核心網(wǎng)IP技能-IP 路由基本原理-20070209-B-1.0

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1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Page,*,單擊此處編輯母版標題樣式,Huawei Confidential,Slide title,:32-35pt,Color:R153 G0 B0,Corporate Font:,FrutigerNext LT Medium,Font to be used by customers and,partners:,Arial,Slide,t,ext,:20-22pt,Bullets level 2-5,:,18pt,Color:,Black,Corporate Font:,FrutigerNext LT Medium,Font to

2、 be used by customers and,partners:,Arial,The following nine groups of colors are an example of how our design colors can be used,please take note that you should only use one design color group per slide.,For specific usage details,refer to the“Typesetting Standard”.,Top right corner for field-mark

3、,customer or partner logotypes.,-,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,Content Page Title,35-40pt,Color:R153 G0 B0,Corporate Font:,FrutigerNext,LT Medium,Font to be used by customers and partners:,Arial,Content Page Text,:,28-30pt,Bullets level 2-5,20-30pt,Color:,Bl

4、ack,Corporate Font:,FrutigerNext,LT Medium,Font to be used by customers and partners:,Arial,Thank You,,核心網(wǎng)工程部,IP,路由基本原理,2024/11/4,Contents,IP,路由的基本概念和選路原則,學習完此課程，您將會：,了解和掌握,IP,路由的基本概念,影響,IP,路由選路的原則,等價路由的概念,鏈路聚合的概念和配置,目 標,Page,3,第,1,章,IP,路由的基本概念和原理,第,2,章,IP,選路的基本原則和等價路由,第,3,章 路由協(xié)議,內(nèi)容介紹,Page,4,理解,rout

5、e,、,routing,、,router,IP,路由是基于,目的地址,查找,IP,路由表，找到報文轉(zhuǎn)發(fā)的出接口以及對應的下一跳路由器，然后將報文轉(zhuǎn)發(fā)給下一跳路由器，直到到達最終的目的地。這里的路由實際指,單播,路由，將報文逐跳逐跳送到目的地。當然每個轉(zhuǎn)發(fā)報文的設(shè)備都需要決定是否進行轉(zhuǎn)發(fā)、以及選擇最近的路徑到達目的地。,在,IP,路由中，有幾個概念十分重要：,1,、,route,：指目的地址，就是例子中的“最終目的地”。,達到目的地址經(jīng)過的設(shè)備上都需要知道該目的地址，即,route,。如果有多個目的地址，就有多個,route,。,2,、,routing,：指決定到達每個下一跳的最短路徑和轉(zhuǎn)發(fā)出接

6、口，以及決策，即尋路和決策。,在每臺設(shè)備上都需要運行一些算法來實現(xiàn),routing,，這些算法就是路由協(xié)議，路由協(xié)議有靜態(tài)路由協(xié)議（需要人工配置），動態(tài)路由協(xié)議（設(shè)備根據(jù)一些規(guī)則自動找到最短的路徑和轉(zhuǎn)發(fā)出口）。,3,、,router,：指使用專門的存儲介質(zhì)保存這些,route,，并使用專用的操作系統(tǒng)來實現(xiàn),routing,，并使用專門的通信芯片和硬件提供各種接口來轉(zhuǎn)發(fā)報文的設(shè)備,可以將,IP,路由想象成,“開車去往某個地方”,，需要經(jīng)過很多關(guān)口，到達每個關(guān)口有幾條路徑可以選擇；為了節(jié)省油錢，當然是選擇最近的路徑到達每個關(guān)口；出了每個關(guān)口之后，需要再次決定選擇哪個路口達到另外一個關(guān)口，直到達到最

7、終的目的地。,Page,5,路由通告和轉(zhuǎn)發(fā),路由通告和轉(zhuǎn)發(fā)是兩個相反的過程。,路由通告是指路由器將自己直連的網(wǎng)段通告給其它的路由器設(shè)備，是目的地址的發(fā)起者或者源。,路由轉(zhuǎn)發(fā)是指路由器根據(jù),目的地址,將報文轉(zhuǎn)發(fā)給發(fā)起者或者源。,E0:IP3,E0:IP4,PC1:N1,PC2:N2,E1,E1,下面的例子來,PC1,訪問,PC2,說明路由通告和轉(zhuǎn)發(fā)的區(qū)別：,RTA,RTB,通告直連的網(wǎng)段,N1,N3,接受網(wǎng)段,N2,形成路由表,DA OUTINTERFCE NH,N1 E0 IP3,通告直連的網(wǎng)段,N2,DA OUTINTERFCE NH,N2 E0 IP4,通告過程和路由表形成,轉(zhuǎn)發(fā)：,PC1

8、,和,PC2,相互訪問過程,PC1,訪問,PC2,，,RTA,查找路由表,N2,找到出接口和下一跳,PC2,訪問,PC1,，,RTA,查找路由表,N1,找到出接口和下一跳,接受網(wǎng)段,N1,形成路由表,路由器的路由的過程：,通告直連的網(wǎng)段,路由表形成,-,轉(zhuǎn)發(fā),Page,6,路由器的硬件架構(gòu),網(wǎng)絡接口,網(wǎng)絡接口,網(wǎng)絡接口,CPU,網(wǎng)絡接口,CPU,網(wǎng)絡接口,網(wǎng)絡接口,CPU,接口,CPU,接口,CPU,接口,CPU,接口,ASIC,交換網(wǎng),接口,ASIC,ASIC,接口,ASIC,接口,CPU,接口,NP,交換網(wǎng),接口,NP,NP,接口,NP,接口,CPU,第一代,第二代,第三代,第四代,第五代

9、,基于,NP,的交換式路由器,基于,ASIC,的交換式路由器,基于分布式,CPU,轉(zhuǎn)發(fā),總線式路由器,模塊化集中,轉(zhuǎn)發(fā)路由器,固定接口集中,轉(zhuǎn)發(fā)路由器,Page,7,華為路由器介紹,Quidway,R3680E/3640E,核心,路由器,/,通用交換路由器,中低端路由器,Quidway,R2630E/2631E/,2620/2621,Quidway,R1760,Quidway,NE80,Quidway,NE16E,Quidway,NE08E,Quidway,NE05,骨干路由器,Quidway,R1603/1604,Quidway,R2501E/2509E/2511E/4001E,Quidwa

10、y,NE5000,Quidway,NE40-8,Quidway,NE40-4,Quidway,NE40-2,Page,8,路由表,Quidwaydisplay,ip routing-table,Routing Tables:,Destination/Mask proto,pref,Metric,Nexthop,Interface,0.0.0.0/0Static600120.0.0.2Serial0,8.0.0.0/8RIP1003120.0.0.2Serial0,9.0.0.0/8OSPF105020.0.0.2Ethernet0,9.1.0.0/16RIP1004120.0.0.2Seria

11、l0,20.0.0.0/8Direct0020.0.0.1Ethernet0,20.0.0.1/32Direct00127.0.0.1LoopBack0,路由表記錄了所有的路由、出接口、下一跳、路由的開銷、優(yōu)先級，以及通過什么路由協(xié)議學習到。,Page,9,第,1,章,IP,路由的基本概念和原理,第,2,章,IP,選路的基本原則和等價路由,第,3,章 路由協(xié)議,內(nèi)容介紹,Page,10,路由開銷,Cost,路由開銷是指從源到目的地經(jīng)過所有鏈路的開銷的總和。不同的路由協(xié)議使用不同的計算方法來計算路由的開銷。,對于,RIP,協(xié)議使用跳數(shù)來計算開銷，跳數(shù)等于經(jīng)過路由器的數(shù)量。對于,RIP,最大的,c

12、ost,為,15,跳。,對應,IGRP,和,EIGRP,協(xié)議，,cisco,的私用協(xié)議，使用鏈路的,bandwidth,delay,reliability,load,等接口參數(shù)來計算。默認使用,bandwidth,、,delay,來計算。,IGRP=10,7,/BW,(min),+delay,(sum),(,BW,delay,表示到目的地經(jīng)過的所有路由器出接口的帶寬,）,EIGRP=256*IGRP,對于,OSPF,協(xié)議使用：,10,8,/BW(BW,表示鏈路帶寬）。,Cost,的開銷等于到目的地址經(jīng)過的所有路由器出接口的總和。,路由轉(zhuǎn)發(fā)時，總是選擇開銷最小的路徑。,以,OSPF,為例來說明,

13、cost,的計算：,A,B,3,3,3,3,3,3,2,2,2,2,2,2,3,A,訪問,B,有兩條路徑：,一條路徑的,cost,值為,:2+2+2+3=9,另外一條路徑,cost,為：,3+3+3+3=12,最后結(jié)果，,A,到,B,的數(shù)據(jù)流從下面的路徑。,Page,11,等價路由,ECMP,等價路由,ECMP(equal,cost multi-path):,就是在目的地有多個相同開銷的路徑，在路由表中同一條路由有兩個不同的下一跳存在。去往該目的地址的報文在這兩條路徑上分擔。,A,B,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,3,如圖，從,A,到,B,有兩條路徑，,RTA,通過計算到目的

14、地址,B,的開銷，發(fā)現(xiàn)兩條路徑有相等的,cost,值，所有,RTA,的路由表中到同一個目的地址（,B,）存在兩個下一跳,:,分別為,RTC,和,RTD,，這樣成為,等價路由,。在報文轉(zhuǎn)發(fā)的時候，,RTA,會選擇報文分擔在這兩條路徑上。,RTA,RTB,RTC,RTD,Page,12,等價路由,ECMP,（續(xù)）,在等價路徑上，有幾種報文的轉(zhuǎn)發(fā)方式：,1,、逐包轉(zhuǎn)發(fā),逐包的方式是：去往一個目的地的逐包的在等價路徑上轉(zhuǎn)發(fā)。下圖中，,RTA,轉(zhuǎn)發(fā),A,到,B,的第一個包時選擇下面的路徑，轉(zhuǎn)發(fā)第二個包時選擇上面的路徑；后續(xù)的報文也是如此。,A,B,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,3,RT

15、A,RTB,RTC,RTD,2,、,per destination,轉(zhuǎn)發(fā),對于在同一個網(wǎng)絡但是不同目的地址的報文在等價路徑上轉(zhuǎn)發(fā)。,A,B:172.1.1.1,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,3,RTA,RTB,RTC,RTD,C,B,C:172.1.1.2,Page,13,等價路由,ECMP(,續(xù)）,3,、,per flow,轉(zhuǎn)發(fā),基于流的轉(zhuǎn)發(fā)，一個流基本有五元素來確定（源,IP,地址、源,MAC,、目的,IP,地址、目的,MAC,、端口）。,如下圖，對于訪問不同的服務器，流量將在兩條路徑上負載分擔；但是如果其中每個服務的流量大，將導致兩條路徑上的負載分擔不均勻。,A,B,2

16、,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,3,RTA,RTB,RTC,RTD,WEB SERVER,C,FTP SERVER,Page,14,幾種等價路由轉(zhuǎn)發(fā)方式的比較,等價路由轉(zhuǎn)發(fā)方式,優(yōu)點,缺點,Per packet,流量能夠均勻的負載分擔,1,、對于同一個流的報文，都需要進行路由查找，目的是選擇等價路由上不同出接口，導致報文的轉(zhuǎn)發(fā)效率低。,2,、可能導致同一個報文在不同的路徑上。,Per destination,第一個報文上到,CPU,查找，后續(xù)的報文直接轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)性能有所提高。,1,、由于基于具體的目的地址，可能導致一條路徑上的流量很大。,2,、第一個報文也需要查找路由表。,Per flow,1,、快速轉(zhuǎn)發(fā)，不需要在,CPU,中查找路由表，直接通過接口硬件,Fib,表項轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)性能高。,2,、能夠比較的負載分擔,1,、五元組使用,Hash,算法，來計算等價的路徑，計算復雜，可能導致某條路徑上承載了大量的流量。,Page,15,路由協(xié)議的優(yōu)先級,不同的路由協(xié)議，使用不同的優(yōu)先級。,當一條路由從不同路由協(xié)議學習到的時候，優(yōu)先級高的路由協(xié)議將被優(yōu)先。,路由協(xié)議,優(yōu)先級（華為）,