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分析:路由器的路由选择原理

路由器在诸多路由协议、手工配置和路由策略下,是如何选择最佳路由的?理解这个问题,对于掌握路由器的工作原理大有裨益。

  路由选择牵涉到三个方面:

1、  各种路由协议的处理,包括ripigrp eigrpospfis-isbgp等,每个协议都通过IP数据包在路由器间传递网络的路由信息,为路由表的建立提供信息。

2、  路由表,它从路由协议那里接受信息,并为转发数据包提供所需要的信息。

3、  转发过程,它从路由表那里请求所需要信息,为正确转发数据包做出决策。

    下面从几个方面对此进行讨论。

建立路由表

       每个路由协议处理路由更新时,选择到目的地址的最佳路由,并试图安装到路由表中。如果只有多个动态路由协议运行,存在争先安装路由的问题。必须有机制来管理路由的安装。该机制就是根据各个路由协议的优先级来决定安装过程。每个路由协议都有缺省的管理距离值,值愈小其优先级愈高。各路由协议的缺省管理距离值如:

 

  假设路由器运行EIGRPOSPFRIPIGRP四种路由协议,它们都得到了到网络192.168.24.0/24的路由,但只有EIGRPinternal)可将其路由安装到路由表中,因为其管理距离值最小,优先权最高。

 

备份路由

       其他协议对于未安装的协议怎么处理?EIGRP安装的路由失败了怎么办?对此有两种解决方法,一是每个路由协议周期性地尝试安装它们的路由到路由表中,如果EIGRP安装的路由失效了,IGRP会将它的相应路由安装到路由表中。另一个办法是将未安装的路由挂靠在路由表中,如果先前安装的路由失效了,将挂靠的路由正式安装到路由表中。

       对于没有自身路由信息表的路由协议,比如IGRP,将采取第一种方法,每次收到路由更新都尝试安装到路由表中。

       对于EIGRPIS-ISOSPFBGPRIP这样的有自身路由信息表的路由协议,将采取第二种办法,安装失败的路由将登记在路由表中,当原路由条目失效时,将通知做登记的路由协议的处理进程来安装它们的路由,如果有多个进程来安装,管理距离小的协议优先。

 

调整管理距离值

       改变路由协议的缺省距离值是比较慎重的动作,有可能导致路由循环或其他奇怪的问题,必须非常小心!其命令为distance后跟具体的值。也可以只改变从某一协议分布进来的路由的管理距离值。在静态路由的最后也可以跟上一个值,改变原来的缺省值1

 

前缀长度

       不同前缀长度的路由将视为不同的路由,将同时安装到路由表中,比如三个路由协议分别得到以下路由:

l         EIGRP (internal): 192.168.32.0/26

 

l         RIP: 192.168.32.0/24

 

l         OSPF: 192.168.32.0/19

三个路由的前缀长度(子网掩码)不同,所以得到不同目的网络的路由,同时安装到路由表中。

转发决策

       先看一下路由器刚才安装的三个路由条目:

router#show ip route

     ....

     D  192.168.32.0/26 [90/25789217] via 10.1.1.1

     R  192.168.32.0/24 [120/4] via 10.1.1.2

     O  192.168.32.0/19 [110/229840] via 10.1.1.3

     如果目的地址为192.168.32.1,将选择哪条路由呢?这依赖于所匹配的前缀长度,最长匹配的前缀长度优先。匹配是用路由条目中的掩码与目的地址相与后再与网络地址比较,相同意味着匹配。该地址与这三条路由都匹配,但第一条匹配的路由前缀(26)最长,所以该包将被转发到10.1.1.1

如果目的地址为192.168.32.100,它与第一条路由不匹配,与第二、第三条路由匹配,所以将被转发到10.1.1.2

具体的路由查找速度依赖于路由表的结构与硬件速度,如采用二叉树结构的路由表,那么32位的IP地址最多查找32次就可以决定是否找到适应的路由条目。

 

IP CLASSLESS的影响

       该命令只影响转发进程,不影响路由表的建立。看以下的例子:

router#show ip route

....

    172.30.0.0/16 is variably  subnetted, 2 subnets, 2 masks

D   172.30.32.0/20 [90/4879540] via  10.1.1.2

D   172.30.32.0/24  [90/25789217] via 10.1.1.1

S*   0.0.0.0/0 [1/0] via 10.1.1.3                                    

假设ip classless命令没有配置,那么:

l         172.30.32.1的包被转发到10.1.1.1,因为

该路由是最长匹配。

l         172.30.33.1的包被转发到10.1.1.2,因为

该路由是最长匹配。

l         192.30.32.1的包被转发到10.1.1.3,因为

无对应的网络路由,用缺省路由转发。

l         172.30.100.1的包无法转发,被丢弃。为什

么不用缺省路由?因为该目的地址的主网络部分在路由表中已知,并有子网路由,故路由器查找对应的子网路由,结果没有匹配的路由,最终丢弃该包。如果用IP classless命令进行了配置,那么最终将应用缺省路由将数据包转发到10.1.1.3

 

总结

  数据包的转发决定依赖于三部分的进程:路由协议、路由表、实际的转发交换,这三者的关系图示如下:

  选择路由时采取最长匹配的原则,而路由协议安装路由的优先级取决于管理距离值。

本文来源:维护通讯 作者:维护通讯

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