路由基础和OSPF协议

选路

• 路由器是Internet的核心设备，它要完成网络层的两个基本功能：选路和转发。
• 选路过程负责创建和维护每台路由器上的路由表；
• 转发过程则在路由表中信息指导下，执行逐跳的转发，最终将分组发送到目的地。
• 选路指导转发，是转发过程正确执行的基础。

路由表的创建

• 路由表是保存在路由器内存中的一个数据库文件，它存储了本地直连网络和已知的远端网络相关的路由信息，这些路由信息指导路由器通过正确的本地接口将分组转发到目的地。
• 直连网络指与路由器的本地接口直接相连的网络，远端网络指与本路由器不直接相连，但通过其它路由器可达的网络。
• 路由表中描述直连网络的路由项称为直连路由。当路由器正确配置了接口的IP地址和网络掩码后，由接口的网络前缀、掩码、接口类型、编号等信息构成的直连网络的路由项也自动由路由器写入路由表。
• 每个远端网络的路由信息则必须通过静态和动态两种方式之一添加到路由表中：
  （1）静态方式：指由网络管理员为远端网络手动配置静态路由，静态路由项不随网络拓扑结构的改变而改变。
  （2）动态方式：指路由器之间通过路由协议交换路由信息来建立和更新路由表中远端网络的路由项。使用路由协议的好处是，一旦网络的拓扑结构发生变化，路由器就会相互交换路由信息，自动更新相应的路由项。

路由协议

根据Internet路由框架，路由协议不管采用的传送机制是什么，都是网络层的控制协议，都属于网络层。

路由协议的主要功能：

• 自动发现远端网络的信息
• 计算到每个远端网络的最佳路径，将计算所得的路由信息添加到路由表
• 监视网络的拓扑变化，更新和维护路由表的内容。

采用路由协议的主要缺点是，路由器之间交换路由信息需要占用部分带宽，维护路由表也需要占用部分的CPU时间。

路由协议的分类

按照工作的区域划分

协议名称	简单介绍	举例
内部网关协议 IGP（Interior Gateway Protocol）	用于在单个路由域内交换路由信息	RIP、OSPF
外部网关协议 EGP（Exterior Gateway Protocol）	用于在AS之间交换路由信息	BGPv4

根据路由器搜集网络拓扑信息、分析和计算最优路径的方式分

协议名称	简单介绍	举例
距离矢量路由协议	指一个路由域中的路由器通过以距离和方向构成的矢量来通告路由信息。其中到目的网络的距离用跳数来度量，方向则用到目的网络的下一跳或本地转发接口表示，使用Bellman-Ford算法计算生成路由表	RIP
链路状态路由协议	指一个路由域中的路由器通过相互交换链路状态信息，获取整个路由域完整的“网络地图”和每条链路的精确开销，然后使用Dijkstra算法计算生成路由表	OSPF

GNS3仿真（静态路由）

• 拓扑结构、IP规划
  
• 配置主机IP地址、网关地址
  
• 配置路由器端口
  
• 查看端口配置（检查上一步中的端口配置是否成功）
  
  
  
• 静态路由配置
  在配置静态路由之前，先搞清楚哪些远端网段需要配置，以及到达这些网段的下一跳地址
  输入命令：ip route 目的网段网络前缀对应子网掩码下一跳地址
  
• 查看路由表
  
  
• 测试ping
  PC1与其他四台主机可以ping通。

静态路由补充 - 缺省路由

当遇到比较复杂的拓扑结构，在配置静态路由时，比较繁琐，极有可能会漏掉某些需要设置的路由。
在之前的步骤可以看到，路由器R1到达远端网段的下一跳地址都是60.60.60.1，R2到达远端网段的下一跳地址都是70.70.70.1
因此在此拓扑结构下，还可以有另一种配置静态路由的方式，就是缺省路由。

缺省路由：缺省路由是一种特殊的路由，当路由表中所有其它路由都不能匹配时，将使用缺省路由。优先级最低，使得路由表得到极大的简化。

• 配置举例：
  
• 当R1和R2分别设置了缺省路由，在之前步骤中配置的几条路由表项都可以不再出现，但仍然能够达到同样的效果。
  现在将之前配置的路由表项删除，进行测试ping
• 删除之后，查看路由表
  
• 测试PING
  PC1与其他四台主机仍然能够PING通。

OSPF协议

GNS3仿真（动态路由-OSPF）

• 拓扑结构、IP规划
• 配置主机IP地址、网关地址
• 配置路由器端口
• 查看路由表
• 测试