CCNA培训教材（中文）-005

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第5章 IP路由选择协议

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为规定静态默认路由，在全局配置模式中在路由器上使用下列命令： 对于图5-8中的路由器B这个命令类似这样：

这个命令规定，对于所有目的不是网络 192.168.1.0和192.168.4.0 的数 据包必须通过网络 192.168.4.0发出，目的是通过互连网络转发，以达到目的地。 这里是一个典 型的路由问题，你可能在 CCNA考试或你的工作过程中遇

到 。

5.4 认证目标5.04：链路状态和距离向量

动态路由选择协议可以按照它们互相通信，以确定路由选择信息表的

方 式进行分类。动

态路由选择的两种类型是链路状态和距离向量。

5.4.1 距离向量路由选择协议

距离向量路由选择协议也称为 Bellman-Ford协议。距离向量协议路由器定期向相邻路由器 发送两条消息：

? 到达目的网络所经过的跳距离，使用的度，或者网络的数量。

? 下一个跳是什么，或者达到目的网络要使用的方向 (向量)。 距离向量路由器定期向相邻的路由器发送它们的整个路由选择表。距离相邻路由器在从

相邻路由器接收到的信息的基础之上建立自己的路由选择信息表。然后，将信息传递到它的 相邻路由器。结果是路由选择表是在第 2手信息的基础上建立的，如图 5-9所示。

当在互连网络上无法使用某个路由时，距离向量路由器将通过路由变化或者网络链路寿

命而了解这种变化。和故障链路相邻的路由器将在整个网络上发送“路由改变传输” ( 或者 “路由无效” )消息。寿命将在所有的路由选择信息中设置。当无法使用某个路由，并且并没 有用新信息向网络发出这个信息时，距离向量路由选择算法在那个路由上设置一个寿命计时 器。当路由达到寿命计时器的终点时，它将从路由选择表中删除。寿命计时器根据所使用的 路由选择协议不同而不同。

无论使用何种类型的路由选择算法，互连网络上的所有路由器都需要时间以更新它们的 路由选择表中的改动，这个过程称为聚合。因而，在距离向量路由选择中，聚合包括：

? 每个路由器接收到更新的路由选择信息。 ? 每个路由器更新它自己的路由选择信息表。 ? 每个路由器用它自己的信息 (例如加入一个跳)更新其度。

? 每个路由器向它的邻居广播新信息。 距离向量路由选择是最古老的一种路由选择协议算法。正如前面说明的，算法的本质

就是，每个路由器根据它从其他路由器接收到的信息而建立它自己的路由选择表。这意 味着，当路由器在它们的表格中使用第 2 手信息时，至少会遇到一个问题，即无限问题的 数量。

无限问题数量就是一个路由选择循环，它由于距离向量路由选择协议在某个路由器出现 “故障”，或者因为别的原因而无法在网络上使用时，使用第 2手信息造成的。

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网络 5

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网络2、3和4的距离 是1跳，网络1是2跳

路由器E

网络 1 、网络 2 和网络3是1跳

路由器

网络4和5是1跳， 网络2和3是2跳， 网络1是3跳

路由器

网络

路由器 A 发送其路由选择表到路由器 B，路由器 B发送此信息到路由器 E和 C。然后，路由器C发送此信息到路由 器D。当信息从路由器A发送到互连网 络的其余部分时，路由选择表创建

网络 3

第2手信息

网络3和6是1跳， 网络2和4是2跳， 网络1是3跳

路由器

路由器

网络6和网络7是1跳， 网络3是2跳， 网络2和网络4是3跳，

网络1是4跳

图5-9 距离向量路由器发送第二手信息

收敛，或者在自治系统中更新所有路由器上的路由选择表的过程，在距离向量算法中是 非常慢的。这是由于路由器表中的所有路由选择信息都是一次发出的。当所有的路由器同时 进行这个操作时，会花费很长的时间，让每个路由器进行更新和同步。

图5 - 1 0 说明了一个无限问题是如何产生的。路由器 A 向路由器 B 发送所有关于网络段 192.168.1.0的信息。路由器 B将告诉路由器 C两跳之外的网络段信息，但是也会告诉路由器 A 两跳之外的段消息。路由器 A通常会选择最佳的路由，这就是连接的接口。然而，一旦那个网 络段出现故障，路由器 A将告诉路由器B，网络段在3跳以外，假设路由器 B可以选择其他到达 网络的路由。路由器 B然后进行通告， 192.168.1.0段在4个跳以外，而且跳会不断增加，直至

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第5章 IP路由选择协议

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它们达到那个协议的最大的跳数目，或者无限多。例如，如果最大的跳数目是 16，当路由器 的跳达到16时，它将认为那个路由是无法达到的，并从它的表中删除它，而且不再通告这个 路由。

路由器

路由器

路由器

图5-10 无限计数

无限计数问题可能导致不稳定的网络状况，原因是不准确的路由选择会持续几分钟的时 间。一些距离向量协议加入了一些复杂的计数，以防止出现这种情况。

? 水平分割(Split horizon)。

? 破坏逆转(Poison reverse) 。 当路由器过滤更新消息时，它通过忽略任何从它正在发送的更新的接口的网络引用，这 就是水平分割。所以在图 5-10中，路由器B将向路由器 C发送关于192.168.1.0的信息，而不是 对路由器A发送这样的信息。

破坏逆转是水平分割经过略为修改的版本。它不是过滤更新，当那个路由来自它原始发 出的接口时，它将那个路由标志为不可达到，通常通过将跳计数增加到“无限”水平来实现。 所以，在我们的例子中，路由器 B将发送正确的信息，网络 192.168.1.0距离路由器 C有2个跳。 如果将无限定义为16个跳，路由器B将发送这样的信息， 192.168.1.0距离路由器A有16个跳。

尽管水平分割和破坏逆转可以为稳定网络作很多工作，它们仍然无法阻止复杂的网络出 现无限计数问题。图 5-11说明了无限计数问题仍然可以出现的原因。

1) 路由器C从路由器A和路由器D那里了解到网络。它将选择它首先了解的第 1个路由。假 设它选择了路由器A。

2) 路由器C将向路由器 D发送更新消息，网络 192.168.1.0经过3个跳可以使用，并向路由 器A发回一个“路由无法达到”消息。

3) 因为路由器D通过它的其他接口，有一个更近的 2跳路由，它忽略了这个路由，并使用 那个接口。

4) 如果路由器B上连接到网络192.168.1.0的接口出现故障，它将防止向路由器 A和路由器 D发送这个路由。它们也会防止向路由器 C发送这个路由。

5) 然而，在路由器 C从源路由器 A那里了解到无法使用那个路由之前，路由器 D可能从路

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由器C接收到这样的信息，路由在 3个跳之外可以使用。

6) 和丢弃路由相反，路由器 D将更新路由器 B，它有一个到网络 192.168.1.0的可以使用的 路由，这是路由器B发送给路由器A的消息。

7) 然后，当路由器 A告诉路由器 C，它的原始路由并不可以使用时，路由器 C将停止广播 这样的消息，它具有到路由器 D的可以使用的路由。

8) 但是可以从路由器A了解到，存在到网络 192.168.1.0的可以使用的另一个路由，只是跳 更加多。

9) 路由器然后告诉路由器 D，这个“新”的进一步路由可以使用

10) 路由选择循环持续，直至达到“无限”标志。

路由器

路由器

路由器

路由器

图5-11 破坏逆转和无限计数

为进一步处理这种情况，在距离向量路由选择协议中加入了阻止间隔。在这种方法中， 当一个路由器知道一个路由不能继续可达时，它启动一个计时器，在此其间，它忽略任何关 于目的网络的信息。如果阻止间隔足够长，它将阻止出现这些问题。然而，在大型或者复杂 网络中，为了防止出现问题，阻止间隔时间会非常长。例如，在具有 100个路由器的网络中， 完全可以想象，一个无法达到的路由在从网络中删除之前，可能会在网络上通告近 1个小时。

为减少时间，一些距离向量路由选择协议在它们的路由选择表更新中包含了“不可达” 信息。路由故障通常以具有不可达的跳计数，或者无限的形式来更新。这可以迅速传递路由 故障和加速收敛，或者路由发生变化与更新所有路由器之间的时间的延迟也可以减少。

一旦路由器的路由选择信息表出现变化，并且影响了它的更新，则发送瞬间更新 (也称为 触发更新)。如果路由器使用瞬间更新和否定的可达到性信息，它可以在几秒钟内就在整个网 络上传播路由故障消息。这极大地缩短了聚合时间。