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什么是网络设备常用的网络设备有哪些(华为认证

发布时间:2022-09-19 11:03:08浏览次数:
路由的概述
  • 路由基本概念

o IP地址唯一标识了网络中的一个节点,每个IP地址都拥有自己的网段,各个网段可能分布在网络的不同区域。

o 为实现IP寻址,分布在不同区域的网段之间要能够相互通信。也就是为设备的通信指路。

o 路由是指导报文的路径信息,通过路由可以确认IP报文的路径。

o 路由设备是依据路由报文到目的网段的网络设备,最常见的路由设备:路由器。

o 路由设备维护着一张路由表,保存着路由信息。

o 路由中包含以下信息:

目的网络/掩码

出接口

下一跳

10.1.1.0/24

GE0/0/0

1.1.1.2

· 目的网络:标识目的网段

· 掩码:与目的网络共同标识一个网段

· 出接口:数据包被路由后离开本路由器的接口

· 下一跳:路由器到达目的网段的数据包所使用的下一跳地址

· 以上信息标识了目的网段、明确了IP报文的路径

o 路由表:

· 路由器通过各种方式发现路由

· 路由器选择最优的路由条目放入路由表中

· 路由表指导设备对IP报文的

· 路由器通过对路由表的管理实现对路径信息的管理

  • 路由条目生成

o 路由器首先会通过某些方式发现路由,然后生成路由表,常见一下三种路由获取方式:

· 直连路由:

§ 直连路由指向本地直连网络的路由,由设备自动生成。

§ 当路由器为路由的最后一跳路由器时,IP报文匹配直连路由,路由器IP报文到目的主机。

§ 使用直连路由进行路由时,报文的目的IP和路由器接口IP在一个网段之中。

§ 直连路由出现在路由表中的前提是该接口的物理状态、协议状态都为UP。也就是说当接口出现故障时或者人为禁止其运行的时候,就不会产生路由条目

· 静态路由:

§ 静态路由由网络管理员手动配置,配置方便,对系统要求低,适用于拓扑结构简单并且稳定的小型网络。

§ 缺点是不能自动适应网络拓扑的变化,需要人工干预。

§ RTA上目的地址属于20.1.1.0/24的报文,在只有直连路由的情况下没有路由匹配。此时可以通过手动配置静态路由,使RTA发送前往20.1.1.0/24网段的报文交给下一跳10.0.0.2。

§ 缺省路由:是一种特殊的路由,当报文没有在路由表中找到匹配的具体路由表项时才使用的路由。缺省路由在路由表中的形式为0.0.0.0/0,也叫作默认路由

· 动态路由:

§ 动态路由协议能够自动发现和生成路由,并在拓扑变化时及时更新路由,可以有效减少管理人员工作量,更适用于大规模网络。

§ 特点:自动发现、学习路由,感知拓扑结构

§ 动态路由分类:

· 按工作区域分:

· IGP内部网关协议:RIP,OSPF,IS-IS

· EGP外部网关协议:BGP

· 按工作算法分:

· 距离矢量路由协议:RIP

· 链路状态路由协议:OSPF,IS-IS

  • 最优路由条目

o 使用命令dis ip routing-tabel查看路由表

· Destination/Mask:表示此路由的目的网络地址与网络掩码。将目的地址和子网掩码“逻辑与”后可得到目的主机或路由器所在网段的地址。

· Proto(Protocol):该路由的协议类型

· Pre(Preference):表示此路由的路由协议优先级。优先级最高(数值最小)者将成为当前的最优路由。

· Cost:路由开销。同一目的网段的多条路由地址,选择开销最小的那一条。

· NextHop:该字段指明了数据的下一个设备。

· Interface:指明数据将从本路由器的哪个接口出去。

o 路由优先级—基本概念:

· 当路由器从多种不同的途径获知到达同一个目的网段的路由(这些路由的目的网络地址及网络掩码均相同)时,路由器会比较这些路由的优先级,优选优先级值最小的路由。

· 路由来源的优先级值(Preference)越小代表加入路由表的优先级越高。

· 拥有最高优先级的路由将被添加进路由表,取值范围0—255

o 路由优先级—比较过程:

· RTA通过动态路由协议OSPF和手动配置的方式都发现了到达10.0.0.0/30的路由,此时会比较这两条路由的优先级,优选优先级值最小的路由。

· 每一种路由协议都有相应的优先级。

· OSPF拥有更优的优先级,因此通过OSPF学习到的路由被添加到路由表中。

o 路由优先级–—常见默认数值

路由来源

路由类型

默认优先级

直连

直连路由

0

静态

静态路由

60

动态路由

OSPF内部路由

10

OSPF外部路由

150

o 度量值(开销值)—基本概念:

· 当路由器通过某种路由协议发现了多条到达同一个目的网络的路由时(拥有相同的路由优先级),度量值将作为路由优选的依据之一。

· 路由度量值表示到达这条路由所指目的地址的代价。

· 一些常用的度量值有:跳数、带宽、时延、代价、负载、可靠性等。

· 度量值数值越小越优先,度量值最小路由将会被添加到路由表中。

· 度量值很多时候被称为开销(Cost)。

o 度量值—比较过程:

· RTA通过动态路由协议OSPF学习到了两条目的地为10.0.0.0/30的路由,学习自同一路由协议、优先级相同,因此需要继续比较度量值。

· 两条路由拥有不同的度量值,下一跳为30.1.1.2的OSPF的路由条目拥有更小的度量值,因此被加入到路由表中。

o 路由匹配机制:

· 当路由器收到一个IP数据包时,会将数据包的目的IP地址与自己本地路由表中的所有路由表项进行逐位(Bit-By-Bit)比对,直到找到匹配度最长的条目,这就是最长前缀匹配机制。

o 路由全过程:

· 当路由器从多种不同的途径获知到达同一个目的网段的路由(这些路由的目的网络地址及网络掩码均相同)时,会选择路由优先级值最小的路由;如果这些路由学习自相同的路由协议(优先级相同),则优选度量值(开销值)最优的。总之,最优的路由加入路由表。

· 当路由器收到一个数据包时,会在自己的路由表中查询数据包的目的IP地址。如果能够找到匹配的路由表项,则依据表项所指示的出接口及下一跳来数据;如果没有匹配的表项,则丢弃该数据包。

· 路由器的行为是逐跳的,数据包从源到目的地沿路径每个路由器都必须有关于目标网段的路由,否则就会造成丢包。

· 数据通信往往是双向的,因此要关注流量的往返(往返路由)。

高级路由特性
  • 路由递归

o 路由必须有直连的下一跳才能够指导,但是路由生成时下一跳可能不是直连的,因此需要计算出一个直连的下一跳和对应的出接口,这个过程就叫做路由递归。

o 路由递归也被称为路由迭代。

o 注意:缺省路由不会参与路由迭代

  • 等价路由

o 去往同一个目的地!有两个不同的下一跳,则同时出现在路由表中成为等价路由

o 路由负载分担:基于数据流的负载分担

o 对于TCP/UDP报文来说,五元组不同则认为是不同的数据流

o 对于非TCP报文来说,源目IP不同则认为是不同的数据流。

o 匹配同一条路由的不同的数据流,在多条等价的路径上

  • 浮动路由

o 基本概念:

· 静态路由支持配置时手动指定优先级,可以通过配置目的地址/掩码相同、优先级不同、下一跳不同的静态路由,实现路径的备份。

· 浮动路由是主用路由的备份,保证链路故障时提供备份路由。主用路由下一跳可达时该备份路由不会出现在路由表。

  • 路由汇总

o 子网划分、VLSM解决了地址空间浪费的问题,但也带了新的问题:路由表中的路由条目数量增加。

o 为减少路由条目数量可以使用路由汇总。

o 路由汇总将一组具有相同前缀的路由汇聚成一条路由,从而达到减小路由表规模以及优化设备资源利用率的目的。

o 汇聚前的路由被称为精细路由或明细路由,汇聚后的路由被称为汇总路由或聚合路由

o 汇总计算:

· 基于一系列连续的、有规律的IP网段,如果需计算相应的汇总路由,且确保得出的汇总路由刚好“囊括”上述IP网段,则需保证汇总路由的掩码长度尽可能长。

· 诀窍在于:将明细路由的目的网络地址都换算成二进制,然后排列起来,找出所有目的网络地址中“相同的比特位”。

o 路由汇总带来的问题&解决方案:

· 路由汇总可能会带来环路问题:

§ RTB缺省路由指向RTA,RTA的聚合路由指向RTB

§ 当RTA收到去往10.1.20.0/24的网段时,会将数据发给RTA,RTA又会把数据发给RTB,由此造成环路现象

· 解决环路:

§ 在RTB上增加一条指向Null0的路由,即可解决上述问题。因此,在部署路由汇总的时候要格外注意,要规避环路问题。

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