【正文】 路由協(xié)議時，因?yàn)椴荒芸缰骶W(wǎng)絡(luò)交流掩碼，所以必須連續(xù)尋址且要求同一個主網(wǎng)絡(luò)只能用一個網(wǎng)絡(luò)掩碼。 如果把網(wǎng)絡(luò)分成多個不同大小的子網(wǎng)，可以使用可變長子網(wǎng)掩碼，每個子網(wǎng)可以使用不同長度的子網(wǎng)掩碼。在一個大的網(wǎng)絡(luò)中，VLSM是關(guān)鍵的技術(shù)。 A圖 管理距離 EIGRP 管理距離＝ 100RIP 管理距離＝ 120我需要將分組發(fā)送到網(wǎng)絡(luò) E，通過路由器 B和 C都可以到達(dá)那里哪條路有更佳呢？ B C D 為有效地使用無類別域間路由和路由匯總來控制路由表的大小，網(wǎng)絡(luò)管理員使用先進(jìn)的 IP尋址技術(shù)，比如 可變長子網(wǎng)掩碼（ VLSM）。例如，如果路由表已經(jīng)很大，那么每次拓?fù)渥兓夹枰嗟?CPU資源來處理和確認(rèn)；除此之外，在一個很大的路由表中， CPU分類并查找目的地址需要更長的延遲時間。 內(nèi)部 ERGRP 90 IGRP 100 OSPF 110 ISIS 115 RIP 120 外部 ERGRP 170 未知 255 有類路由和無類路由 隨著網(wǎng)絡(luò)的增長，子網(wǎng)的數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)地址的需求量也成比例地增長。 表 51 默認(rèn)的管理距離值 路由源 默認(rèn)管理距離 直連路由 0 靜態(tài)路由 1 EIGRIP總結(jié)路由 5 如圖 ，路由器 A從路由器 C那里獲悉了一條到網(wǎng)絡(luò) E的 RIP路由，同時又從路由器 B那里獲悉了一條到網(wǎng)絡(luò) E的 IGRP路由。如果多個路由選擇源提供了相同的路由選擇信息，將根據(jù)管理距離來確定每個路由選擇源的可信度?？焖偈諗渴蔷W(wǎng)絡(luò)希望具有的特征，因?yàn)樗梢员M量避免路由器利用過時的信息作出錯誤的或無效的路由判斷。這個精確的、一致的觀點(diǎn)就稱為收斂（ convergence）。只要因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)升級、重新配置或故障而改變，網(wǎng)絡(luò)信息庫就必須隨之改變。 開銷（ cost）：一個任意的值，通常基于帶寬、花費(fèi)的錢數(shù)或其它一些由網(wǎng)絡(luò)管理員指定的度量方法。 跳數(shù)（ hop count）：數(shù)據(jù)包到達(dá)目的端所必須通過的路由器個數(shù)。 負(fù)載（ load）：在網(wǎng)絡(luò)資源（如路由器或鏈路）上的活動數(shù)量。 路由器中最常用的度量值包括： 帶寬（ bandwidth）：鏈路的數(shù)據(jù)承載能力。 所謂度量值（度量值 value），就是路由器根據(jù)自己的路由算法計(jì)算出來的一條路徑的優(yōu)先級。鏈路狀態(tài)路由協(xié)議和混合型的路由協(xié)議使用 Hello包維持鄰居關(guān)系。 A圖 路由器鄰居關(guān)系 HelloHello形成鄰居關(guān)系我知道 知道 B ? 路由器之間想要建立和維持鄰居關(guān)系，互相之間也需要周期性地保持聯(lián)絡(luò)，這就是路由器之間為什么會周期性地發(fā)送一些 hello包的原因。在使用比較復(fù)雜的動態(tài)路由協(xié)議（如 OSPF或 EIGRP）的網(wǎng)絡(luò)里，一臺路由器 A，必須先同自己的鄰居（ Neighbor）路由器B建立起鄰居關(guān)系（ peers adjacency）。 3. 鄰居關(guān)系 鄰居關(guān)系對于運(yùn)行動態(tài)路由協(xié)議的路由器來說，是至關(guān)重要的。這一類的路由協(xié)議不支持可變長度的子網(wǎng)掩碼，不能從鄰居那里學(xué)到子網(wǎng)，所有關(guān)于子網(wǎng)的路由在被學(xué)到時都會自動變成子網(wǎng)的主類網(wǎng)（按照標(biāo)準(zhǔn)的 IP地址分類）。 （ 2）按是否能夠?qū)W習(xí)到子網(wǎng)分類 按是否能夠?qū)W習(xí)到子網(wǎng)分類可以把路由協(xié)議分為有類（ Classful）的路由協(xié)議和無類（ Classless）的路由協(xié)議兩種。 混合型（ hybrid）路由協(xié)議 混合型路由協(xié)議結(jié)合了距離矢量路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的特點(diǎn)。 鏈路狀態(tài)（ linkstate）路由協(xié)議 鏈路狀態(tài)（也稱最短路徑優(yōu)先）路由協(xié)議重建整個互聯(lián)網(wǎng)的精確拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（或者至少是路由器所在部分的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）。 圖 互聯(lián)網(wǎng)模型 圖 自治系統(tǒng) AS 200 AS 100 2. 路由協(xié)議的分類 （ 1）按學(xué)習(xí)路由和維護(hù)路由表的方法分類，路由選擇協(xié)議可分為以下 3種 距離矢量（ distancevector）路由協(xié)議 距離矢量路由協(xié)議確定網(wǎng)絡(luò)中任一條鏈路的方向（矢量）和距離。此時路由器并沒有反映出網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)情況，路由器也不能正確地路由數(shù)據(jù)。如圖 ，在某一邊緣上的路由器所連接的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了 圖 互聯(lián)網(wǎng)模型 故障，變得不可用時，這個變化的路由信息需要很長時間才能傳播到對岸，當(dāng)最遠(yuǎn)端的路由器知道該信息時也許故障早已排除，網(wǎng)絡(luò)又恢復(fù)了正常。如果沒有這些動態(tài)路由協(xié)議，因特網(wǎng)是無法實(shí)現(xiàn)的 。 如何定位更新這些信息的接收者。 更新信息里包含哪些內(nèi)容。一個路由選擇協(xié)議定義了一系列規(guī)則，當(dāng)路由器和鄰居路由器通信時就使用這些規(guī)則。 以路由更新的形式將信息及時地發(fā)布給其它路由器。 動態(tài)路由協(xié)議工作原理 1. 為什么需要動態(tài)路由 A圖 路由配置實(shí)例 BCD 如圖 是動態(tài)配置適應(yīng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化的結(jié)果是不同的?？蛻粢髢尚^(qū)的校園網(wǎng)通過路由器相連，現(xiàn)要在路由器上做動態(tài)路由協(xié)議 RIP配置，實(shí)現(xiàn)兩校區(qū)校園網(wǎng)內(nèi)部主機(jī)的相互通信。本項(xiàng)目就是根據(jù)實(shí)際需要正確配置動態(tài)路由協(xié)議 RIP、 IGRP和 OSPF相關(guān)參數(shù)，具體來將包括以下幾方面知識： （ 1）動態(tài)路由的工作原理； （ 2）可變長子網(wǎng)掩碼和子網(wǎng)劃分； （ 3）無類別域間路由（ CIDR）和進(jìn)行路由匯總； （ 4）什么是距離矢量路由協(xié)議； （ 5）什么是鏈路狀態(tài)路由協(xié)議； （ 6）什么是內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議； （ 7）什么是外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議； （ 8）路由信息協(xié)議（ RIP）特性及其配置方法； （ 10） IGRP路由協(xié)議特性及其配置方法； （ 11） OSPF路由協(xié)議特性及其配置方法； 為了學(xué)習(xí)上述知識，下面通過三個來自工程實(shí)際的動態(tài)路由配置的工作任務(wù)來學(xué)習(xí)以上知識。項(xiàng)目三、路由器動態(tài)路由配置 教學(xué)目標(biāo)： 使用動態(tài)路由協(xié)議能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果的變化、維護(hù)工作量小。沒有動態(tài)路由協(xié)議就沒有互聯(lián)網(wǎng)的今天，可見動態(tài)路由協(xié)議在路由器配置和使用中的重要性。 任務(wù) 5：動態(tài)路由協(xié)議 RIP的配置 工作任務(wù) 你受聘于一家網(wǎng)絡(luò)公司做網(wǎng)絡(luò)工程師，恰好公司有一個客戶提出網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，該客戶新近兼并了一個學(xué)校，兩個學(xué)校都建有自己的校園網(wǎng)。 相關(guān)知識 作為網(wǎng)絡(luò)工程師，需要了解本工作任務(wù)所涉及的以下幾方面知識： 能夠理解動態(tài)路由的工作原理； 能夠使用可變長子網(wǎng)掩碼和進(jìn)行子網(wǎng)劃分； 能夠使用無類別域間路由（ CIDR）和進(jìn)行路由匯總； 能夠使用 RIP路由協(xié)議連接兩個網(wǎng)絡(luò)。 A 圖 路由配置實(shí)例 B C D 2. 動態(tài)路由選擇工作原理 動態(tài)路由的成功依賴于路由器的兩個基本功能： 維護(hù)路由表。 動態(tài)路由依靠一個路由選擇協(xié)議和其他路由器共享信息。舉例來說，一個路由選擇協(xié)議描繪了： 如何發(fā)送更新信息。 什么時侯發(fā)送這些信息。 RIP、 IGRP、 EIGRP和 OSPF都能夠進(jìn)行動態(tài)路由的操作。 動態(tài)路由協(xié)議基礎(chǔ) 1. 自治域系統(tǒng) 互聯(lián)網(wǎng)中有數(shù)以千萬計(jì)的路由器在為數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)忙碌著，路由器之間的路由信息的傳播將花費(fèi)很長時間。在這個過程中，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)不可用時，遠(yuǎn)端的路由器認(rèn)為其依然可用，而當(dāng)網(wǎng)絡(luò)可用時，遠(yuǎn)端的路由器認(rèn)為其不可用。 ? 為了解決管理上的問題，網(wǎng)絡(luò)又被分割成一 ? 個個便于管理的區(qū)域，如圖 。屬于距離矢量路由協(xié)議有 RIP v RIP v IGRP等路由協(xié)議。屬于鏈路狀態(tài)路由協(xié)議有OSPF、 ISIS等路由協(xié)議。屬于混合型路由協(xié)議有EIGRP路由協(xié)議，它是 Cisco公司自己開發(fā)的路由協(xié)議。 有類的路由協(xié)議 有類的路由協(xié)議包括 RIP v IGRP等。 無類的路由協(xié)議 這一類的路由協(xié)議支持可變長度的子網(wǎng)掩碼，能夠從鄰居那里學(xué)到子網(wǎng)，所有關(guān)于子網(wǎng)的路由在被學(xué)到時都不用被變成子網(wǎng)的主類網(wǎng)，而以子網(wǎng)的形式直接進(jìn)入路由表。如圖 。這樣，它的鄰居路由器 B才會把自己知道的路由或拓?fù)滏溌返男畔⒏嬖V路由器 A。這些包是路由器之間在互相聯(lián)絡(luò)，以維持鄰居關(guān)系。 A 圖 路由器鄰居關(guān)系 網(wǎng)段 網(wǎng)段 網(wǎng)段 Hello Hello 形成鄰居關(guān)系 我知道 段 我知道 段 B 4. 網(wǎng)絡(luò)路徑的度量 在網(wǎng)絡(luò)里面，為了保證網(wǎng)絡(luò)的暢通，通常會連接很多的冗余鏈路。當(dāng)有多條路徑到達(dá)同一個目的地時，度量值最小的路徑是最佳的路徑，應(yīng)該進(jìn)入路由表。 延遲（ delay）：把數(shù)據(jù)包從源端送到目的端所需的時間。 可靠性（ reliability）：通常指的是每條網(wǎng)絡(luò)鏈路上的差錯率。 滴答數(shù)（ ticks）：用 IBM PC的時鐘標(biāo)記（大約 55毫秒或 1/8秒）計(jì)數(shù)的數(shù)據(jù)鏈路延遲。 5. 收斂時間 路由選擇算法對動態(tài)路由選擇來說是基礎(chǔ)。信息需要以精確的、一致的觀點(diǎn)反映新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 當(dāng)一個互聯(lián)網(wǎng)中的所有路由器都運(yùn)行著相同的信息時，就稱為該網(wǎng)絡(luò)已收斂。 路由協(xié)議管理距離 可以同時使用多種路由選擇協(xié)議以及靜態(tài)路由。管理距離讓 Cisco IOS軟件能夠區(qū)別對待不同的路由選擇信息源； IOS選擇管理距離最小的路由選擇信息源提供的路由。由于IGRP的管理距離更小，因此路由器 A選擇 IGRP路由 。沒有 IP尋址技術(shù)中的無類別域間路由（ CIDR）、路由匯總等技術(shù)，路由表的大小會激增，并引起諸多問題。使用無類別域間路由和路由匯總可以在一定程度上解決這些問題。 A 圖 管理距離 E IGRP 管理距離＝ 100 RIP 管理距離＝ 120 我需要將分組發(fā)送到網(wǎng)絡(luò) E， 通過路 由器 B和 C都可以到達(dá)那里哪條路有更佳呢 ？ B C D 1. 可變長子網(wǎng)掩碼（ VLSM） 在網(wǎng)絡(luò)中，可變長子網(wǎng)掩碼（ VLSM）用來支持多層次的子網(wǎng) IP地址，但只有使用了支持可變長子網(wǎng)掩碼（ VLSM）的路由協(xié)議，如 OSPF、 EIGRP、 RIPv2時，才能應(yīng)用這種策略。在一個可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)中，VLSM用來有效地規(guī)劃 IP地址。例如，如果按部門劃分網(wǎng)絡(luò)，一些網(wǎng)絡(luò)的掩碼可以為 （多數(shù)部門），其他的可為（較大的部門）。對于大小不同的子網(wǎng)，只能按最大子網(wǎng)的要求設(shè)置子網(wǎng)掩碼，造成了浪費(fèi)。使用可變長子網(wǎng)掩碼 VLSM（ Variable Length Sub Masking）允許對同一主網(wǎng)絡(luò)使用不同的網(wǎng)絡(luò)掩碼，或者說 VLSM可以改變同一主網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼的長度。使用可變長子網(wǎng)掩碼可以讓位于不同端口的同一網(wǎng)絡(luò)編號采用不同的子網(wǎng)掩碼，能節(jié)省大量的地址空間，允許非連續(xù)尋址則使網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃更靈活。前綴長度是子網(wǎng)掩碼中“ 1”的個數(shù)。一系列連續(xù)的 1決定了IP地址中有多少位用來表示網(wǎng)絡(luò)號，一系列連續(xù)的 0則代表了主機(jī)號的位數(shù)。 ? 在默認(rèn)掩碼增加位數(shù)后，就創(chuàng)建了一系列的子網(wǎng)，每個子網(wǎng)可以用二進(jìn)制形式表示。 ? Cisco IOS ，必須進(jìn)行配置來允許子網(wǎng) 0。全 1的子網(wǎng)在所有版本中都是允許的。主機(jī)地址由這些剩余位表示，而且在同一個網(wǎng)絡(luò)中，不同主機(jī)的主機(jī)號不同。主機(jī)部分中，全 0代表子網(wǎng)號，全 1是該子網(wǎng)的廣播地址。 ? （ 2） VLSM的優(yōu)點(diǎn) ? VLSM允許路由表中存在一個已知子網(wǎng)的多個子網(wǎng)掩碼，VLSM有以下優(yōu)點(diǎn)： ? ① IP地址的使用更加有效 ? 不使用 VLSM，企業(yè)必須申請一個 A、 B或 C類的子網(wǎng)。 ? ② 應(yīng)用路由匯總時，有更好的性能 ? VLSM在地址規(guī)劃時允許許多層次，因此可以提供更好的路由匯總。 （ 3） VLSM實(shí)例 某個企業(yè)好不容易申請了一個 C類地址 ，現(xiàn)準(zhǔn)備構(gòu)建如圖，每個子網(wǎng)不超過 25臺主機(jī)，其中網(wǎng)絡(luò) 1?5是企業(yè)總部的局域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò) 6?9是起互聯(lián)作用的廣域網(wǎng)。根據(jù)公式 2n2?9,得 n=4。這樣共劃分了 16個子網(wǎng)，每個子網(wǎng)卻只能有 14臺主機(jī)，不能滿足企業(yè)的需求。圖 6?9只是起互聯(lián)作用 ,這幾個網(wǎng)絡(luò)不可能有主機(jī)接入 ,串行線路兩端的路由器的每個接口各有 1個 IP就可以了 ,但卻分配了一個子網(wǎng)的 IP地址 ,嚴(yán)重浪費(fèi)了 IP地址。 為了減少 IP地址的浪費(fèi)，可以采用上述的可變長度子網(wǎng)掩碼（ VLSM）。 （ 1）先劃分大的子網(wǎng) 先把 C類網(wǎng)絡(luò)劃分成每個子網(wǎng)可以容納 25臺主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)，也就是劃分成 6個子網(wǎng)，子網(wǎng) 1?5分配給網(wǎng)絡(luò) 1?5，子網(wǎng)6用來進(jìn)一步劃分子網(wǎng)。 第 1個子網(wǎng)為 00000，即 ／ 第 2個子網(wǎng)為 00000，即 ／ 第 3個子網(wǎng)為 00000，即 ／ （ 2）第 6個子網(wǎng)子網(wǎng)化 把第 6個子網(wǎng)進(jìn)一步子網(wǎng)化，方法和以前介紹的從主機(jī)位借位一樣。 XXX YY 這里 x表示新的子網(wǎng)位， Y表示主機(jī)位，則個子網(wǎng)為： 000 00，即 ／ 001 00，即 ／ 010 00，即 ／ 011 00，即 ／ 100 00，即 ／ 101 00，即 ／ 110 00，即 ／ 111 00，即 ／ 第 1個子網(wǎng) ?194，其余子網(wǎng)請自己類推。 這樣網(wǎng)絡(luò) 1?5采用 27位的掩碼，網(wǎng)絡(luò) 6?9采用的是 30位的掩碼。 CIDR不受 16或 24位的前綴長度限制，