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RIP、OSPF知识总结

1、RIP和OSPF的基本概念:
   RIP:

      距离矢量路由协议,通过UDP端口520进行工作,工作在应用层

      使用跳数作为度量值衡量到达目的网络的距离,发送更新请求时跳数加一,超过15跳为网络不可达,因此主要应用于规模较小的网络中,配置简单,易于维护

      有v1和v2两个版本。v1是有类路由协议不支持VLSM和CIDR,以广播形式发送报文,不支持认证。v2是无类别路由协议,以广播或组播(224.0.0.9)发送报文,支持明文认证和MD5密文认证

      rip的自动汇总虽然是默认开启的,但是在水平分割开启的接口上,自动汇总功能默认不生效,目的是为了防止环路,但是可以手动激活自动汇总或者手动汇总。

   OSPF:

      开放式最短路径优先协议,基于链路状态,封装在IP报文中,协议号为89,是传输层协议

      优点:无环路,收敛快,拓展性好

      支持明文认证和密文认证

      度量值为cost,适合于大型网络环境的动态路由协议

      有区域的划分,分为常规区域和特殊区域,常规区域又分为骨干区域(area 0)和普通区域,区域内部使用SPF最短生成树算法保证了区域内部无环路,利用区域间的连接规则保证了区域间无环路

      支持触发更新,能够快速检测并通告自治系统内的拓扑变化(体现为收敛快)

 rip不适合大型网络的原因:     

      (1)逐跳收敛:收敛时每到一个路由器都要进行计算再扩散,收敛速度慢
      (2)分布式计算:只知道前后两个路由器的信息,无法知道全网拓扑
      (3)以跳数做为度量:作为度量的因素太少,会出现次优路径
      (4)RIP以30S为周期发送response更新报文:更新报文可以携带25条路由条目,一旦设备过多,更新报文就会太多太大,占用开销和设备资源太多。
PS:RIP最大跳数限制并不存在:因为我们可以将几百台网络设备分为1-15台为一组设为RIP(1-4096)进程,不同进程之间使用引入的方式,引入后就等于是直连,而且引入后跳数会清0。

2、RIP和OSPF的工作原理
   RIP:

      运行RIP之后,路由器会发送request报文,用来请求邻居路由器的RIP路由。运行RIP的邻居路由器收到该request报文后,会根据自己的路由表,生成response报文进行回复。路由器在收到response报文后,会将相应的路由添加到自己的路由表中,RIP网络稳定后,每个路由器都会周期性的向邻居路由器通告自己的整张路由表中的路由信息,默认周期为30s。邻居路由器根据收到的路由信息刷新自己的路由表。

   OSPF:

      OSPF要求每台运行OSPF的路由器都了解整个网络的链路状态信息,这样才能计算出到达目的地的最优路径。OSPF的收敛过程由链路状态信息LSA泛洪开始,LSA中包含了路由器已知的接口IP地址、掩码、开销和网络类型等信息。收到LSA的路由器可以根据LSA提供的信息建立自己的链路状态数据库LSDB,并在LSDB的基础上使用SPF进行计算,建立起到达每个网络的最短路径树。最后,通过最短路径树到达目的网络的最优路由,并将其加入到IP路由表中。

3、RIP和OSPF的报文
   RIP:

      request报文:路由更新请求

      response报文:路由响应

   OSPF:

      HELLO:用于发现和维护邻居关系,并在广播和NBMA类型的网络中选举DR和BDR

      DD:数据库描述报文,包含LSA的头部信息,用来描述自己的LSDB

      LSR:链路状态请求报文,用来请求缺少的LSA,只包含所需要的LSA的摘要信息

      LSU:链路状态更新报文,用来向对端路由器发送所需要的LSA

      LSACK:链路状态回复报文,用来对接收到的LSU报文进行确认

4、RIP的其他特性
   防环机制:

      1、条目最大可用跳数为15跳

      2、水平分割:路由器从某个接口学习到的路由不会再从该接口发出去

      3、毒性逆转:从某个接口学习到路由之后,发回给邻居路由器时会将该路由的跳数设置为16(当同时开启水平分割和毒性逆转时只有毒性逆转生效)

      4、计时器:30s周期性更新整张路由表,180s检测路由更新时效超过设置为不可达,120s后把路由器删除

      5、触发更新:当路由信息发生变化时立即向邻居设备发送触发更新报文

   抑制接口:配置抑制接口之后该接口只收RIP路由信息而不发送

5、OSPF的邻接建立过程
   Down:这是邻居的初始状态,表示没有在邻居失效时间间隔内收到来自邻居路由器的hello数据包

   Attempt:瞬间状态,此状态只在NBMA网络上存在,表示没有收到邻居的任何信息,但是已经周期性的向邻居发送报文,发送间隔为helloInterval。如果死亡时间内没有收到邻居的hello报文,则转为down状态

   Init:此状态下路由器已经从邻居收到了hello报文, 但是自己不在所收到的hello报文的邻居列表中,尚未与邻居建立双向通信关系

   2-way:在此状态下建立邻居关系,并且看情况(MA的时候)进行DR/BDR的选取

   ExStart:此状态下开始向邻居发送DD报文并且选举主从路由器,初始DD序列号也在此状态下决定。此时发送的DD报文不包含链路状态描述

   Exchange:此状态下路由器相互发送包含LSA的DD报文,描述本地LSDB的内容

   Loading:相互发送LSR请求LSA,发送LSU通告LSA

   Full:建立邻接关系,此时路由器的LSDB已经同步

6、OSPF的其他特性
   1、ospf广播环境中有三种状态:Drother、DR、BDR,DR和BDR和其他路由器建立的是邻接关系,Drother和DR、BDR建立的是邻居关系,DR\BDR的作用是减少邻接关系的数量,从而减少链路状态信息以及路由信息的交换次数,节省带宽,降低对路由器处理能力的压力

   2、ospf有两个组播地址:224.0.0.5和224.0.0.6,当三个路由器角色都确定之后,DR和BDR会监听224.0.0.6这个地址

   3、routeID:可以手动配置,没有配置的情况下系统会自动生成(最大的回环口地址、最大的接口地址)

   4、DR\BDR的选举规则:先看接口优先级(越大越优先,0表示放弃),再看routeID的大小(越大越优先)

   5、OSPF三张表:邻居表(互相传递LSA)、LSDB(包含全网LSDB信息)、路由表

   6、OSPF的网络类型:非人为定义,而是由设备根据链路类型感知识别出来的,作用是让路由器在该接口上更高效的转发数据。有五种类型,其中前三种是可以根据链路类型自动识别,后两种需要管理员手动修改:1、广播   2、非广播   3、点到点  4、点到多点   5、点到多点非广播
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