IP路由

RIB與FIB

RIB：Routing Information Base，路由信息庫(kù) ，路由器的控制平面
FIB：Forwarding Information Base，轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù)，路由器的數(shù)據(jù)平面

路由信息庫(kù)主要是記錄直連路由以及協(xié)議宣告的路由信息，轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù)主要是記錄路由轉(zhuǎn)發(fā)信息，記錄可以通過(guò)那條路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的路由信息。

路由表參數(shù)

路由表中有很多參數(shù)，例如nexthop為下一跳,protocol為路由協(xié)議；其中Preference用于不同路由協(xié)議間路由優(yōu)先級(jí)的比較，Cost用于同一種路由協(xié)議內(nèi)部不同路由的優(yōu)先級(jí)的比較。

FIB表信息查看命令：display fib [ slot-id ]
slot-id：顯示指定槽位號(hào)的FIB表信息。整數(shù)形式，取值范圍請(qǐng)根據(jù)設(shè)備實(shí)際配置選取。

Flag：當(dāng)前標(biāo)志，G、H、U、S、D、B的組合。
G（Gateway）：網(wǎng)關(guān)路由，表示下一跳是網(wǎng)關(guān)。
H（Host）：主機(jī)路由，表示該路由為主機(jī)路由。
U（Up）：可用路由，表示該路由狀態(tài)是Up。
S（Static）：靜態(tài)路由。
D（Dynamic）：動(dòng)態(tài)路由。
B（Black Hole）：黑洞路由，表示下一跳是空接口。

TunnelID：表示轉(zhuǎn)發(fā)表項(xiàng)索引。該值不為0時(shí)，表示匹配該項(xiàng)的報(bào)文通過(guò)隧道轉(zhuǎn)發(fā)（如：MPLS隧道轉(zhuǎn)發(fā)）。該值為0時(shí)，表示報(bào)文不通過(guò)隧道轉(zhuǎn)發(fā)。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)流程

路由的三種來(lái)源

??? ?直連路由：直連接口所在網(wǎng)段的路由，由設(shè)備自動(dòng)生成。
??? ?靜態(tài)路由：由網(wǎng)絡(luò)管理員手工配置的路由條目。
??? ?動(dòng)態(tài)路由：路由器通過(guò)動(dòng)態(tài)路由協(xié)議（如OSPF、IS-IS、BGP等）學(xué)習(xí)到的路由。
??? ?BGP（Border Gateway Protocol，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）是一種實(shí)現(xiàn)AS（Autonomous System，自? ? ? ? 治系統(tǒng)）之間的路由可達(dá)，并選擇最佳路由的距離矢量路由協(xié)議。
AS是指在一個(gè)實(shí)體管轄下的擁有相同選路策略的IP網(wǎng)絡(luò)。

路由引入

指的是路由信息從一種路由協(xié)議發(fā)布到另一種路由協(xié)議的操作

作用：

通過(guò)路由引入，可以實(shí)現(xiàn)路由信息在不同協(xié)議之間進(jìn)行傳遞

執(zhí)行路由引入時(shí)，還可以部署路由控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)流量的靈活把控

配置（路由引入）

配置往往是在引入的路由器上進(jìn)行配置，而不是引出的路由器（路由引入是具有方向性的）

路由引入的參數(shù)

路由優(yōu)先級(jí)：路由器在進(jìn)行路由選擇時(shí)，根據(jù)不同的路由協(xié)議和配置參數(shù)，為每個(gè)路由設(shè)置一個(gè)優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)越高的路由，其路徑將被優(yōu)先選擇作為數(shù)據(jù)包的傳輸路徑。

路由回灌：路由回灌是一種優(yōu)化技術(shù)，用于在網(wǎng)絡(luò)中將動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)或靜態(tài)配置的路由信息重新注入到路由協(xié)議中。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，路由器可以通過(guò)回灌操作更新路由表，從而適應(yīng)新的網(wǎng)絡(luò)情況。

路由度量值：路由度量值是用來(lái)衡量路由的選擇優(yōu)劣的指標(biāo)。它可以基于各種因素進(jìn)行計(jì)算，如跳數(shù)、帶寬、延遲、可靠性等。路由器根據(jù)路由度量值來(lái)評(píng)估可選路由的優(yōu)劣，并選擇度量值最低的路由作為最佳路徑。

常見(jiàn)路由的優(yōu)先級(jí)

?

?OSPF

DR與BDR

DR與BDR類似于選舉老大，等老大不在的時(shí)候備用管事兒，其中DR為老大BDR為備用。DR和BDR的選舉是為了選擇一個(gè)具有較高優(yōu)先級(jí)的路由器。

選舉過(guò)程：

1. 首先，每個(gè)OSPF路由器都會(huì)發(fā)送Hello消息來(lái)宣告自己的存在，并與相鄰的路由器建立鄰居關(guān)系。
2. 每個(gè)路由器在Hello消息中包含自己的路由器優(yōu)先級(jí)（Router Priority）值。默認(rèn)情況下，路由器優(yōu)先級(jí)為1。
3. 當(dāng)路由器收到Hello消息后，會(huì)比較對(duì)方發(fā)送的路由器優(yōu)先級(jí)和自己當(dāng)前的DR和BDR的優(yōu)先級(jí)。
4. 如果對(duì)方發(fā)送的路由器優(yōu)先級(jí)大于自己當(dāng)前的DR和BDR的優(yōu)先級(jí)，那么當(dāng)前路由器會(huì)更新自己的DR和BDR，并將對(duì)方設(shè)置為BDR。
5. 如果對(duì)方發(fā)送的路由器優(yōu)先級(jí)等于自己當(dāng)前的DR和BDR的優(yōu)先級(jí)，并且對(duì)方的路由器ID（Router ID）比自己大，則當(dāng)前路由器會(huì)更新自己的DR和BDR，并將對(duì)方設(shè)置為BDR。
6. 如果對(duì)方發(fā)送的路由器優(yōu)先級(jí)等于自己當(dāng)前的DR和BDR的優(yōu)先級(jí)，并且對(duì)方的路由器ID比自己小，則當(dāng)前路由器不會(huì)更新DR和BDR的角色。

不同網(wǎng)絡(luò)類型中DR與BDR的選舉

?

動(dòng)態(tài)路由協(xié)議分類

?

??? ?BGP使用一種基于距離矢量算法修改后的算法，該算法被稱為路徑矢量（Path Vector）算法。因此在某些場(chǎng)合下，BGP也被稱為路徑矢量路由協(xié)議。
??? ?IGP（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）在同一個(gè)自治系統(tǒng)內(nèi)交換路由信息，IGP的主要目的是發(fā)現(xiàn)和計(jì)算自治域內(nèi)的路由信息。
??? ?EGP（外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議）主要用于AS（自治系統(tǒng)）之間的互聯(lián)。

鏈路狀態(tài)路由協(xié)議?

基本原理：

每個(gè)路由器都會(huì)獲取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?，并?jì)算出到達(dá)其他路由器的最佳路徑。它通過(guò)交換鏈路狀態(tài)信息來(lái)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錉顟B(tài)，各個(gè)路由器根據(jù)收到的信息構(gòu)建一個(gè)全局的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，然后使用某種算法計(jì)算最短路徑。

在鏈路狀態(tài)路由協(xié)議中，每個(gè)路由器都會(huì)周期性地廣播它的鏈路狀態(tài)信息，或者通過(guò)多播方式發(fā)送給周圍的鄰居路由器。當(dāng)一條鏈路發(fā)生故障或者網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化時(shí)，路由器會(huì)更新自己的鏈路狀態(tài)信息，并重新計(jì)算最佳路徑。

?

鏈路狀態(tài)路由協(xié)議有四個(gè)步驟：
??? ?第一步是建立相鄰路由器之間的鄰居關(guān)系。
??? ?第二步是鄰居之間交互鏈路狀態(tài)信息和同步LSDB。
??? ?第三步是進(jìn)行優(yōu)選路徑計(jì)算。
??? ?第四步是根據(jù)最短路徑樹(shù)生成路由表項(xiàng)加載到路由表。
?

Router ID

?Router ID一旦選定，之后如果要更改的話就需要重啟OSPF進(jìn)程。

區(qū)域

度量值

ospf三大表

鄰居表

?lsdb表

路由表

報(bào)文格式以及類型

?

1. OSPF Hello（Hello報(bào)文）：

   • 用途：鄰居發(fā)現(xiàn)和建立鄰居關(guān)系。
   • 報(bào)文格式：報(bào)文頭部信息（Version、Router ID、Area ID等）和鄰居列表。

2. OSPF Database Description（DD報(bào)文）：

   • 用途：用于同步鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（LSDB）。
   • 報(bào)文格式：報(bào)文頭部信息（Version、Router ID、Area ID等）、參數(shù)字段（MTU、Options等）和LSA描述符（包括LSA類型、LSA序列號(hào)、LSA長(zhǎng)度等）。

3. OSPF Link State Request（LSR報(bào)文）：

   • 用途：請(qǐng)求指定的LSA（Link State Advertisement）。
   • 報(bào)文格式：報(bào)文頭部信息（Version、Router ID、Area ID等）和請(qǐng)求的LSA列表。

4. OSPF Link State Update（LSU報(bào)文）：

   • 用途：傳輸LSA。
   • 報(bào)文格式：報(bào)文頭部信息（Version、Router ID、Area ID等）和LSA列表。

5. OSPF Link State Acknowledgement（LSAck報(bào)文）：

   • 用途：確認(rèn)收到的LSU報(bào)文。
   • 報(bào)文格式：報(bào)文頭部信息（Version、Router ID、Area ID等）和確認(rèn)的LSA列表。

?

?重要字段解釋
??? ?Version ：對(duì)于當(dāng)前所使用的OSPFv2，該字段的值為2。
??? ?Router ID：表示生成此報(bào)文的路由器的Router ID。
??? ?Area ID：表示此報(bào)文需要被通告到的區(qū)域。
??? ?Type：類型字段。
??? ?Packet length：表示整個(gè)OSPF報(bào)文的長(zhǎng)度，單位是字節(jié)。
??? ?Checksum：校驗(yàn)字段，其校驗(yàn)的范圍是整個(gè)OSPF報(bào)文，包括OSPF報(bào)文頭部。
??? ?Auth Type：為0時(shí)表示不認(rèn)證；為1時(shí)表示簡(jiǎn)單的明文密碼認(rèn)證；為2時(shí)表示加密（MD5）認(rèn)證。
Authentication：認(rèn)證所需的信息。該字段的內(nèi)容隨AuType的值不同而不同。?

ospf工作過(guò)程

1. 鄰居發(fā)現(xiàn)和建立鄰居關(guān)系：

   • 路由器啟動(dòng)時(shí)發(fā)送Hello報(bào)文，用于鄰居發(fā)現(xiàn)。
   • 路由器之間通過(guò)比較Hello報(bào)文中的參數(shù)建立鄰居關(guān)系。

2. 鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（LSDB）同步：

   • 路由器發(fā)出Database Description（DD）報(bào)文，攜帶自己所知道的LSA序列號(hào)列表，以與鄰居交換信息。
   • 路由器收到DD報(bào)文后，比較自己的LSA序列號(hào)列表，并發(fā)送Link State Request（LSR）報(bào)文請(qǐng)求缺失的LSA。
   • 路由器根據(jù)收到的LSR報(bào)文，發(fā)送Link State Update（LSU）報(bào)文攜帶請(qǐng)求的LSA。

3. 最短路徑計(jì)算：

   • 每個(gè)路由器收集到足夠的LSA后，構(gòu)建鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（LSDB）。
   • 使用Dijkstra算法基于鏈路狀態(tài)信息計(jì)算最短路徑樹(shù)（Shortest Path Tree），確定到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的最短路徑。

4. 路由更新和轉(zhuǎn)發(fā)：

   • 路由器使用最短路徑樹(shù)計(jì)算出的路由表更新自己的路由表。
   • 路由器使用已更新的路由表將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到最佳路徑上的下一跳路由器。

5. 監(jiān)聽(tīng)和更新：

   • 路由器周期性地發(fā)送Hello報(bào)文以保持鄰居關(guān)系，并檢測(cè)鄰居失效。
   • 當(dāng)鏈路狀態(tài)信息發(fā)生變化時(shí)，路由器會(huì)向鄰居發(fā)送新的LSA，并更新鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。

配置

調(diào)整設(shè)備接口的網(wǎng)絡(luò)類型

?

LSA類型

常見(jiàn)的OSPF LSA類型：

Type 1 LSA（Router LSA）：由每個(gè)OSPF路由器生成，用于描述路由器的直連連接和鄰居信息。它被分發(fā)到本地區(qū)域的所有其他路由器，幫助構(gòu)建鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)（LSDB）。

Type 2 LSA（Network LSA）：由DR（Designated Router）創(chuàng)建，用于描述多點(diǎn)鏈路的網(wǎng)絡(luò)段。它提供了該網(wǎng)絡(luò)上的所有路由器的信息，并分發(fā)給本地區(qū)域中的其他路由器。

Type 3 LSA（Summary LSA）：由ABR（Area Border Router）在不同區(qū)域之間傳播，用于匯總本地區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)信息，向其他區(qū)域的路由器提供達(dá)到本地區(qū)域內(nèi)部目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑信息。

Type 4 LSA（ASBR Summary LSA）：由ASBR（AS Boundary Router）創(chuàng)建，用于向本地區(qū)域中的其他路由器提供到達(dá)外部AS（Autonomous System）的路徑信息。

Type 5 LSA（External LSA）：由ASBR生成，用于表示外部AS中的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。它被分發(fā)到所有的區(qū)域中，并包含了到達(dá)外部目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路徑信息。

Type 7 LSA（NSSA External LSA）：在NSSA（Not-So-Stubby Area）中使用，類似于Type 5 LSA，但用于表示從NSSA區(qū)域到外部網(wǎng)絡(luò)的路徑信息。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-628841.html

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