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网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似,不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言,甚至体系结构完全不同的两种系统之间,网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同,网关对收
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似,不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连。网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言,甚至体系结构完全不同的两种系统之间,网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同,网关对收到的信息要重新打包,以适应目的系统的需求。同时,网关也可以提供过滤和安全功能。大多数网关运行在OSI7层协议的顶层--应用层。
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网关的用途:网关可以用于以下几种场合的异构型网络的互连。1、异构型局域网互连。可以利用网关将几种完全不同的局域网互联起来。2、局域网与WAN互连。局域网与WAN互连比较,至少其低3层协议不相同,因此它们属于异构型网络,可以用网关实现互连。3、WAN与WAN互连。主要用于不同类型的WAN之间的互连。
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协议的局限性:该路由协议应用到实际中时,很容易出现“计数到无穷大”的现象,这使得路由收敛很慢,在网络拓扑结构变化以后需要很长时间路由信息才能稳定下来。该协议以跳数,即报文经过的路由器个数为衡量标准,并以此来选择路由,这一措施欠合理性,因为没有考虑网络延时,可靠性,线路负荷等因素对传输质量与速度的影响。
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RIP启动和运行的整个过程如下所描述:某路由器刚启动RIP时,以广播的形式向相邻路由器发送请求报文,相邻路由器的RIP收到请求报文后,响应请求,回发包含本地路由表信息的响应报文。RIP收到响应报文后,修改本地路由表的信息,同时以触发修改的形式向相邻路由器广播本地路由修改信息。相邻路由器收到触发修改报文后,又向其各自的相邻路由器发送触发修改报文。在一连串的触发修改广播后,各路由器的路由都得到修改并保持最新信息。同时,RIP每 30秒向相邻路由器广播本地路由表,各相邻路由器的RIP在收到路由报文后,对本地路由进行的维护,在众多路由中选择一条最佳路由,并向各自的相邻网广播路由修改信息,使路由达到全局的有效。同时RIP采取一种超时机制对过时的路由进行超时处理,以保证路由的实时性和有效性。RIP作为内部路由器协议,正是通过这种报文交换的方式,提供路由器了解本自治系统内部个网络路由信息的机制。
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RIP的限制:虽然RIP有很长的历史,但它还是有自身的限制。它非常适合于为早期的网络互联计算路由;然而,技术进步已极大地改变了互联网络。建造和使用的方式。因此,RIP会很快被今天的互联网络所淘汰。RIP的一些最大限制是:
·不能支持长于15跳的路径。
·依赖于固定的度量来计算路由。
·对路由更新反应强烈。
·相对慢的收敛。
·缺乏动态负均衡支持。
RIP协议配置:RIP(RoutinginformationProtocol)是应用较早、使用较普遍的内部网关协议(InteriorGatewayProtocol,简称IGP),适用于小型同类网络,是典型的距离向量(distance- vector)协议。文档见RFC1058、RFC1723。RIP通过广播UDP报文来交换路由信息,每30秒发送一次路由信息更新。RIP提供跳跃计数(hopcount)作为尺度来衡量路由距离,跳跃计数是一个包到达目标所必须经过的路由器的数目。如果到相同目标有二个不等速或不同带宽的路由器,但跳跃计数相同,则RIP认为两个路由是等距离的。RIP最多支持的跳数为15,即在源和目的网间所要经过的最多路由器的数目为15,跳数16表示不可达。
1、有关命令
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任务命令
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指定使用RIP协议routerrip
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指定RIP版本version{1|2}1
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指定与该路由器相连的网络networknetwork
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注:1、Cisco的RIP版本2支持验证、密钥管理、路由汇总、无类域间路由(CIDR)和变长子网掩码(VLSMs)
2、举例
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Router1:
routerripversion2network192.200.10.0network192.20.10.0!相关调试命令:showipprotocol
showiproute在全局设置模式下:1.启动RIP路由routerrip2.设置参与RIP路由的子网network子网地址3.允许在非广播型网络中进行RIP路由广播neighbor相邻路由器相邻端口的IP地址4.设置RIP的版本RIP路由协议有2个版本,在与其它厂商路由器相连时,注意版本要一致,缺省状态下,Cisco路由器接收RIP版本1和2的路由信息,但只发送版本1的路由信息,设置RIP的版本vesion1或2。另外,还可以控制特定端口发送或接收特定版本的路由信息。1.只在特定端口发版本1或2的信息,在端口设置模式下ripsendversion1或22.同时发送版本1和2的信息 ipripsendreceive1or23.在特定端口接受版本1或2的路由信息ipripreceive1or24.同时接受版本1和2的路由信息 ipripreceive1or2选择路由协议几点建议:1.在大型网络中,建议使用ospf、eigrp。2.如果网络中含有变长了网掩码(VISM)不能使用igrp,rip版本1,可以使用rip版本 2,ospf,eigrp或静态路由。3.如果使用路由安全设置可以使用RIP版本1或OSPF。4.选用ospf,eigrp在系统稳定后所占带宽比 RIP,IGRP少得多,IGRP比RIP所占带宽也少。5.综合使用动态路由,静态路由,缺省路由,以保证路由的冗余。6.在拨号线路上尽量使用静态路由,以节省费用。7.在小型网络上数据量不大的情况下,且不需要高可性,广域网线路为X.25SVC时,建议用静态路由。
RIP配置事例:1、在下面的网络里,有三台路由器,所有的路由器都运行RIP协议,仅要实现三台路由器互通
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配置:
Joe(config)#routerrip
Joe(config-router-rip)#network192.168.0.0/24
Joe(config-router-rip)#network192.168.1.0/24
Hamer(config)#routerrip
Hamer(config-router-rip)#network192.168.1.0/24
Hamer(config-router-rip)#network133.81.1.0/24
Tom(config)#routerrip
Tom(config-router-rip)#network192.168.1.0/24
Tom(config-router-rip)#network133.81.2.0/24
2、在下面的网络里,有三台路由器,所有的路由器都运行RIP协议,要实现:
(1)Ros的E0端口接收Hata和Bito发来的路由更新报文。
(2)Ros在E0发送的更新报文仅发送给Bito。
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配置:
Ros的配置如下:
Ros(config)#routerrip
Ros(config-router-rip)#network192.168.1.0/24
Ros(config-router-rip)#network10.8.11.0/24
Ros(config-router-rip)#passive-interfaceeth0/0
Ros(config-router-rip)#neighbor192.168.1.35
Bito的配置如下:
Bito(config)#routerrip
Bito(config-router-rip)#network192.168.1.0/24
Bito(config-router-rip)#network137.1.1.3/24
Hata的配置如下:
Hata(config)#routerrip
Hata(config-router-rip)#network192.168.1.0/24
3、如下图所示:有三台路由器,Melu和Haha现在正常运行,现要添加一台名称为Toba的HOS路由器使Toba和Haha互相联通,并且不能破坏现在Melu和Haha的运行状态。
已知Melu和Haha运行的协议为:
(1)Haha上运行的是RIPv1,无认证配置。
(2)Melu上运行的是RIPv2,无认证配置。
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分析:
HOS默认值是,RIP发送版本1,接收版本1和版本2的update报文。这样我们只要在Toba上运行起RIP,并且指定192.168.0.1/24为RIP活动网络范围,Toba就可以和Haha建立联通了。由于Melu运行的版本为RIPv2,只要让Toba发送RIPv2报文就可以了。
因而,Toba可以配置为:
Toba(config)#routerrip
Toba(config-router-rip)#network192.168.0.0/24
Toba(config-router-rip)#network10.8.11.0/24
Toba(config-router-rip)#exit
Toba(config)#interfaceeth0/0
Toba(config-if-eth0/0)#ipripsendversion2
4、如下图所示:有两台HOS路由器,现在要求实现Wed和Hax联通并且要有MD5认证。
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分析:
有认证的情况下实现两台路由器的互联,这两台路由器必须配置相同的认证方式和密钥才能进行双方的路由的交换,值得注意的是双方必须发送版本2
Hax(config)#keychainwan
Hax(config-keychain)#key1
Hax(config-keychain-key)#key-stringwan
Hax(config-keychain-key)#exit
Hax(config-keychain)#exit
Hax(config)#interfaceeth0/0
Hax(config-if-eth0/0)#ipripauthenticationkey-chainwan
Hax(config-if-eth0/0)#ipripauthenticationmodemd5
Hax(config-if-eth0/0)#ipripsendversion2
Hax(config-if-eth0/0)#ipripreceiveversion2
5、监视和维护RIP
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说明:
上面的列表显示了RIP路由表的详细信息。第一列显示的是每条路由来自哪种方式。如:RIP表示是本路由从其它路由器学习到的路由,Connect表示该路由是直连路由。第二列的Network指定了该路由目标地址范围。第三列NextHop是本路由的下一条地址。第四列Metric是本路由的度量值。第五列From标明本路由来自何处。第六列Time用来显示当前定时器的已经定时时间长度,当路由没有过期的时候,显示的是无效定时时间长度,当路由过期时,显示的是删除定时器的时间长度。
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OSPF是功能最强大、特点最丰富的开放式路由协议之一。它的复杂性也是其弱点来源,因为设计、建造和操作一个OSPF互联网络需要比使用几乎每一种其他路由协议更多的专业知识和精力。采用路由耗费的缺省值可以极大地简化OSPF网络设计。随着关于OSPF及网络操作特点知识的增加,用户能够慢慢地通过控制OSPF变量来优化网络性能。必须小心地设计区和网络拓扑。做得好,OSPF会使网络用户得到优异的性能和快速的收敛速度。BGP用于特大型网络如INTERNET的核心。
OSPF是一种典型的链路状态路由协议。采用OSPF的路由器彼此交换并保存整个网络的链路信息,从而掌握全网的拓扑结构,独立计算路由。因为RIP路由协议不能服务于大型网络,所以,IETF的IGP工作组特别开发出链路状态协议——OSPF。目前广为使用的是OSPF第二版,最新标准为RFC2328。OSPF作为一种内部网关协议(InteriorGatewayProtocol,IGP),用于在同一个自治域(AS)中的路由器之间发布路由信息。区别于距离矢量协议 (RIP),OSPF具有支持大型网络、路由收敛快、占用网络资源少等优点,在目前应用的路由协议中占有相当重要的地位。
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第一步:建立路由器的邻接关系:所谓“邻接关系”(Adjacency)是指OSPF路由器以交换路由信息为目的,在所选择的相邻路由器之间建立的一种关系。路由器首先发送拥有自身ID信息(Loopback端口或最大的IP地址)的Hello报文。与之相邻的路由器如果收到这个Hello报文,就将这个报文内的ID信息加入到自己的Hello报文内。如果路由器的某端口收到从其他路由器发送的含有自身ID信息的Hello报文,则它根据该端口所在网络类型确定是否可以建立邻接关系。在点对点网络中,路由器将直接和对端路由器建立起邻接关系,并且该路由器将直接进入到第三步操作:发现其他路由器。若为MultiAccess网络,该路由器将进入选举步骤。
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第三步:发现路由器:在这个步骤中,路由器与路由器之间首先利用Hello报文的ID信息确认主从关系,然后主从路由器相互交换部分链路状态信息。每个路由器对信息进行分析比较,如果收到的信息有新的内容,路由器将要求对方发送完整的链路状态信息。这个状态完成后,路由器之间建立完全相邻(FullAdjacency)关系,同时邻接路由器拥有自己独立的、完整的链路状态数据库。在MultiAccess网络内,DR与BDR互换信息,并同时与本子网内其他路由器交换链路状态信息。Point-to-Point或Point-to-MultiPoint网络中,相邻路由器之间信息。
第四步:选择适当的路由器:当一个路由器拥有完整独立的链路状态数据库后,它将采用SPF算法计算并创建路由表。OSPF路由器依据链路状态数据库的内容,独立地用SPF算法计算出到每一个目的网络的路径,并将路径存入路由表中。OSPF利用量度(Cost)计算目的路径,Cost最小者即为最短路径。在配置OSPF路由器时可根据实际情况,如链路带宽、时延或经济上的费用设置链路Cost大小。Cost越小,则该链路被选为路由的可能性越大。
第五步:维护路由信息:当链路状态发生变化时,OSPF通过Flooding过程通告网络上其他路由器。OSPF路由器接收到包含有新信息的链路状态更新报文,将更新自己的链路状态数据库,然后用SPF算法重新计算路由表。在重新计算过程中,路由器继续使用旧路由表,直到SPF完成新的路由表计算。新的链路状态信息将发送给其他路由器。值得注意的是,即使链路状态没有发生改变,OSPF路由信息也会自动更新,默认时间为30分钟。
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【OSPF分层路由的思想】OSPF把一个大型网络分割成多个小型网络的能力被称为分层路由,这些被分割出来的小型网络就称为“区域”(Area)。由于区域内部路由器仅与同区域的路由器交换LSA信息,这样LSA报文数量及链路状态信息库表项都会极大减少,SPF计算速度因此得到提高。多区域的OSPF必须存在一个主干区域,主干区域负责收集非主干区域发出的汇总路由信息,并将这些信息返还给到各区域。OSPF区域不能随意划分,应该合理地选择区域边界,使不同区域之间的通信量最小。但在实际应用中区域的划分往往并不是根据通信模式而是根据地理或政治因素来完成的。
【OSPF中的四种路由器】在OSPF多区域网络中,路由器可以按不同的需要同时成为以下四种路由器中的几种:1、内部路由器:所有端口在同一区域的路由器,维护一个链路状态数据库。2、主干路由器:具有连接主干区域端口的路由器。3、区域边界路由器(ABR):具有连接多区域端口的路由器,一般作为一个区域的出口。ABR为每一个所连接的区域建立链路状态数据库,负责将所连接区域的路由摘要信息发送到主干区域,而主干区域上的ABR则负责将这些信息发送到各个区域。4、自治域系统边界路由器(ASBR):至少拥有一个连接外部自治域网络(如非OSPF的网络)端口的路由器,负责将非OSPF网络信息传入OSPF网络。
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LSATYPE1:由每台路由器为所属的区域产生的 LSA,描述本区域路由器链路到该区域的 状态和 代价。一个边界路由器可能产生多个LSATYPE1。
LSATYPE2:由DR产生,含有连接某个区域路由器的所有链路状态和代价信息。只有DR可以 监测该信息。
LSATYPE3:由ABR产生,含有ABR与本地内部路由器连接信息,可以描述本区域到主干区域的链路信息。它通常汇总缺 省路由而不是传送汇总的OSPF信息给其他网络。
LSATYPE4:由ABR产生,由主干区域发送到其他ABR,含有ASBR的链路信息,与LSATYPE3的 区别在于TYPE4描述到OSPF网络的外部路由,而TYPE3则 描述区域内路由。
LSATYPE5:由ASBR产生,含有关于自治域外的链路信息。除了存根区域和完全 存根区域,LSATYPE5在整个网络中发送。
LSATYPE6: 多播OSPF( MOSF),MOSF可以让路由器利用链路状态数据库的信息构造用于多播报文的多播发布树。
LSATYPE7:由ASBR产生的关于NSSA的信息。LSATYPE7可以转换为LSATYPE5。
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外部网关协议用于在非核心的相邻网关之间传输信息。非核心网关包含互联网络上所有与其直接相邻的网关的路由信息及其所连机器信息,但是它们不包含Internet上其他网关的信息。对绝大多数EGP而言,只限制维护其服务的局域网或广域网信息。这样可以防止过多的路由信息在局域网或广域网之间传输。EGP强制在非核心网关之间交流路由信息。
由于核心网关使用GGP,非核心网关使用EGP,而二者都应用在Internet上,所以必须有某些方法使二者彼此之间能够通信。Internet使任何自治(非核心)网关给其他系统发送“可达”信息,这些信息至少要送到一个核心网关。假如有一个更大的自治网络,经常认为有一个网关来处理这些可达信息。和GGP一样,EGP使用一个查询过程来让网关清楚它的相邻网关并不断地与其相邻者交换路由和状态信息。EGP是状态驱动的协议,意思是说它依靠于一个反映网关情况的状态表和一组当状态表项变化时必须执行的一组操作。
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EGP报文类型 描述
AcquisitionRequest(获取请求)请求路由器成为邻站(对等路由器)
AcquisitionConfirm(获取 证实)对获取请求的肯定响应
AcquisitionRefuse(获取 拒绝)对获取请求的否定响应
CeaseRequest(中止请求)请求中止邻站关系
CeaseConfirm(中止证实)对中止请求的证实响应
Hello(你好)请求邻站回答是否活跃
IHeardYou(我听见你)对Hello报文的回答
PollRequest(轮询请求)请求更新网络的选路
RoutingUpdate(选路更新)网络可达信息
Error(差错)对不正确报文的响应
所有的EGP报文都有固定的首都用于 说明报文类型。
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1、《计算机通信网》王晓军毛京丽编著
2、http://www.cnpaf.net/search.asp
3、http://www.knowsky.com/380367.html
4、http://www.3800hk.com
5、http://codex.wordpress.org.cn/index.php?
6、http://www.yypark.cn/development/p41/J414997.shtml
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