核心网IP技能-IP 路由基本原理-20070209-B-1.0

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1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,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.,-,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,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,,核心网工程部,IP,路由基本原理,2024/11/4,Contents,IP,路由的基本概念和选路原则,学习完此课程，您将会：,了解和掌握,IP,路由的基本概念,影响,IP,路由选路的原则,等价路由的概念,链路聚合的概念和配置,目 标,Page,3,第,1,章,IP,路由的基本概念和原理,第,2,章,IP,选路的基本原则和等价路由,第,3,章 路由协议,内容介绍,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，找到报文转发的出接口以及对应的下一跳路由器，然后将报文转发给下一跳路由器，直到到达最终的目的地。这里的路由实际指,单播,路由，将报文逐跳逐跳送到目的地。当然每个转发报文的设备都需要决定是否进行转发、以及选择最近的路径到达目的地。,在,IP,路由中，有几个概念十分重要：,1,、,route,：指目的地址，就是例子中的“最终目的地”。,达到目的地址经过的设备上都需要知道该目的地址，即,route,。如果有多个目的地址，就有多个,route,。,2,、,routing,：指决定到达每个下一跳的最短路径和转发出接

6、口，以及决策，即寻路和决策。,在每台设备上都需要运行一些算法来实现,routing,，这些算法就是路由协议，路由协议有静态路由协议（需要人工配置），动态路由协议（设备根据一些规则自动找到最短的路径和转发出口）。,3,、,router,：指使用专门的存储介质保存这些,route,，并使用专用的操作系统来实现,routing,，并使用专门的通信芯片和硬件提供各种接口来转发报文的设备,可以将,IP,路由想象成,“开车去往某个地方”,，需要经过很多关口，到达每个关口有几条路径可以选择；为了节省油钱，当然是选择最近的路径到达每个关口；出了每个关口之后，需要再次决定选择哪个路口达到另外一个关口，直到达到最

7、终的目的地。,Page,5,路由通告和转发,路由通告和转发是两个相反的过程。,路由通告是指路由器将自己直连的网段通告给其它的路由器设备，是目的地址的发起者或者源。,路由转发是指路由器根据,目的地址,将报文转发给发起者或者源。,E0:IP3,E0:IP4,PC1:N1,PC2:N2,E1,E1,下面的例子来,PC1,访问,PC2,说明路由通告和转发的区别：,RTA,RTB,通告直连的网段,N1,N3,接受网段,N2,形成路由表,DA OUTINTERFCE NH,N1 E0 IP3,通告直连的网段,N2,DA OUTINTERFCE NH,N2 E0 IP4,通告过程和路由表形成,转发：,PC1

8、,和,PC2,相互访问过程,PC1,访问,PC2,，,RTA,查找路由表,N2,找到出接口和下一跳,PC2,访问,PC1,，,RTA,查找路由表,N1,找到出接口和下一跳,接受网段,N1,形成路由表,路由器的路由的过程：,通告直连的网段,路由表形成,-,转发,Page,6,路由器的硬件架构,网络接口,网络接口,网络接口,CPU,网络接口,CPU,网络接口,网络接口,CPU,接口,CPU,接口,CPU,接口,CPU,接口,ASIC,交换网,接口,ASIC,ASIC,接口,ASIC,接口,CPU,接口,NP,交换网,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,的交换式路由器,基于,ASIC,的交换式路由器,基于分布式,CPU,转发,总线式路由器,模块化集中,转发路由器,固定接口集中,转发路由器,Page,7,华为路由器介绍,Quidway,R3680E/3640E,核心,路由器,/,通用交换路由器,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,路由表记录了所有的路由、出接口、下一跳、路由的开销、优先级，以及通过什么路由协议学习到。,Page,9,第,1,章,IP,路由的基本概念和原理,第,2,章,IP,选路的基本原则和等价路由,第,3,章 路由协议,内容介绍,Page,10,路由开销,Cost,路由开销是指从源到目的地经过所有链路的开销的总和。不同的路由协议使用不同的计算方法来计算路由的开销。,对于,RIP,协议使用跳数来计算开销，跳数等于经过路由器的数量。对于,RIP,最大的,c

12、ost,为,15,跳。,对应,IGRP,和,EIGRP,协议，,cisco,的私用协议，使用链路的,bandwidth,delay,reliability,load,等接口参数来计算。默认使用,bandwidth,、,delay,来计算。,IGRP=10,7,/BW,(min),+delay,(sum),(,BW,delay,表示到目的地经过的所有路由器出接口的带宽,）,EIGRP=256*IGRP,对于,OSPF,协议使用：,10,8,/BW(BW,表示链路带宽）。,Cost,的开销等于到目的地址经过的所有路由器出接口的总和。,路由转发时，总是选择开销最小的路径。,以,OSPF,为例来说明,

13、cost,的计算：,A,B,3,3,3,3,3,3,2,2,2,2,2,2,3,A,访问,B,有两条路径：,一条路径的,cost,值为,:2+2+2+3=9,另外一条路径,cost,为：,3+3+3+3=12,最后结果，,A,到,B,的数据流从下面的路径。,Page,11,等价路由,ECMP,等价路由,ECMP(equal,cost multi-path):,就是在目的地有多个相同开销的路径，在路由表中同一条路由有两个不同的下一跳存在。去往该目的地址的报文在这两条路径上分担。,A,B,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,3,如图，从,A,到,B,有两条路径，,RTA,通过计算到目的

14、地址,B,的开销，发现两条路径有相等的,cost,值，所有,RTA,的路由表中到同一个目的地址（,B,）存在两个下一跳,:,分别为,RTC,和,RTD,，这样成为,等价路由,。在报文转发的时候，,RTA,会选择报文分担在这两条路径上。,RTA,RTB,RTC,RTD,Page,12,等价路由,ECMP,（续）,在等价路径上，有几种报文的转发方式：,1,、逐包转发,逐包的方式是：去往一个目的地的逐包的在等价路径上转发。下图中，,RTA,转发,A,到,B,的第一个包时选择下面的路径，转发第二个包时选择上面的路径；后续的报文也是如此。,A,B,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,3,RT

15、A,RTB,RTC,RTD,2,、,per destination,转发,对于在同一个网络但是不同目的地址的报文在等价路径上转发。,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,等价路由,ECMP(,续）,3,、,per flow,转发,基于流的转发，一个流基本有五元素来确定（源,IP,地址、源,MAC,、目的,IP,地址、目的,MAC,、端口）。,如下图，对于访问不同的服务器，流量将在两条路径上负载分担；但是如果其中每个服务的流量大，将导致两条路径上的负载分担不均匀。,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,几种等价路由转发方式的比较,等价路由转发方式,优点,缺点,Per packet,流量能够均匀的负载分担,1,、对于同一个流的报文，都需要进行路由查找，目的是选择等价路由上不同出接口，导致报文的转发效率低。,2,、可能导致同一个报文在不同的路径上。,Per destination,第一个报文上到,CPU,查找，后续的报文直接转发，转发性能有所提高。,1,、由于基于具体的目的地址，可能导致一条路径上的流量很大。,2,、第一个报文也需要查找路由表。,Per flow,1,、快速转发，不需要在,CPU,中查找路由表，直接通过接口硬件,Fib,表项转发，转发性能高。,2,、能够比较的负载分担,1,、五元组使用,Hash,算法，来计算等价的路径，计算复杂，可能导致某条路径上承载了大量的流量。,Page,15,路由协议的优先级,不同的路由协议，使用不同的优先级。,当一条路由从不同路由协议学习到的时候，优先级高的路由协议将被优先。,路由协议,优先级（华为）,