动态路由RIP(Routing Information Protocol,路由信息协议)和OSPF(Open Shortest Path First,开放式最短路径优先)是两种常见的动态路由协议,它们各自具有不同的特点和使用场景。本篇会对这两种协议的详细介绍。
动态路由协议RIP与OSPF
- (一)RIP协议
- (二)OSPF协议
-
- 1)OSPF协议概述
- 2)OSPF协议工作原理
- 3) OSPF动态路由实验 OSPF动态路由实验)
-
- [1. 配置启用OSPF](#1. 配置启用OSPF)
- [2. 查看路由表](#2. 查看路由表)
- [3. PC1与PC4通信并抓包](#3. PC1与PC4通信并抓包)
(一)RIP协议
RIP(Routing Information Protocol,路由信息协议)是一种动态路由协议,用于在局域网(LAN)中的路由器之间交换路由信息。它是一种基于距离矢量的协议,通过计算每个路由的距离来确定最佳路径。
1)概述
RIP的主要特点:
- 距离矢量协议:RIP使用距离矢量算法来确定最佳路径。每个路由器会向其邻居路由器发送其路由表,从而更新和维护路由信息。
- 距离限制:RIP的距离限制为15,这意味着RIP不会选择距离超过15的路由。这是为了防止路由环路。
- 定时更新:RIP路由器会每30秒发送一次路由表更新,以确保路由信息的及时性。
- 简单易用:RIP相对简单,配置和管理较为容易,适用于小型网络环境。
RIP的工作原理:
RIP是一种距离矢量路由协议,它基于贝尔曼-福特算法来计算最短路径。
RIP路由器定期向邻居广播整张路由表,以供其他路由器学习。默认时间间隔为30秒,且没有确认机制。
- 初始化:每个RIP路由器会初始化其路由表,并将自身的直连网络作为路由。
- 路由表更新:路由器会定时发送路由表更新,包括其直连网络和从其他路由器学习到的路由。
- 路由选择:当接收到路由表更新时,路由器会根据距离矢量算法计算最佳路径,并更新其路由表。
- 路由环路检测:RIP使用距离限制来检测和防止路由环路。
度量值与限制:
RIP使用跳数作为度量值,最大跳数为15跳,16跳即为不可达。
RIP存在收敛慢、易产生路由环路、可扩展性差等问题,目前已逐渐被OSPF取代。
适用场景:
RIP适用于中小网络,其配置相对简单,没有系统内外、系统分区、边界等复杂概念。
RIP的优缺点:
优点:
- 简单易用,配置方便。
- 适用于小型网络环境。
缺点:
- 距离限制较低,不适用于大型网络。
- 更新频率较低,可能导致路由信息不及时。
2)RIP动态路由实验
在静态路由实验的基础上配置动态路由实验。
拓扑图:
-
前期准备
删去静态路由配置删去R1的静态路由:
undo ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.6.2
undo ip route-static 192.168.2.0 30 192.168.6.2
undo ip route-static 192.168.3.0 30 192.168.6.2
undo ip route-static 192.168.4.0 24 192.168.6.2
undo ip route-static 192.168.7.0 30 192.168.6.2
undo ip route-static 192.168.8.0 24 192.168.6.2删去R2的静态路由:
undo ip route-static 192.168.5.0 24 192.168.6.1
undo ip route-static 192.168.3.0 30 192.168.2.2
undo ip route-static 192.168.4.0 24 192.168.2.2
undo ip route-static 192.168.7.0 30 192.168.2.2
undo ip route-static 192.168.8.0 24 192.168.2.2删去R3的静态路由:
undo ip route-static 192.168.6.0 30 192.168.2.1
undo ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.2.1
undo ip route-static 192.168.5.0 24 192.168.2.1
undo ip route-static 192.168.7.0 30 192.168.3.2
undo ip route-static 192.168.4.0 24 192.168.3.2
undo ip route-static 192.168.8.0 24 192.168.3.2删去R4的静态路由:
undo ip route-static 192.168.2.0 30 192.168.3.1
undo ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.3.1
undo ip route-static 192.168.6.0 30 192.168.3.1
undo ip route-static 192.168.5.0 24 192.168.3.1
undo ip route-static 192.168.8.0 24 192.168.7.2删去R5的静态路由
undo ip route-static 192.168.3.0 30 192.168.7.1
undo ip route-static 192.168.4.0 24 192.168.7.1
undo ip route-static 192.168.2.0 30 192.168.7.1
undo ip route-static 192.168.1.0 24 192.168.7.1
undo ip route-static 192.168.6.0 30 192.168.7.1
undo ip route-static 192.168.5.0 24 192.168.7.1 -
RIP动态路由设置
配置RIP动态路由协议
2.1 在每个路由器上配置RIP:
启动RIP路由协议:rip 1
作用:启用RIP路由协议,并指定进程号为1。
解释:RIP(Routing Information Protocol)是一种用于小型和中型网络的动态路由协议,通过启用RIP协议,路由器可以与其他RIP路由器交换路由信息。
设置RIP版本:version 2
作用:将RIP路由协议设置为版本2。
解释:RIP有两个版本,RIP-1和RIP-2。RIP-2相较于RIP-1增加了对子网掩码的支持,更加适用于现代网络环境。
添加网络到RIP路由
network 192.168.5.0
作用:将网络192.168.5.0加入到RIP路由进程中。
解释:这条命令告诉路由器广告(announce)网络192.168.5.0,并在该网络上学习到的路由信息通过RIP协议进行交换。
在R1上:
在R2上:
在R3上:
在R4上:
在R5上:
2.3 查看路由表
路由表字段说明
Destination/Mask:目标网络及其子网掩码。
Proto:路由协议来源(如Direct表示直接连接,RIP表示由RIP协议学到的路由)。
Pre:优先级,数字越小优先级越高。
Cost:路由开销,表示到达目标网络的开销,数字越小路径越优。
Flags:路由标志,D表示已下载到转发信息库(FIB)。
NextHop:下一跳IP地址,通过此地址转发数据包。
Interface:路由器接口,通过该接口到达下一跳或目标网络。
2.4 数据抓包
(二)OSPF协议
1)OSPF协议概述
OSPF是一种链路状态路由协议,它基于SPF(Shortest Path First)算法来计算最短路径。
OSPF路由器之间首先建立邻居关系,然后彼此之间开始交互LSA(链路状态通告)。
每台路由器都会产生自己的LSA,并将接收到的LSA放进自己的LSDB(链路状态数据库)中。
通过LSDB,路由器掌握了全网的拓扑结构,并据此计算出优选路径加载进自己的路由表。
总结
2)OSPF协议工作原理
链路状态协议:
OSPF是一种链路状态协议,与距离矢量协议不同。每个路由器都会了解整个网络的拓扑结构,并根据这些信息计算出到达每个网络的最短路径。
SPF算法:
OSPF使用Dijkstra的最短路径优先(SPF)算法来计算最短路径树,以确定到达目标网络的最佳路径。
区域划分:
OSPF支持多区域设计,将网络划分为多个区域(Area)。这种设计有助于减少路由器的处理负担,提升网络的可扩展性。
骨干区域(Area 0):所有其他区域必须连接到骨干区域,形成一个分层的网络结构。
链路状态广告(LSA):
OSPF路由器通过链路状态广告(LSA)来交换路由信息。LSA包含关于网络拓扑的信息,并在整个区域内传播。
路由表更新:
OSPF路由器会根据接收到的LSA信息,更新其链路状态数据库(LSDB),并重新计算SPF树。
邻居关系:
OSPF路由器在同一链路上建立邻居关系,通过交换Hello包来维持邻居关系的活跃状态。
收敛速度快:
OSPF的收敛速度较快,因为每个路由器都维护完整的网络拓扑图,当网络发生变化时,能够迅速计算出新的最佳路径。
3) OSPF动态路由实验
一、实验目的
掌握OSPF动态路由的配置方法:
学习如何在路由器上配置动态路由,以实现不同网络之间的通信。
理解OSPF动态路由的工作原理:
了解OSPF动态路由在网络中的应用及其优缺点。
实践静态路由配置:
在不同的网络拓扑中配置OSPF动态路由,实现设备间的互通。
二、实验要求
设备准备
路由器(R1、R2、R3、R4、R5)
交换机(SW1、SW2、SW3、SW4)
计算机(PC1、PC2、PC3、PC4)
网络连线和其他必要的硬件工具
网络拓扑
设计一个网络拓扑,包括以下子网:
子网1(192.168.1.0/24):连接PC1和R1
子网2(192.168.2.0/30):连接R1和R2
子网3(192.168.3.0/30):连接PC2和R2
子网4(192.168.4.0/24):连接R2和R3
子网5(192.168.5.0/24):连接PC3和R3
子网6(192.168.6.0/30):连接R3和R4
子网7(192.168.7.0/30):连接PC4和R4
确保每个路由器连接到不同的子网,并且不同子网之间的通信需要通过路由器实现。
网络拓扑:
设计一个包括多个路由器和交换机的网络拓扑,每个路由器
IP地址规划:
为每个子网和接口分配IP地址,确保没有地址冲突。
配置静态路由:
配置每个路由器上的静态路由,以确保所有PC能够互相通信。
验证连接性:四台PC之间可以互相通信
三、实验过程
1. 配置启用OSPF
在每台路由器上启用OSPF,并配置相应的网络和区域。
在Ley-R1上:
配置完R1的OSPF动态路由协议,我们可以抓包看看,
在Ley-R1上:抓包端口GE0/0/0 ,可以看到R
1在发送Hello报文
在Ley-R2上:
配置完R2后,再次抓包看看,可以看到
在Ley-R2上:抓包端口GE0/0/0 ,R1发送的报文有LS Update、Hello、LS Acknowledge
在Ley-R3上:
在Ley-R3上:抓包端口GE0/0/1
在Ley-R4上:
在Ley-R4上:抓包端口GE0/0/1
在Ley-R5上:
在Ley-R5上:抓包端口GE0/0/0
2. 查看路由表
在Ley-R1上:
在Ley-R2上:
在Ley-R3上:
在Ley-R4上:
在Ley-R5上:
3. PC1与PC4通信并抓包
在Ley-R1上:抓包端口GE0/0/0
在Ley-R2上:抓包端口GE0/0/0
在Ley-R3上:抓包端口GE0/0/1
在Ley-R4上:抓包端口GE0/0/1
在Ley-R5上:抓包端口GE0/0/1