(shù)據(jù)庫計算出其OSPF路由表的。RIP路由協(xié)議的缺陷:RIP雖然簡單易行，并且久經(jīng)考驗，但是也存在著一些很重要的缺陷，主要有以下幾點(diǎn)：過于簡單，以跳數(shù)為依據(jù)計算度量值，經(jīng)常得出非最優(yōu)路由；度量值以16為限，不適合大的網(wǎng)絡(luò)；安全性差，接受來自任何設(shè)備的路由更新；不支持無類IP地址和VLSM（Variable　Length　Subnet　Mask，變長子網(wǎng)掩碼）；收斂緩慢，時間經(jīng)常大于5分鐘；消耗帶寬很大。關(guān)于RIP的兩個版本有如下比較： version 1：有類，廣播，無掩碼。對于這種網(wǎng)絡(luò)，RIP就不能依賴廣播傳遞路由表了。RIP路由協(xié)議選擇16作為不可達(dá)的度量值是很巧妙的，它既足夠的大，保證了多數(shù)網(wǎng)絡(luò)能夠正常運(yùn)行，又足夠小，使得計數(shù)到無窮大所花費(fèi)的時間最短。一旦路由循環(huán)真的出現(xiàn)，路由項的度量值就會出現(xiàn)計數(shù)到無窮大（_countto　Infinity）的情況。這個有效的信息往往是不正確的，抑制計時避免了這個問題，而且，當(dāng)一條鏈路頻繁起停時，抑制計時減少了路由的浮動，增加了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。一條路由信息無效之后，一段時間內(nèi)這條路由都處于抑制狀態(tài)，即在一定時間內(nèi)不再接收關(guān)于同一目的地址的路由更新。這樣，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓瘯羁斓卦诰W(wǎng)絡(luò)上傳播開，減少了路由循環(huán)產(chǎn)生的可能性。同樣，當(dāng)一個路由器剛啟動RIP路由協(xié)議時，它廣播請求報文。觸發(fā)更新（trigger　update）。當(dāng)一條路徑信息變?yōu)闊o效之后，路由器并不立即將它從路由表中刪除，而是用16，即不可達(dá)的度量值將它廣播出去。這是保證不產(chǎn)生路由循環(huán)的最基本措施。水平分割（split　horizon）。如果網(wǎng)絡(luò)上有路由循環(huán)，信息就會循環(huán)傳遞，永遠(yuǎn)不能到達(dá)目的地。上面的30秒，180秒和240秒的延時都是由計時器控制的，它們分別是更新計時器（_updateTimer）、無效計時器（Invalid　Timer）和刷新計時器（Flush　Timer）。正常情況下，每30秒路由器就可以收到一次路由信息確認(rèn)，如果經(jīng)過180秒，即6個更新周期，一個路由項都沒有得到確認(rèn)，路由器就認(rèn)為它已失效了。缺省情況下，路由器每隔30秒向與它相連的網(wǎng)絡(luò)廣播自己的路由表，接到廣播的路由器將收到的信息添加至自身的路由表中。RIP支持的最大跳數(shù)是15，跳數(shù)為16的網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為不可達(dá)。RIP的度量是基于跳數(shù)（hops　count）的，每經(jīng)過一臺路由器，路徑的跳數(shù)加一。主動路由器向其它路由器通告路由，而被動路由器接收通告并在此基礎(chǔ)上更新路由，自己并不通告路由。協(xié)議適用的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模：協(xié)議可以應(yīng)用在何種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)中。協(xié)議占用系統(tǒng)開銷：協(xié)議自身占用的資源開銷，例如，內(nèi)存、CPU、網(wǎng)絡(luò)帶寬等。衡量路由協(xié)議優(yōu)劣的主要指標(biāo)： 協(xié)議計算的正確性：協(xié)議使用的算法能夠計算出最優(yōu)的路由，且正確無環(huán)。OSPF基于IP，協(xié)議號89。RIP/BGP是基于DV，OSPF/ISIS則使用SPF算法。動態(tài)路由協(xié)議按照管理范圍可以分為IGP（同一自治系統(tǒng)）和EGP（不同自治系統(tǒng)）,IGP：RIP、OSPF、EIGRP、ISIS，EGP：BGP。路由計算：每臺路由器運(yùn)行某種算法，計算出最終的路由來。路由協(xié)議工作的四個主要步驟：鄰居發(fā)現(xiàn)：路由器通過發(fā)送廣播報文或發(fā)送給指定的路由器鄰居以主動把自己介紹給網(wǎng)段內(nèi)的其它路由器。可路由協(xié)議：定義數(shù)據(jù)包內(nèi)各個字段的格式和用途的網(wǎng)絡(luò)層封裝協(xié)議，該網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議允許將數(shù)據(jù)包從一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，工作在網(wǎng)絡(luò)層。A 的配置： A configure terminal A(config)interface range gigabitEthernet 0/1 3 A(configifrange)portgroup 1 A(configifrange)end A write B的配置：B configure terminal B(config)interface range gigabitEthernet 0/1 3 B(configifrange)portgroup 1 B(configifrange)end B write 五、驗證命令：Bshow aggregatePort summary 第五章 動態(tài)路由協(xié)議 第一節(jié) 動態(tài)路由協(xié)議相關(guān)基本概念路由協(xié)議：一般即指我們所說的動態(tài)路由協(xié)議。 端口聚合后，成員接口不能單獨(dú)再進(jìn)行配置，只能在AggregatePort 配置（interface aggregateport x/x）。二、組網(wǎng)拓?fù)洌喝?、配置要點(diǎn)： 端口匯聚的成員屬性必須一致，包括接口速率、雙工等 二層端口只能加入二層AP，三層端口只能加入三層 AP；包含成員口的 AP口不允許改變二層/ 三層屬性。AP中一條成員鏈路收到的廣播或者多播報文，將不會被轉(zhuǎn)發(fā)到其它成員鏈路上。 AP 功能支持流量平衡，可以把流量均勻地分配給各成員鏈路。功能簡介 我們可以把多個物理鏈接捆綁在一起形成一個邏輯鏈接，這個邏輯鏈接我們稱之Aggregate Port （以下簡稱AP）。第五節(jié) 端口聚合原理及配置端口聚合又叫鏈路聚合。VRRP的track功能可以跟蹤監(jiān)視某個接口，并且根據(jù)所監(jiān)視接口的狀態(tài)動態(tài)地調(diào)整本地路由器的優(yōu)先級，被跟蹤的接口失效，優(yōu)先級缺省減少10，VRRP的搶占模式默認(rèn)情況下開啟，用于保證高優(yōu)先級的路由器成為活動路由器。進(jìn)入master狀態(tài)的路由器會定期發(fā)送VRRP通告報文，響應(yīng)對虛擬IP地址的ARP請求，并且用虛擬MAC地址應(yīng)答，接收目的MAC地址為虛擬MAC地址的IP報文，在master中只有接收到比自己的優(yōu)先級大的VRRP報文時，才會轉(zhuǎn)為Backup。Master路由器按照Advertisement_Interval定義的時間間隔來發(fā)送VRRP通告報文，默認(rèn)為1s，Backup路由器認(rèn)為master路由器down機(jī)的時間間隔就為Master_Down_Timer，默認(rèn)情況下等于VRRP通告報文發(fā)送時間間隔的3倍。虛擬路由器號的取值范圍為1255，組號不同則無法協(xié)商。虛擬路由器的IP地址手動指定，虛擬MAC地址用格式為00005e0001xx（xx對應(yīng)VRID）,虛擬路由器使用虛擬MAC地址回應(yīng)對虛擬IP地址的ARP請求。如果Master_Down_Timer（3倍Advertisement_Interval）沒有收到VRRP報文，則backup自動成為master，轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)往虛擬網(wǎng)關(guān)的用戶數(shù)據(jù)。Master對外宣稱自己是主網(wǎng)關(guān)，轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)往虛擬網(wǎng)關(guān)的用戶數(shù)據(jù)。VRRP的工作原理如下：配置了VRRP的交換機(jī)之間互相傳遞VRRP報文，收到VRRP報文的交換機(jī)會比較報文中的接口優(yōu)先級和接口IP，選舉主網(wǎng)關(guān)（master）。第四節(jié) 虛擬冗余網(wǎng)關(guān)協(xié)議原理虛擬冗余網(wǎng)關(guān)協(xié)議是一種網(wǎng)關(guān)冗余協(xié)議，通過交互報文，把多臺物理存在的路由器虛擬為一臺邏輯的路由器，主機(jī)把這臺虛擬路由器設(shè)置為網(wǎng)關(guān)或者下一跳。在接入層直接連接PC的端口上配置了spanningtree bpdugard enable的端口在收到BPDU報文時則進(jìn)入errordisable狀態(tài)，只有消除環(huán)路或者協(xié)議攻擊后，通過配置才能恢復(fù)端口的轉(zhuǎn)發(fā)。MSTP還有增強(qiáng)特性,在接入層直接連接PC的端口上配置了spanningtree portfast的端口可以直接從blocking/discarding狀態(tài)進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)，可以避免生成樹協(xié)議中轉(zhuǎn)發(fā)延遲對用戶的影響。MSTP BPDU里面包含MST配置名稱、MST revision number（修訂版本號）、instance和vlan映射，如果在一個端口上收到的BPDU里面的這些MST配置信息與本地一致，那么這兩個交換機(jī)處于同一個域內(nèi)，運(yùn)行相同IST。有著相同instance配置的幾臺交換機(jī)組成一個域，域內(nèi)的交換機(jī)通過IST（內(nèi)部生成樹）保證連通性，整個域?qū)ζ渌虺尸F(xiàn)為一個邏輯的“STP交換機(jī)”，域間運(yùn)行CST（公共生成樹），保證整個網(wǎng)絡(luò)的連通性。不同的實例通過實例號進(jìn)行區(qū)分，缺省所有VLAN和實例0映射，實例0映射強(qiáng)制存在。一個交換機(jī)最多可支持65個實例（編號064），一個MSTP的實例相當(dāng)于一個RSTP生成樹。而MSTP多生成樹協(xié)議則很好的解決了上述問題。第三節(jié) MSTP原理快速生成樹協(xié)議RSTP雖然解決了快速收斂的問題，但仍有其不足：以交換機(jī)為單位，收斂后只能形成“一棵樹”。這樣網(wǎng)絡(luò)收斂的速度就和BPDU的傳輸速度相當(dāng)。引入了P/A機(jī)制主動協(xié)商端口角色及狀態(tài)。端口狀態(tài)減少，原來的blocking和listening合并為discarding，這樣就只有forwarding、learning、discarding三種端口狀態(tài)。Alternate端口：替代端口，該端口發(fā)送的BPDU比從對端交換機(jī)接收的BPDU更差，收斂后處于discarding，根端口的備份，根端口失效，該端口立刻變?yōu)楦丝?。不過相對于STP，RSTP引入新的機(jī)制，加快網(wǎng)絡(luò)收斂速度，盡可能快的恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)的連通性。本節(jié)所學(xué)的RSTP則很好的解決上述問題。第二節(jié) RSTP原理對于IEEE ，有如下缺陷：收斂速度慢，端口從阻塞狀態(tài)進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài)必須經(jīng)歷兩倍的Forward delay 時間，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓笮枰辽賰杀兜膄orward delay時間（3052s），才能回復(fù)連通性。感知拓?fù)渥兓袃煞N情況：根交換機(jī)直接感知拓?fù)渥兓?，這種情況下根交換機(jī)直接感知到鏈路down掉的端口，直接發(fā)送TC置位的BPDU，下游交換機(jī)把MAC表老化時間從300s變?yōu)?5s，并在15s后清空MAC表，最后收到最優(yōu)配置BPDU的端口角色變?yōu)楦丝?，端口狀態(tài)blockinglisteninglearning，經(jīng)過30s時間轉(zhuǎn)為forwarding狀態(tài)。根交換機(jī)收到TCN后把配置BPDU的TC位置位，通知其它交換機(jī)把MAC地址表老化時間有5分鐘變?yōu)?5s。MAC地址表的錯誤可能會導(dǎo)致最長300s無法通過新的路徑正確轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。如果超過最大MAXage時間仍沒有收到BPDU，則說明拓?fù)浒l(fā)生變化，重新收斂。在拓?fù)浞€(wěn)定后只有根網(wǎng)橋才會每隔Hello timer發(fā)送配置BPDU。交換機(jī)處于listening和learning狀態(tài)的時間有forwarding delay 這個計時器控制。STP端口依賴五種狀態(tài)的遷移防止網(wǎng)絡(luò)收斂過程中可能存在的臨時環(huán)路：只有根端口和指定端口才會處于forwarding狀態(tài)，非根非指定端口最終會處于Blocking狀態(tài)。下面詳細(xì)了解一下生成樹工作流程： 初始時所有交換機(jī)都認(rèn)為自己是根網(wǎng)橋，都會發(fā)送配置BPDU,根路徑字段用各自的橋ID填充，根路徑開銷為零。更新配置BPDU，更新RootID、RootPathCost、發(fā)送網(wǎng)橋ID、發(fā)送端口ID等參數(shù)。如果發(fā)現(xiàn)比自己“更優(yōu)”的BPDU，就進(jìn)行報文更新；如果發(fā)現(xiàn)對方傳來的BPDU更差，則丟棄報文。如果根網(wǎng)橋ID、根路徑開銷、發(fā)送網(wǎng)橋ID都相同，則比較發(fā)送端口ID，越小越好。如果根網(wǎng)橋ID相同，則比較根路徑開銷，越小越好。MAXage：交換機(jī)緩存的配置BPDU的老化時間，缺省20S。感知的拓?fù)渥兓慕粨Q機(jī)發(fā)送TCN的時間間隔。其它交換機(jī)收到BPDU后，把報文中的的根路徑開銷加上接收端口的路徑開銷，得到該端口的“根路徑開銷”，根路徑開銷反應(yīng)了某端口到根交換機(jī)的的“遠(yuǎn)近”。路徑開銷描述了連接網(wǎng)絡(luò)的端口的“優(yōu)劣”，端口類型和帶寬決定了該端口路徑的開銷。下面分別來解釋四個字段：網(wǎng)橋ID是交換機(jī)在STP網(wǎng)絡(luò)中的標(biāo)識，由網(wǎng)橋優(yōu)先級（2字節(jié)）和MAC地址（6字節(jié)）兩部分組成。生成樹協(xié)議包括配置BPDU和拓?fù)渥兏麭PDU兩種協(xié)議報文。堵塞非根非指定端口。每個非根交換機(jī)選舉一個根端口（Root Port）。生成樹所遵循的標(biāo)準(zhǔn)有三個分別是IEEE 、IEEE 、IEEE 。第四