第 5章 IP路由原理
5.1 路由协议概述
5.1.1 路由基本原理
1．路由表图 5-1-1 路由选择图 5-1-2 路由表
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
路 由 来 源 代 码 符 号 表路 由 信 息 （ 条 目 ） 表图 5-1-3 路由表输出的解释管 理 距 离 / 代 价 路 由 信 息 更 新 时 间目 标 网 络 地 址 / 掩 码 下 一 跳 地 址 输 出 接 口
2．管理距离和代价图 5-1-4 管理距离
H o s t A H o s t B
I
G
R
P
:
管理距离
＝
1
0
0
R
I
P
:
管理距离
＝
1
2
0
R o u t e r A
表 5-1-1 常见路由信息源及其对应的管理距离值路由信息源 缺省管理距离值
C o nne c t ed （直连路由） 0
St a t i c （静态路由） 1
E I G R P 90
I G R P 100
O SP F 110
R IP 120
E G P 140
未知 255
3．最长掩码匹配原则图 5-1-5 最长掩码匹配原则
R 1 0,1,1,1 / 3 2 [ 1 2 0 / 1 ] v i a 1 9 2,1 6 8,3,1,0 0,0 0,1 6,S e r i a l 1 / 1
R 1 0,1,1,0 / 2 4 [ 1 2 0 / 1 ] v i a 1 9 2,1 6 8,2,1,0 0,0 0,2 1,S e r i a l 1 / 0
R 1 0,1,0,0 / 1 6 [ 1 2 0 / 1 ] v i a 1 9 2,1 6 8,1,1,0 0,0 0,1 3,S e r i a l 0 / 1
R 1 0,0,0,0 / 8 [ 1 2 0 / 1 ] v i a 1 9 2,1 6 8,0,1,0 0,0 0,0 3,S e r i a l 0 / 0
S 0,0,0,0 / 0 [ 1 2 0 / 1 ] v i a 1 7 2,1 6 7,9,2,0 0,0 0,0 3,S e r i a l 2 / 0
4．路由过程中的数据包交换图 5-1-6 路由过程中的数据包交换
H o s t A H o s t B
R o u t e r A
R o u t e r B
R o u t e r C
目 标 M A C
地 址源 M A C
地 址源 I P 地 址 目 标 I P 地 址路 由 器 A 的
M A C 地 址主 机 A 的
M A C 地 址主 机 A 的
I P 地 址主 机 B 的
I P 地 址目 标 M A C
地 址源 M A C
地 址源 I P 地 址 目 标 I P 地 址路 由 器 C 的
M A C 地 址主 机 B 的
M A C 地 址主 机 B 的
I P 地 址主 机 A 的
I P 地 址目 标 M A C
地 址源 M A C
地 址源 I P 地 址 目 标 I P 地 址路 由 器 B 的
M A C 地 址路 由 器 A 的
M A C 地 址主 机 A 的
I P 地 址主 机 B 的
I P 地 址目 标 M A C
地 址源 M A C
地 址源 I P 地 址 目 标 I P 地 址主 机 B 的
M A C 地 址路 由 器 C 的
M A C 地 址主 机 A 的
I P 地 址主 机 B 的
I P 地 址目 标 M A C
地 址源 M A C
地 址源 I P 地 址 目 标 I P 地 址路 由 器 C 的
M A C 地 址路 由 器 B 的
M A C 地 址主 机 A 的
I P 地 址主 机 B 的
I P 地 址主 机 A 发 往 路 由 器 A 的 数 据 包 路 由 器 B 发 往 路 由 器 C 的 数 据 包 主 机 B 发 往 路 由 器 C 的 数 据 包路 由 器 A 发 往 路 由 器 B 的 数 据 包 路 由 器 C 发 往 主 机 B 的 数 据 包
5.1.2 路由协议的分类被路由协议（ routed protocols）
路由选择协议（ routing protocols）
1．直连路由、静态路由、动态路由直连路由（ connected route）
静态路由（ static route）
动态路由（ dynamic route）
直连路由、静态路由、动态路由直 连 路 由 条 目 缺 省 路 由 条 目 静 态 路 由 条 目 动 态 态 路 由 条 目
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
1 0,
1 1,
1 2,
1 3,
1 4,
1 5,
1 6,
1 7,
1 8,
1 9,
2 0,
2 1,
2 2,
2 3,
2,IGP和 EGP
图 5-1-8 IGP和 EGP
运 行 内 部 网 关 协 议
（ I G P ）,R I P
I G R P
E I G R P
O S P F
自 治 系 统 号,1 0 0
自 治 系 统 号,2 0 0
运 行 外 部 网 关 协 议
（ E G P ）,B G P
3．距离矢量、链路状态路由协议距离向量路由选择协议距离向量路由选择协议基于距离矢量的路由选择算法
（ distance vector-based routing algorithms），也称为贝尔曼 -福特（ Bellman-Ford）算法。
基于距离矢量路由选择算法的路由协议包括,RIP,IGRP等。
链路状态路由选择协议链路状态路由选择协议基于链路状态路由选择算法（ link-
state routing protocol），也称为最短路径优先算法
（ shortest-path first,SPF）。
基于链路状态路由选择算法的路由协议包括,OSPF,IS-IS等
4．有类路由和无类路由有类路由协议有类路由协议在路由更新广播中不携带相关网络的子网掩码信息。
有类路由协议在网络边界按标准的网络类别（ A类,B类、
C类）发生自动总结。
有类路由协议自动假设网络中同一个标准网络的各子网总是连续的。
有类路由协议包括,RIP Version 1 (RIPv1),IGRP。
图 5-1-9 不连续的网络设计
R outer A R outer B
网 络 192.168.0.0/24
网 络 172.16.0.0/16主 网 络 的 两 个 子 网
S0/0:192.168.0.1/24 S0/0:192.168.0.2/24 E0/1:172.16.2.1/24E0/1:172.16.1.1/24
无类路由协议无类路由协议在路由更新广播中含有相关网络的子网掩码信息。
无类路由协议还支持变长子网掩码。
无类路由协议可以手动控制是否在一个网络边界进行的总结。
无类路由包括,RIP v2,EIGRP,OSPF,IS-IS。
5.2 静态路由和缺省路由配置
5.2.1 静态路由配置静态路由 的 优点：
不需要启动动态路由选择协议进程，因而减少了路由器的运行资源开销。
在小型互连网络上很容易配置。
可以控制路由选择。
静态路由的使用
Router A ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 serial 0/0
或者 ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 10.0.0.2
Router B ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 serial 0/0
或者 ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 10.0.0.1
R o u t e r A R o u t e r B
S 0 / 0,1 0,0,0,1 / 2 4
S 0 / 0,1 0,0,0,2 / 2 4
E 0 / 0,1 9 2,1 6 8,0,1 / 2 4
E 0 / 0,1 9 2,1 6 8,1,1 / 2 4
5.2.2 缺省路由配置缺省路由（ default route）又称为默认路由，
是静态路由的一个特例。
缺省路由的使用
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 serial 0/1
或者
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.2
S 0 / 0,1 9 2,1 6 8,0,1 / 3 0 S 0 / 0,1 9 2,1 6 8,0,2 / 3 0
S 0 / 1,1 9 2,1 6 8,1,1 / 3 0
I n t e r n e t
1 9 2,1 6 8,1,2 / 3 0
E 0 / 0,1 7 2,1 6,0,1 / 2 4
E 0 / 0,1 7 2,2 5,0,1 / 2 4
R o u t e r A R o u t e r B
图 5-2-3 缺省路由
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
1 0,
1 1,
1 2,
1 3,
1 4,
1 5,
1 6,
1 7,
1 8,
1 9,
2 0,
2 1,
2 2,
2 3,
最 后 求 助 网 关缺 省 路 由 条 目
5.3 RIP配置
5.3.1 RIP概述
RFC 1508
RIP采用贝尔曼 — 福德（ Bellman-Ford）算法目前 RIP有两个版本 RIPv1和 RIPv2。
RIP有以下一些主要特性：
RIP属于典型的距离向量路由选择协议。
RIP消息通过广播地址 255.255.255.255进行发送，使用 UDP 协议的 520端口。
5.3.1 RIP概述 （续）
RIP以到目的网络的最小跳数作为路由选择度量标准，
而不是在链路的带宽和延迟的基础上进行选择。
RIP是为小型网络设计的。它的跳数计数限制为 16跳，
这限制了网络的规模。
RIP是一种有类路由协议，不支持不连续子网设计。
RIP周期进行路由更新，将路由表广播给邻居路由器，
广播周期为 30秒。
RIP的管理距离为 120。
5.3.2 RIP原理
1．路由表维护图 5-3-1 RIP协议
4.0.0.0/8
3.0.0.0/8
R outer A R outer B R outer C
Router A 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
S0:2.0.0.1 S0:2.0.0.2 S1:3.0.0.1 S0:3.0.0.2E0:1.0.0.1 E0:4.0.0.1
1.0.0.0 E0 0
2.0.0.0 S0 0
3.0.0.0 S0 1
4.0.0.0 S0 2
Router B 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
2.0.0.0 S0 0
3.0.0.0 S1 0
1.0.0.0 S0 1
4.0.0.0 S1 1
Router C 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
3.0.0.0 S0 0
4.0.0.0 E0 0
1.0.0.0 S0 2
2.0.0.0 S0 1
2.0.0.0/8
1.0.0.0/8
互 相 广 播 路 由 表互 相 广 播 路 由 表路由更新的发送图 5-3-2 RIP路由更新的发送
R o u t e r A R o u t e r B
S 1,1 7 2,1 7,2 6,1 / 2 4
S 0,1 7 2,1 7,2 6,2 / 2 4
E 0,1 7 2,1 6,2 6,1 / 2 4E 0,1 7 2,1 6,2 5,1 / 2 4
S 0,1 7 2,1 7,2 5,1 / 2 4
R I P 发 送 路 由 更 新,
1 7 2,1 6,0,0
1 7 2,1 7,2 5,0
R I P 接 受 路 由 更 新,
1 7 2,1 7,2 5,0
路由更新的接收图 5-3-3 在 RouterB上执行命令 show ip route的输出
R outerB #show ip route
… …
G atew ay of last resort is not set
172.17.0.0/24 is subnetted,2 subnets
R 172.17.25.0 [120/1] via 172.17.26.1,00:00:18,Serial0/0
C 172.17.26.0 is directly connected,Serial0/0
172.16.0.0/24 is subnetted,1 subnets
C 172.16.26.0 is directly connected,Loopback0
R outerB #
2．路由自环问题图 5-3-4 路由自环问题 -1
4,0,0,0 / 8
3,0,0,0 / 8
R o u t e r A R o u t e r B R o u t e r C
R o u t e r A 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
S 0 S 0
S 1
S 0
E 0
E 0
1,0,0,0 E 0 0
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 0 2
R o u t e r B 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 1 0
1,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 1 1
R o u t e r C 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
3,0,0,0 S 0 0
4,0,0,0 E 0 d o w n
1,0,0,0 S 0 2
2,0,0,0 S 0 1
2,0,0,0 / 8
1,0,0,0 / 8
网 络 失 效图 5-3-5 路由自环问题 -2
4,0,0,0 / 8
R o u t e r A R o u t e r B R o u t e r C
R o u t e r A 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
S 0 S 0
S 1
S 0
E 0
E 0
1,0,0,0 E 0 0
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 0 2
R o u t e r B 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 1 0
1,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 1 1
R o u t e r C 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
3,0,0,0 S 0 0
4,0,0,0 S 0 2
1,0,0,0 S 0 2
2,0,0,0 S 0 1
2,0,0,0 / 8
1,0,0,0 / 8
网 络 失 效图 5-3-6 路由自环问题 -3
4,0,0,0 / 8
R o u t e r A R o u t e r B R o u t e r C
R o u t e r A 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
S 0 S 0
S 1
S 0
E 0
E 0
1,0,0,0 E 0 0
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 0 2
R o u t e r B 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 1 0
1,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 1 3
R o u t e r C 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
3,0,0,0 S 0 0
4,0,0,0 S 0 2
1,0,0,0 S 0 2
2,0,0,0 S 0 1
2,0,0,0 / 8
1,0,0,0 / 8
网 络 失 效目 标 网 络,4,0,0,0
目 标 网 络,4,0,0,0
3．解决路由自环问题 — 计数到无穷在这种方案中,RIP将路由表中任一路由条目的代价值限制为 15跳。同时，用代价值 16表明一个网络不可达。
但是，计数到无穷的提出限制了路由网络的规模。
4．解决路由自环问题 — 水平分割图 5-3-7 水平分割
4,0,0,0 / 8
3,0,0,0 / 8
R o u t e r A R o u t e r B R o u t e r C
R o u t e r A 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
S 0,2,0,0,1 S 0,2,0,0,2 S 1,3,0,0,1 S 0,3,0,0,2E 0,1,0,0,1 E 0,4,0,0,1
1,0,0,0 E 0 0
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 0 2
R o u t e r B 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 1 0
1,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 1 1
R o u t e r C 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
3,0,0,0 S 0 0
4,0,0,0 E 0 0
1,0,0,0 S 0 2
2,0,0,0 S 0 1
2,0,0,0 / 8
1,0,0,0 / 8
互 相 广 播 路 由 表互 相 广 播 路 由 表不 向 R o u t e r B 广 播这 些 路 由 条 目不 向 R o u t e r B 广 播这 些 路 由 条 目不 向 R o u t e r A 广 播这 个 路 由 条 目不 向 R o u t e r C 广 播这 个 路 由 条 目
5．解决路由自环问题 — 触发更新
RIP规定：当网络发生变化（新网络的加入、原有网络的消失）时，路由器将立刻发送路由更新消息而不用等待更新计时器到时。
触发更新只是在概率上降低了自环发生的可能性。
6．解决路由自环问题 — 路由毒杀和反转毒杀
7．解决路由自环问题 — 抑制定时器
8,RIP中的计时器更新（ Update）周期时间 — 30秒失效（ Invalid）计时器 — 180秒清空（ Flushed）计时器 — 270秒抑制（ Hold-down）计时器 — 180秒图 5-3-8 RIP中的计时器路 由 更 新 发 送 周 期
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
1 0,
1 1,
1 2,
1 3,
1 4,
1 5,
1 6,
1 7,
1 8,
1 9,
2 0,
2 1,
2 2,
2 3,
下 次 发 送 路 由 更 新 时 间无 效 计 时 器 抑 制 计 时 器 清 空 计 时 器
5.3.3 RIP配置
1．基本配置图 5-3-9 在 Router A上配置 RIP协议的过程和命令
R o u t e r # c o n f i g u r e t e r m i n a l
E n t e r c o n f i g u r a t i o n c o m m a n d s,o n e p e r l i n e,E n d w i t h C N T L / Z,
R o u t e r ( c o n f i g ) # r o u t e r r i p
R o u t e r ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 1,0,0,0
R o u t e r ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 2,0,0,0
R o u t e r ( c o n f i g - r o u t e r ) # e n d
R o u t e r #
图 5-3-10 RIP基本配置
4,0,0,0 / 8
3,0,0,0 / 8
R o u t e r A R o u t e r B R o u t e r C
S 0,2,0,0,1 S 0,2,0,0,2 S 1,3,0,0,1 S 0,3,0,0,2E 0,1,0,0,1 E 0,4,0,0,1
R o u t e r B ( c o n f i g ) # r o u t e r r i p
R o u t e r B ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 2,0,0,0
R o u t e r B ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 3,0,0,0
2,0,0,0 / 8
1,0,0,0 / 8
R o u t e r A ( c o n f i g ) # r o u t e r r i p
R o u t e r A ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 1,0,0,0
R o u t e r A ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 2,0,0,0
R o u t e r C ( c o n f i g ) # r o u t e r r i p
R o u t e r C ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 3,0,0,0
R o u t e r C ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 4,0,0,0
2．被动接口（ Passive Interface）
图 5-3-11 配置被动接口
5.3.4 RIP诊断
1,show 命令
show run
show ip route
show ip protocols
最 大 负 载 分 担 路 径 数
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
1 0,
1 1,
1 2,
1 3,
1 4,
1 5,
1 6,
1 7,
1 8,
1 9,
2 0,
2 1,
2 2,
2 3,
R I P 要 发 送 路 由 更 新 的 网 络 被 动 接 口 列 表管 理 距 离 路 由 信 息 源图 5-3-12 显示动态路由协议的配置参数
2,Debug命令图 5-3-13 对 RIP进行诊断停 止 诊 断 R I P 过 程接 收 路 由 更 新发 送 路 由 更 新
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
1 0,
1 1,
1 2,
1 3,
1 4,
1 5,
开 始 诊 断 R I P 过 程
5.3.5 RIPv2
RIPv2（ RFC 1723）是 RIPv1的扩展版本。
在 RIPv2的消息包中包含了子网掩码信息。
在 RIPv2中，更新消息发送到多播地址 224.0.0.9。
RIPv2可以关闭自动总结的特性。
RIPv2采用跳跃计数作为链路代价值。
RIPv2采用和 RIPv1相同的计数器。
RIPv2的跳跃计数的最大值也是 15跳。
5.4 实验 1 本地局域网互连（直连路由）
一、实验目的掌握利用路由器连接本地局域网的方法。
二、实验任务利用路由器连接本地局域网。
三、实验设备路由器 Cisco 2611一台，带有网卡的工作站 PC两台，
控制台电缆一条，交叉双绞线两条。
四、“本地局域网互连”实验环境
F 0 / 0,1 9 2,1 6 8,0,1 / 2 4
R o u t e r A
F 0 / 1,1 9 2,1 6 8,1,1 / 2 4
H o s t A
I P A d d r e s s,1 9 2,1 6 8,0,2 / 2 4
D e f a u l t G a t e w a y,1 9 2,1 6 8,0,1
H o s t B
I P A d d r e s s,1 9 2,1 6 8,1,2 / 2 4
D e f a u l t G a t e w a y,1 9 2,1 6 8,1,1
五、实验步骤
1．按图 5-4-1连接路由器和各工作站。
2．按图 5-4-1配置路由器和各工作站 IP地址等参数。
3．检查路由器的路由表信息。
4．测试各工作站之间的连通性。
5．检查路由器的运行配置文件内容。
5.5 实验 2 静态路由、默认路由配置一、实验目的掌握静态路由和默认路由的配置方法。
二、实验任务配置两台路由器上的静态路由，实现模拟远程网络互联。
三、实验设备路由器 Cisco 2611两台，带有网卡的工作站 PC两台，
控制台电缆一条，交叉双绞线若干。
四、“静态路由、默认路由配置”实验环境
S 0 / 0,1 0,0,0,1 / 2 4
S 0 / 0,1 0,0,0,2 / 2 4
F 0 / 0,1 9 2,1 6 8,0,1 / 2 4
F 0 / 0,1 9 2,1 6 8,1,1 / 2 4
H o s t A
I P A d d r e s s,1 9 2,1 6 8,0,2 / 2 4
D e f a u l t G a t e w a y,1 9 2,1 6 8,0,1
R o u t e r A
R o u t e r B
H o s t B
I P A d d r e s s,1 9 2,1 6 8,1,2 / 2 4
D e f a u l t G a t e w a y,1 9 2,1 6 8,1,1
I n t e r n e t
S 0 / 1
五、实验步骤
1．按图 5-5-1连接路由器和各工作站。
2．按图 5-5-1配置路由器和各工作站 IP地址等参数。
3．配置路由器 RouterA和 RouterB上的静态路由。
4．测试各工作站之间的连通性。
5．配置路由器 RouterA上的默认路由，使其指向 Internet
6．检查路由器 RouterA和 RouterB的路由表。
7．检查路由器 RouterA和 RouterB的运行配置文件内容。
5.6 实验 3 RIP路由协议配置一、实验目的掌握 RIP动态路由协议的配置、诊断方法。
二、实验任务
1．配置 RIP动态路由协议，使得两台 Cisco2611路由器模拟远程网络互联。
2．对运行中的 RIP动态路由协议进行诊断。
三、实验设备路由器 Cisco 2611两台，带有网卡的工作站 PC两台，
控制台电缆一条，交叉双绞线若干。
四、,RIP路由协议配置”实验环境
S 0 / 0,1 0,0,0,1 / 2 4
S 0 / 0,1 0,0,0,2 / 2 4
F 0 / 0,1 9 2,1 6 8,0,1 / 2 4
F 0 / 0,1 9 2,1 6 8,1,1 / 2 4
H o s t A
I P A d d r e s s,1 9 2,1 6 8,0,2 / 2 4
D e f a u l t G a t e w a y,1 9 2,1 6 8,0,1
R o u t e r A
R o u t e r B
H o s t B
I P A d d r e s s,1 9 2,1 6 8,1,2 / 2 4
D e f a u l t G a t e w a y,1 9 2,1 6 8,1,1
五、实验步骤
1．按图 5-6-1连接路由器和各工作站。
2．按图 5-6-1配置路由器和各工作站 IP地址等参数。
3．配置路由器 RouterA和 RouterB上的 RIPv1协议。
4．测试各工作站之间的连通性。
5．检查路由器 RouterA和 RouterB的路由表。
6．检查路由器 RouterA和 RouterB的运行配置文件内容。
7．打开对 RIP的诊断，使用 shutdown和 no shutdown命令关闭、开启串行接口 Serial 0/0、快速以太网接口
Fastethernet 0/0。观察 RIP诊断的输出。
5.7 思考与练习
1．解释路由器表中各字段的含义。
2．写出路由协议常见的分类方法。
5.1 路由协议概述
5.1.1 路由基本原理
1．路由表图 5-1-1 路由选择图 5-1-2 路由表
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
路 由 来 源 代 码 符 号 表路 由 信 息 （ 条 目 ） 表图 5-1-3 路由表输出的解释管 理 距 离 / 代 价 路 由 信 息 更 新 时 间目 标 网 络 地 址 / 掩 码 下 一 跳 地 址 输 出 接 口
2．管理距离和代价图 5-1-4 管理距离
H o s t A H o s t B
I
G
R
P
:
管理距离
＝
1
0
0
R
I
P
:
管理距离
＝
1
2
0
R o u t e r A
表 5-1-1 常见路由信息源及其对应的管理距离值路由信息源 缺省管理距离值
C o nne c t ed （直连路由） 0
St a t i c （静态路由） 1
E I G R P 90
I G R P 100
O SP F 110
R IP 120
E G P 140
未知 255
3．最长掩码匹配原则图 5-1-5 最长掩码匹配原则
R 1 0,1,1,1 / 3 2 [ 1 2 0 / 1 ] v i a 1 9 2,1 6 8,3,1,0 0,0 0,1 6,S e r i a l 1 / 1
R 1 0,1,1,0 / 2 4 [ 1 2 0 / 1 ] v i a 1 9 2,1 6 8,2,1,0 0,0 0,2 1,S e r i a l 1 / 0
R 1 0,1,0,0 / 1 6 [ 1 2 0 / 1 ] v i a 1 9 2,1 6 8,1,1,0 0,0 0,1 3,S e r i a l 0 / 1
R 1 0,0,0,0 / 8 [ 1 2 0 / 1 ] v i a 1 9 2,1 6 8,0,1,0 0,0 0,0 3,S e r i a l 0 / 0
S 0,0,0,0 / 0 [ 1 2 0 / 1 ] v i a 1 7 2,1 6 7,9,2,0 0,0 0,0 3,S e r i a l 2 / 0
4．路由过程中的数据包交换图 5-1-6 路由过程中的数据包交换
H o s t A H o s t B
R o u t e r A
R o u t e r B
R o u t e r C
目 标 M A C
地 址源 M A C
地 址源 I P 地 址 目 标 I P 地 址路 由 器 A 的
M A C 地 址主 机 A 的
M A C 地 址主 机 A 的
I P 地 址主 机 B 的
I P 地 址目 标 M A C
地 址源 M A C
地 址源 I P 地 址 目 标 I P 地 址路 由 器 C 的
M A C 地 址主 机 B 的
M A C 地 址主 机 B 的
I P 地 址主 机 A 的
I P 地 址目 标 M A C
地 址源 M A C
地 址源 I P 地 址 目 标 I P 地 址路 由 器 B 的
M A C 地 址路 由 器 A 的
M A C 地 址主 机 A 的
I P 地 址主 机 B 的
I P 地 址目 标 M A C
地 址源 M A C
地 址源 I P 地 址 目 标 I P 地 址主 机 B 的
M A C 地 址路 由 器 C 的
M A C 地 址主 机 A 的
I P 地 址主 机 B 的
I P 地 址目 标 M A C
地 址源 M A C
地 址源 I P 地 址 目 标 I P 地 址路 由 器 C 的
M A C 地 址路 由 器 B 的
M A C 地 址主 机 A 的
I P 地 址主 机 B 的
I P 地 址主 机 A 发 往 路 由 器 A 的 数 据 包 路 由 器 B 发 往 路 由 器 C 的 数 据 包 主 机 B 发 往 路 由 器 C 的 数 据 包路 由 器 A 发 往 路 由 器 B 的 数 据 包 路 由 器 C 发 往 主 机 B 的 数 据 包
5.1.2 路由协议的分类被路由协议（ routed protocols）
路由选择协议（ routing protocols）
1．直连路由、静态路由、动态路由直连路由（ connected route）
静态路由（ static route）
动态路由（ dynamic route）
直连路由、静态路由、动态路由直 连 路 由 条 目 缺 省 路 由 条 目 静 态 路 由 条 目 动 态 态 路 由 条 目
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
1 0,
1 1,
1 2,
1 3,
1 4,
1 5,
1 6,
1 7,
1 8,
1 9,
2 0,
2 1,
2 2,
2 3,
2,IGP和 EGP
图 5-1-8 IGP和 EGP
运 行 内 部 网 关 协 议
（ I G P ）,R I P
I G R P
E I G R P
O S P F
自 治 系 统 号,1 0 0
自 治 系 统 号,2 0 0
运 行 外 部 网 关 协 议
（ E G P ）,B G P
3．距离矢量、链路状态路由协议距离向量路由选择协议距离向量路由选择协议基于距离矢量的路由选择算法
（ distance vector-based routing algorithms），也称为贝尔曼 -福特（ Bellman-Ford）算法。
基于距离矢量路由选择算法的路由协议包括,RIP,IGRP等。
链路状态路由选择协议链路状态路由选择协议基于链路状态路由选择算法（ link-
state routing protocol），也称为最短路径优先算法
（ shortest-path first,SPF）。
基于链路状态路由选择算法的路由协议包括,OSPF,IS-IS等
4．有类路由和无类路由有类路由协议有类路由协议在路由更新广播中不携带相关网络的子网掩码信息。
有类路由协议在网络边界按标准的网络类别（ A类,B类、
C类）发生自动总结。
有类路由协议自动假设网络中同一个标准网络的各子网总是连续的。
有类路由协议包括,RIP Version 1 (RIPv1),IGRP。
图 5-1-9 不连续的网络设计
R outer A R outer B
网 络 192.168.0.0/24
网 络 172.16.0.0/16主 网 络 的 两 个 子 网
S0/0:192.168.0.1/24 S0/0:192.168.0.2/24 E0/1:172.16.2.1/24E0/1:172.16.1.1/24
无类路由协议无类路由协议在路由更新广播中含有相关网络的子网掩码信息。
无类路由协议还支持变长子网掩码。
无类路由协议可以手动控制是否在一个网络边界进行的总结。
无类路由包括,RIP v2,EIGRP,OSPF,IS-IS。
5.2 静态路由和缺省路由配置
5.2.1 静态路由配置静态路由 的 优点：
不需要启动动态路由选择协议进程，因而减少了路由器的运行资源开销。
在小型互连网络上很容易配置。
可以控制路由选择。
静态路由的使用
Router A ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 serial 0/0
或者 ip route 192.168.1.0 255.255.255.0 10.0.0.2
Router B ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 serial 0/0
或者 ip route 192.168.0.0 255.255.255.0 10.0.0.1
R o u t e r A R o u t e r B
S 0 / 0,1 0,0,0,1 / 2 4
S 0 / 0,1 0,0,0,2 / 2 4
E 0 / 0,1 9 2,1 6 8,0,1 / 2 4
E 0 / 0,1 9 2,1 6 8,1,1 / 2 4
5.2.2 缺省路由配置缺省路由（ default route）又称为默认路由，
是静态路由的一个特例。
缺省路由的使用
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 serial 0/1
或者
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 192.168.1.2
S 0 / 0,1 9 2,1 6 8,0,1 / 3 0 S 0 / 0,1 9 2,1 6 8,0,2 / 3 0
S 0 / 1,1 9 2,1 6 8,1,1 / 3 0
I n t e r n e t
1 9 2,1 6 8,1,2 / 3 0
E 0 / 0,1 7 2,1 6,0,1 / 2 4
E 0 / 0,1 7 2,2 5,0,1 / 2 4
R o u t e r A R o u t e r B
图 5-2-3 缺省路由
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
1 0,
1 1,
1 2,
1 3,
1 4,
1 5,
1 6,
1 7,
1 8,
1 9,
2 0,
2 1,
2 2,
2 3,
最 后 求 助 网 关缺 省 路 由 条 目
5.3 RIP配置
5.3.1 RIP概述
RFC 1508
RIP采用贝尔曼 — 福德（ Bellman-Ford）算法目前 RIP有两个版本 RIPv1和 RIPv2。
RIP有以下一些主要特性：
RIP属于典型的距离向量路由选择协议。
RIP消息通过广播地址 255.255.255.255进行发送，使用 UDP 协议的 520端口。
5.3.1 RIP概述 （续）
RIP以到目的网络的最小跳数作为路由选择度量标准，
而不是在链路的带宽和延迟的基础上进行选择。
RIP是为小型网络设计的。它的跳数计数限制为 16跳，
这限制了网络的规模。
RIP是一种有类路由协议，不支持不连续子网设计。
RIP周期进行路由更新，将路由表广播给邻居路由器，
广播周期为 30秒。
RIP的管理距离为 120。
5.3.2 RIP原理
1．路由表维护图 5-3-1 RIP协议
4.0.0.0/8
3.0.0.0/8
R outer A R outer B R outer C
Router A 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
S0:2.0.0.1 S0:2.0.0.2 S1:3.0.0.1 S0:3.0.0.2E0:1.0.0.1 E0:4.0.0.1
1.0.0.0 E0 0
2.0.0.0 S0 0
3.0.0.0 S0 1
4.0.0.0 S0 2
Router B 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
2.0.0.0 S0 0
3.0.0.0 S1 0
1.0.0.0 S0 1
4.0.0.0 S1 1
Router C 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
3.0.0.0 S0 0
4.0.0.0 E0 0
1.0.0.0 S0 2
2.0.0.0 S0 1
2.0.0.0/8
1.0.0.0/8
互 相 广 播 路 由 表互 相 广 播 路 由 表路由更新的发送图 5-3-2 RIP路由更新的发送
R o u t e r A R o u t e r B
S 1,1 7 2,1 7,2 6,1 / 2 4
S 0,1 7 2,1 7,2 6,2 / 2 4
E 0,1 7 2,1 6,2 6,1 / 2 4E 0,1 7 2,1 6,2 5,1 / 2 4
S 0,1 7 2,1 7,2 5,1 / 2 4
R I P 发 送 路 由 更 新,
1 7 2,1 6,0,0
1 7 2,1 7,2 5,0
R I P 接 受 路 由 更 新,
1 7 2,1 7,2 5,0
路由更新的接收图 5-3-3 在 RouterB上执行命令 show ip route的输出
R outerB #show ip route
… …
G atew ay of last resort is not set
172.17.0.0/24 is subnetted,2 subnets
R 172.17.25.0 [120/1] via 172.17.26.1,00:00:18,Serial0/0
C 172.17.26.0 is directly connected,Serial0/0
172.16.0.0/24 is subnetted,1 subnets
C 172.16.26.0 is directly connected,Loopback0
R outerB #
2．路由自环问题图 5-3-4 路由自环问题 -1
4,0,0,0 / 8
3,0,0,0 / 8
R o u t e r A R o u t e r B R o u t e r C
R o u t e r A 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
S 0 S 0
S 1
S 0
E 0
E 0
1,0,0,0 E 0 0
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 0 2
R o u t e r B 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 1 0
1,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 1 1
R o u t e r C 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
3,0,0,0 S 0 0
4,0,0,0 E 0 d o w n
1,0,0,0 S 0 2
2,0,0,0 S 0 1
2,0,0,0 / 8
1,0,0,0 / 8
网 络 失 效图 5-3-5 路由自环问题 -2
4,0,0,0 / 8
R o u t e r A R o u t e r B R o u t e r C
R o u t e r A 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
S 0 S 0
S 1
S 0
E 0
E 0
1,0,0,0 E 0 0
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 0 2
R o u t e r B 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 1 0
1,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 1 1
R o u t e r C 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
3,0,0,0 S 0 0
4,0,0,0 S 0 2
1,0,0,0 S 0 2
2,0,0,0 S 0 1
2,0,0,0 / 8
1,0,0,0 / 8
网 络 失 效图 5-3-6 路由自环问题 -3
4,0,0,0 / 8
R o u t e r A R o u t e r B R o u t e r C
R o u t e r A 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
S 0 S 0
S 1
S 0
E 0
E 0
1,0,0,0 E 0 0
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 0 2
R o u t e r B 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 1 0
1,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 1 3
R o u t e r C 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
3,0,0,0 S 0 0
4,0,0,0 S 0 2
1,0,0,0 S 0 2
2,0,0,0 S 0 1
2,0,0,0 / 8
1,0,0,0 / 8
网 络 失 效目 标 网 络,4,0,0,0
目 标 网 络,4,0,0,0
3．解决路由自环问题 — 计数到无穷在这种方案中,RIP将路由表中任一路由条目的代价值限制为 15跳。同时，用代价值 16表明一个网络不可达。
但是，计数到无穷的提出限制了路由网络的规模。
4．解决路由自环问题 — 水平分割图 5-3-7 水平分割
4,0,0,0 / 8
3,0,0,0 / 8
R o u t e r A R o u t e r B R o u t e r C
R o u t e r A 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
S 0,2,0,0,1 S 0,2,0,0,2 S 1,3,0,0,1 S 0,3,0,0,2E 0,1,0,0,1 E 0,4,0,0,1
1,0,0,0 E 0 0
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 0 2
R o u t e r B 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
2,0,0,0 S 0 0
3,0,0,0 S 1 0
1,0,0,0 S 0 1
4,0,0,0 S 1 1
R o u t e r C 的 路 由 表目 的 网 络 输 出 接 口 代 价
3,0,0,0 S 0 0
4,0,0,0 E 0 0
1,0,0,0 S 0 2
2,0,0,0 S 0 1
2,0,0,0 / 8
1,0,0,0 / 8
互 相 广 播 路 由 表互 相 广 播 路 由 表不 向 R o u t e r B 广 播这 些 路 由 条 目不 向 R o u t e r B 广 播这 些 路 由 条 目不 向 R o u t e r A 广 播这 个 路 由 条 目不 向 R o u t e r C 广 播这 个 路 由 条 目
5．解决路由自环问题 — 触发更新
RIP规定：当网络发生变化（新网络的加入、原有网络的消失）时，路由器将立刻发送路由更新消息而不用等待更新计时器到时。
触发更新只是在概率上降低了自环发生的可能性。
6．解决路由自环问题 — 路由毒杀和反转毒杀
7．解决路由自环问题 — 抑制定时器
8,RIP中的计时器更新（ Update）周期时间 — 30秒失效（ Invalid）计时器 — 180秒清空（ Flushed）计时器 — 270秒抑制（ Hold-down）计时器 — 180秒图 5-3-8 RIP中的计时器路 由 更 新 发 送 周 期
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
1 0,
1 1,
1 2,
1 3,
1 4,
1 5,
1 6,
1 7,
1 8,
1 9,
2 0,
2 1,
2 2,
2 3,
下 次 发 送 路 由 更 新 时 间无 效 计 时 器 抑 制 计 时 器 清 空 计 时 器
5.3.3 RIP配置
1．基本配置图 5-3-9 在 Router A上配置 RIP协议的过程和命令
R o u t e r # c o n f i g u r e t e r m i n a l
E n t e r c o n f i g u r a t i o n c o m m a n d s,o n e p e r l i n e,E n d w i t h C N T L / Z,
R o u t e r ( c o n f i g ) # r o u t e r r i p
R o u t e r ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 1,0,0,0
R o u t e r ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 2,0,0,0
R o u t e r ( c o n f i g - r o u t e r ) # e n d
R o u t e r #
图 5-3-10 RIP基本配置
4,0,0,0 / 8
3,0,0,0 / 8
R o u t e r A R o u t e r B R o u t e r C
S 0,2,0,0,1 S 0,2,0,0,2 S 1,3,0,0,1 S 0,3,0,0,2E 0,1,0,0,1 E 0,4,0,0,1
R o u t e r B ( c o n f i g ) # r o u t e r r i p
R o u t e r B ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 2,0,0,0
R o u t e r B ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 3,0,0,0
2,0,0,0 / 8
1,0,0,0 / 8
R o u t e r A ( c o n f i g ) # r o u t e r r i p
R o u t e r A ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 1,0,0,0
R o u t e r A ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 2,0,0,0
R o u t e r C ( c o n f i g ) # r o u t e r r i p
R o u t e r C ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 3,0,0,0
R o u t e r C ( c o n f i g - r o u t e r ) # n e t w o r k 4,0,0,0
2．被动接口（ Passive Interface）
图 5-3-11 配置被动接口
5.3.4 RIP诊断
1,show 命令
show run
show ip route
show ip protocols
最 大 负 载 分 担 路 径 数
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
1 0,
1 1,
1 2,
1 3,
1 4,
1 5,
1 6,
1 7,
1 8,
1 9,
2 0,
2 1,
2 2,
2 3,
R I P 要 发 送 路 由 更 新 的 网 络 被 动 接 口 列 表管 理 距 离 路 由 信 息 源图 5-3-12 显示动态路由协议的配置参数
2,Debug命令图 5-3-13 对 RIP进行诊断停 止 诊 断 R I P 过 程接 收 路 由 更 新发 送 路 由 更 新
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
1 0,
1 1,
1 2,
1 3,
1 4,
1 5,
开 始 诊 断 R I P 过 程
5.3.5 RIPv2
RIPv2（ RFC 1723）是 RIPv1的扩展版本。
在 RIPv2的消息包中包含了子网掩码信息。
在 RIPv2中，更新消息发送到多播地址 224.0.0.9。
RIPv2可以关闭自动总结的特性。
RIPv2采用跳跃计数作为链路代价值。
RIPv2采用和 RIPv1相同的计数器。
RIPv2的跳跃计数的最大值也是 15跳。
5.4 实验 1 本地局域网互连（直连路由）
一、实验目的掌握利用路由器连接本地局域网的方法。
二、实验任务利用路由器连接本地局域网。
三、实验设备路由器 Cisco 2611一台，带有网卡的工作站 PC两台，
控制台电缆一条，交叉双绞线两条。
四、“本地局域网互连”实验环境
F 0 / 0,1 9 2,1 6 8,0,1 / 2 4
R o u t e r A
F 0 / 1,1 9 2,1 6 8,1,1 / 2 4
H o s t A
I P A d d r e s s,1 9 2,1 6 8,0,2 / 2 4
D e f a u l t G a t e w a y,1 9 2,1 6 8,0,1
H o s t B
I P A d d r e s s,1 9 2,1 6 8,1,2 / 2 4
D e f a u l t G a t e w a y,1 9 2,1 6 8,1,1
五、实验步骤
1．按图 5-4-1连接路由器和各工作站。
2．按图 5-4-1配置路由器和各工作站 IP地址等参数。
3．检查路由器的路由表信息。
4．测试各工作站之间的连通性。
5．检查路由器的运行配置文件内容。
5.5 实验 2 静态路由、默认路由配置一、实验目的掌握静态路由和默认路由的配置方法。
二、实验任务配置两台路由器上的静态路由，实现模拟远程网络互联。
三、实验设备路由器 Cisco 2611两台，带有网卡的工作站 PC两台，
控制台电缆一条，交叉双绞线若干。
四、“静态路由、默认路由配置”实验环境
S 0 / 0,1 0,0,0,1 / 2 4
S 0 / 0,1 0,0,0,2 / 2 4
F 0 / 0,1 9 2,1 6 8,0,1 / 2 4
F 0 / 0,1 9 2,1 6 8,1,1 / 2 4
H o s t A
I P A d d r e s s,1 9 2,1 6 8,0,2 / 2 4
D e f a u l t G a t e w a y,1 9 2,1 6 8,0,1
R o u t e r A
R o u t e r B
H o s t B
I P A d d r e s s,1 9 2,1 6 8,1,2 / 2 4
D e f a u l t G a t e w a y,1 9 2,1 6 8,1,1
I n t e r n e t
S 0 / 1
五、实验步骤
1．按图 5-5-1连接路由器和各工作站。
2．按图 5-5-1配置路由器和各工作站 IP地址等参数。
3．配置路由器 RouterA和 RouterB上的静态路由。
4．测试各工作站之间的连通性。
5．配置路由器 RouterA上的默认路由，使其指向 Internet
6．检查路由器 RouterA和 RouterB的路由表。
7．检查路由器 RouterA和 RouterB的运行配置文件内容。
5.6 实验 3 RIP路由协议配置一、实验目的掌握 RIP动态路由协议的配置、诊断方法。
二、实验任务
1．配置 RIP动态路由协议，使得两台 Cisco2611路由器模拟远程网络互联。
2．对运行中的 RIP动态路由协议进行诊断。
三、实验设备路由器 Cisco 2611两台，带有网卡的工作站 PC两台，
控制台电缆一条，交叉双绞线若干。
四、,RIP路由协议配置”实验环境
S 0 / 0,1 0,0,0,1 / 2 4
S 0 / 0,1 0,0,0,2 / 2 4
F 0 / 0,1 9 2,1 6 8,0,1 / 2 4
F 0 / 0,1 9 2,1 6 8,1,1 / 2 4
H o s t A
I P A d d r e s s,1 9 2,1 6 8,0,2 / 2 4
D e f a u l t G a t e w a y,1 9 2,1 6 8,0,1
R o u t e r A
R o u t e r B
H o s t B
I P A d d r e s s,1 9 2,1 6 8,1,2 / 2 4
D e f a u l t G a t e w a y,1 9 2,1 6 8,1,1
五、实验步骤
1．按图 5-6-1连接路由器和各工作站。
2．按图 5-6-1配置路由器和各工作站 IP地址等参数。
3．配置路由器 RouterA和 RouterB上的 RIPv1协议。
4．测试各工作站之间的连通性。
5．检查路由器 RouterA和 RouterB的路由表。
6．检查路由器 RouterA和 RouterB的运行配置文件内容。
7．打开对 RIP的诊断，使用 shutdown和 no shutdown命令关闭、开启串行接口 Serial 0/0、快速以太网接口
Fastethernet 0/0。观察 RIP诊断的输出。
5.7 思考与练习
1．解释路由器表中各字段的含义。
2．写出路由协议常见的分类方法。
