知识点一 IP地址的运用

三台路由器串联，如何只配置IP地址，让三台路由器之间可以直接互通；

解析：不需要路由，可通过配置高低掩码就能使它们能互相ping通，对于掩码

的配置，答案不唯一，例如对于R2两个接口掩码的配置，也可以一边/24 一边/23，只要它属于/16包含的网段内就行

知识点二 RIPv1 和 RIPv2的区别

注意RIPv1 和RIPv2 都不支持CIDR

因为敲配置的时候提示：summary mask must be greater or equal to major net

意思也就是说，手动汇总的掩码必须大于等于主类路由的掩码，所以证明RIP不支持CIDR

知识点三 RIP的报文分析

RIP（Routing Information Protocol）路由协议：

1.RIP特点：

  距离矢量路由协议，传言路由；

  广播或者组播更新路由信息；

  周期更新、触发更新；

  多个计时器；

  RIPv1有类路由协议；

  RIPv2无类路由协议；

2.RIP的工作过程：

    启用RIP后，发送request包，邻居收到后回复update包，收到update包将更新自己路由表并将更改的路由信息继续传播；

报文格式：

RIPv1的抓包分析：

通过抓包可以看出，RIPv1的报文携带的东西很少，具体如下

 RIP V1报文格式：

1.命令（command）：命令字段为1 表示请求，2 表示应答。还有两个舍弃不用的命令（3 和4），

两个非正式的命令：轮询（5）和轮询表项（6）。请求表示要求其他系统发送其全部或部分路由表。应答则包含发送者全部或部分路由表。

2. 版本(version)：版本字段通常为1，而第2 版RIP 将此字段设置为2。

3.地址族标识：标识RIP是使用IPv4地址协议簇的

RIP 报文类型

RIP 使用两种报文类型：请求和响应

1、请求报文：

当路由器刚刚接入到网络上，或路由器有一些超时的项目，它就发送请求报文，请求报文可以询问整个路由表的信息或某个具体的路由信息

对于特定的路由表信息的请求：

对于所有的路由表信息的请求：

2、响应报文

响应可以是询问的或非询问的，询问的响应仅在回答请求时才发送出来。它包含了在对应的请求中指明的终点的信息，而非询问的响应则是定期发送，如每隔30s 或当路由表中有变化时，这种响应有时叫做更新分组（即非询问的响应）

RIPv2 报文格式

设计 RIPv2 版本是为了克服RIPv1 版本的某些缺点，RIPv2 的设计者没有增大每一个项目的报文长度，他们只是把RIPv1 中的对TCP/IP 协议填入0 的那些字段改为一些新的字段。对其基础上增加了一些扩展特性，以适用于现代网络的路由选择环境，这些扩展我包括：

无类别路由协议：RIPv2 的每一个路由条目都携带子网掩码，因此RIPv2 支VLSM。

多播方式（即组播）路由更新：RIPv1 使用广播方式把RIP 报文发送给每一个邻居，RIPv2 使用多播的方式向其他使用RIPv2 的路由器发出更新报文，使用的多播地址是224.0.0.9。采用多播方式的好处在于，本地网络上和RIP 路由选择无关的设备不需要花费时间解析路由器广播的更新报文。与 RIPv1 一样，RIPv2 操作使用的端口号为UDP520，并且数据报文最大不超过512字节。

抓包分析：

通过抓包可以发现RIPv2携带的内容比RIPv1多很多，具体分析如下

1.命令（Command）——只取值1 或2，1 表示该消息是请求消息，2 表示该消息是响应消息。其他的取值都不被使用或保留用作私有用途。

2.版本号（Version）——对于RIPv2，该字段的值设为2，如果设置为0 或者虽设置为1 但消息是无效的RIPv1 格式，那么这个消息将被丢弃。RIPv2 处理无效的RIPv1 消息。

3. 地址族标识（Address Family Identifier,AFI）------对于IP 该项设置为2。只有一个例外的情况，该消息是路由器（或主机）整个路由选择表的请求。

4. 路由标记（Route Tag）——提供这个字段用来标记外部路由或重分配到RIPv2协议中的路由。默认的情况是使用这个16 位的字段来携带从外部路由选择协议注入到RIP 中的路由的自治系统号。虽然RIP 协议自己并不使用这个字段，但是再多个地点和某个RIP 域相连的外部路由，可能需要使用这个路由标记字段通过RIP域来交换路由信息。这个字段也可以用来把外部路由编成“组”，以便在RIP 域中更容易的控制这些路由。

5.IP 地址（IP Address）——路由的目的地址。这一项可以是主网络地址，子网地址或者主机路由地址。

6.子网掩码（Subnet Mask）——是一个确认IP 地址的网络和子网部分的32 位的掩码。

7. 下一跳（Next Hop）——如果存在的话，它标识一个比通告路由器的地址更好的下一跳地址。换句话说，它指出的下一跳地址，其度量值比在同一个子网上的通告路由器更靠近目的地。如果这个字段设置位全0（0.0.0.0），说明通告路由器的地址是最好的下一跳地址。

8. 度量（Metric）—— Metric 在RIP 里面指的就是跳数。该字段的取值范围是1~16之间。

知识点四 RIP的选路原则

RIPv1：

1、发送路由更新的原则：将路由更新从一个接口发送出去时，要执行一个判断：

① 路由更新条目和该接口是不是同一个主类，如果是，则必须和该接口掩码长度一样才能发送出去；

② 如果不是，则进行有类边界的自动汇总，汇总成主类再发出去。这也是为什么有类路由协议不支持VLSM的原因；

2、接收路由更新的原则：

① 如果接收的条目和自己所在接口不是同一主类，则认为所接收的条目就是主类的路由，

② 如果和自己接口是同一主类，则认为所收条目和自己接口是同一样的掩码长度，

③此时如果主机位不是全为零，则认为是主机路由，则掩码为32位。

小实验：R1-(172.16.1.1/22)------(172.16.1.2/23)-R2（10.1.1.1/24 172.16.26.1/23 172.16.80.1/22 172.16.40.1/23）

问题：根据RIPV1的发送规则和接收规则R1能学到哪些路由条目

根据RIPV1路由的发送规则和接收规则

R1最终的路由表为：

注意：对于以上讨论的发送规则和接收规则是相对于RIPV1来说的

知识点五：RIP的汇总

手动汇总和自动汇总；

  --RIPV1是没有手动汇总的，并且自动汇总无法关闭（命令可以敲进去，但只对v2有效）；

  --RIPV2是支持手动汇总的，在路由条目传递的出接口进行手动汇总：不支持CIDR；

  --RIPV2的自动汇总是可以手动关闭的，IE考试中，如果没有明确说明不让关闭自动汇总，否则都要关闭自动汇总，防止因为自动汇总产生环路（什么情况下自动汇总可以产生环路）；

问题一：RIPV2自动汇总开启的情况下

则R2在将路由更新发送给R1时，遵守RIPV1的部分发送规则，即

①如果和我出接口的主类一样，则路由条目掩码不管是多少位都可以携带上自己的掩码被发送出去

②如果和我出接口的主类不一样，则将该路由条目汇总之后再发送出去

而没有关闭自动汇总的RIPV2没有什么特别的接收规则

所以此时R1的路由表为：

问题二：RIPV2自动汇总功能关闭的情况下

则R2在向R1发送路由更新时将携带自己的掩码一起将路由条目传给邻居，则R1的路由表变为：

抓包可以看到R1收到R2传来的所有明细的路由条目

现象分析：RIPv2自动汇总关闭的情况下，R2再向R1发送路由更新时，所有的路由条目都将携带掩码，以明细路由条目的形式被发送出去。

知识点六 RIPv1不支持不连续子网

现象分析：因为RIPv1 不支持不连续子网，并且在网络边界会将路由汇总成主类路由后再发送出来，所以路由条目传递到R4的时候，会发现R4同时收到两条相同的汇总后的路由条目，这是就出现负载均衡现象，使得R4在回包的时候不知道该给哪边回包，所以R1和R2之间发送的数据包在R4时就被丢弃了，所以会出现双方都ping不通的现象

知识点七 关于no ip classless命令：

     R1上配置默认路由ip route 0.0.0.0 0.0.0.0后，默认情况下是可以ping通172.16.1.1和2.1的；

当R1上配置命令no ip classless后，发现ping不通了

R1(config)#no ip classless 

注意此时查看路由表发现路由条目还是存在的，但是就是ping不通。

原因：默认情况下路由器是无类的，一旦配置命令no ip classless后，变为有类的，所谓有类，是指路由器只要知道一个主类当中任何一个子网的路由，它就认为自己知道了去往这个主类所有网段的路由。也就是说因为R1环回口的路由条目是172.16.1.1 属于172.16.0.0主类的路由，所以配置了no ip classless后，对于去往R2环回口的路由172.16.2.1,对于R1而言，R1路由器就会认为它1已经知道了去往主类为172.16.0.0的所有子网的路由，那么我R1就就算路由表中还存在路由条目，但是R1去往R2环回口目的地址172.16.2.1，我R1还是不会走路由表中原来写的路由条目。

注意：对于环回口比较特殊，它会使环回转发，即发往环回口的路由又发回R1，

因为环回口有路由环回的功能，所以还会

但是对于其他不是和它同一主类的路由，它还是不会将配置的路由条目删除的，比如在R2在增添一个环回口的地址为2.2.2.2/24，在R1上写一条到达2.2.2.2的默认路由

知识点八 RIP的认证：

    RIP支持明文认证和MD5认证，RIP的认证是在接口下配置的，收钱是在全局下定义key-chain，然后在接口下声明认证类型和调用定义好的key-chain；

    明文认证时，被认证方发送key chian时，发送最低ID值的key，并且不携带ID；认证方接收到key后，和自己key chain的全部key进行比较，只要有一个key匹配就通过对被认证方的认证。

MD5认证时，被认证方发送key时，发送最低ID值的key，并且携带了ID；认证方接收到key后，首先在自己key chain中查找是否具有相同ID的key，①如果有相同ID的key并且key相同就通过最近ID的key；如果没有往后的ID，认证失败。

注意：RIPv1不支持认证功能

认证：

RIP版本1不支持认证。如果接收和发送的是版本2包，接口能进行RIP认证。密钥链路决定了能用于接口的一连串密钥。如果不配设置密钥链路，接口就不能进行认证，甚至不能进行缺省认证。下面就让我们看一下配置RIP认证的步骤：

一、实验拓扑如图：

认证，key值不同就不通过认证。②如果没有相同ID的key，就查找该ID往后的

二、明文验证

R1上配置为：

全局下：

key chain sovand    //配置一个key chain 起个名字

key 1                  //配置第一个key

key-string ccxx   //配置密钥

接口下：

interface FastEthernet0/0  

ip address 172.16.1.1 255.255.255.0  

ip rip authentication mode text         //指出接口下使用明文认证

ip rip authentication key-chain rip-key   //接口下调用

R2的配置同理R1

测试一：R2的配置中key ID和密钥和R1的一致

发现认证成功，两边都能学到对方的路由条目

抓包分析

综上抓包现象分析：通过抓包我们可以看出，双方在发送认证信息的过程中没有携带key ID 也没有携带key chain的名称，所以对于明文认证，就算双方的认证的key chain名称和key ID不一样，只要双方的认证密钥一样就可以认证成功。

测试二：当R1只有一个key为ccxx，R2有两个key，第一个为ccxx01,第二个为ccxx

综上抓包分析：可以看出R1只有一个密钥，便直接把它的密钥ccxx发给了R2，但是R2有两个密钥，分别为ccxx01 和ccxx，而R2的 key ID最小的密钥是ccxx01，所以它将最小的key ID对应的密钥ccxx01发给了R1

这时。。。我们来看它们的路由表

R1：

R2：

综上路由表和测试二的抓包抓包分析，我们可以看出R1发给R2的密钥ccxx，虽然密钥对应的key ID不一样，在R2这边因为R2有两个密钥，所以认证协商成功了，但是R2发给R1的密钥时，发送的是key ID最小的对应的密钥，即ccxx01，而这个密钥在R1这边没有找到相同的密钥，所以认证协商失败了

结论

明文认证时，被认证方发送key chian时，发送最低ID值的key，并且不携带ID；认证方接收到key后，和自己key chain的全部key进行比较，只要有一个key匹配就通过对被认证方的认证。

三、密文认证

R1上配置为：

全局下：

key chain sovand 

key 1  

key-string ccxx02  

接口下：

interface FastEthernet0/0  

ip address 172.16.1.1 255.255.255.0  

ip rip authentication mode md5  

ip rip authentication key-chain sovand

R2上配置同理R1

测试一：

两边配置key ID和密钥都一样

查看路由表也发现两边都有学到对方的条目

综上实验现象分析：通过抓包我们可以看到，R1和R2之间在通过用MD5密文的形式进行相互认证的时候，会将key ID和密钥加密后一起发送过去，因为两边的key ID和配置的密钥都一致，所以认证成功了，也互相学到了对方的条目

测试二：

如果密钥一致，key ID不一样

现象分析：因为R1和R2两边的key ID不一样，所以认证不成功，两边都学不到对方的路由

测试三：

R1的key 1为ccxx，R2的key 1为ccxx02，key 2为ccxx

综上实验现象分析：此时因为对于R1发给R2的认证信息key 1=ccxx，而R2的key1=ccxx02,因为key ID相同，但是密钥不同，所以R1给R2 发的认证信息认证不成功，所以R1 的条目不能传给R2；对于R2，R2会将最小的key ID对应的密钥发给R1，即将key 1=ccxx02发给R1，同理，在R1这边认证也不成功，所以R2的条目也不能传给R1，所以两边双方认证都失败了，所以都不能将路由条目传给对方，因此互相都ping不通

4、结论

1、被认证方发送key时，发送最低ID值的key，并且携带了ID；

2、认证方接收到key后，首先在自己key chain中查找是否具有相同ID的key

如果有相同ID的key并且key相同就通过认证，key值不同就不通过认证。

如果没有相同ID的key，就查找该ID往后的最近ID的key；如果没有往后的ID，认证失败。

知识点九 被动接口：

 在路由进程下通过命令passive-interface 接口名  就可以把相应接口配置成被动接口，这时这个接口就不再发送组播或者广播的更新数据包，但是会接收更新，这时为了让邻居接收到自己的更新，需要指定单播邻居，即还可以发送单播包；

将R2的f0/1接口设置为被动接口后，观察路由器R2和R3之间数据包的更新，通过抓包可以看到，只有R3（172.16.2.3）一直地在发Request请求包，但是R2并没有向R3发送UPdate更新包

这也就说明了RIP的接口设置为被动接口后，能正常接收数据包，不会更新广播或组播包，但是可以发送单播包，往后继续看验证

对于RIP，因为它没有邻居的概念，所以单播指邻居的时候，只需要单方向指就可以了

R2(config)#router rip

R2(config-router)#neighbor 172.16.2.3

综上实验现象分析：在配置被动接口的情况下，通过单播指邻居后，通过观察抓包可以看出R2的数据包以单播包的方式更新出去，R3这时也学到了R2传过来的路由条目，这也验证了RIP的被动接口只是不将广播和组播包更新出去，但是单播包还是可以更新出去的

知识点十：RIP的路由环路

什么情况下RIP会产生环路，RIP用什么机制来防止环路的发生？

此时R1路由表：

此时R2路由表：

抓包分析

综上实验现象分析：当RIPv2自动汇总开启的情况下，此时R1和R2都是能学到对方传过来的汇总的路由条目

对于环路实验验证不知道怎么观察出有环路的现象，但是对于RIPv2没有关闭自动汇总可能产生的环路，可以这么解释：对于R1和R2两边都有属于172.16.0.0这一主类的条目，那么在自动汇总开启的情况下，比如要去往一个目的地为172.16.3.0网段的路由，那么对于R1，它只能走172.16.0.0的路由条目去到达目标网段172.16.3.0，所以它根据R2传过来的172.16.0.0路由条目，将数据包传给R2，而对于R2它要去往172.16.3.0网段，也根据R1传过来的172.16.0.0路由条目将数据包丢给R1。这样对于去往172.16.3.0网段的数据包会在R1和R2之间传来传去，这就会产生了路由环路。

知识点十一 关于默认路由的分发：

方式一：通过让RIP自动下发默认路由

R3(config)#router rip

R3(config-router)#default-information originate

方式二：通过network命令把直连的默认路由通告进来；

R3(config)#router rip

R2(config-router)#network 0.0.0.0

方式三：

把默认路由重分发进来

R3(config)#router rip

R2(config-router)#redistribute static metric 2

知识点十二：静态路由出接口和下一跳的区别：

前提条件是，在以太网环境当中，我的出接口以太网口，即是f口，这两者之间才有差别，如果是在点到点环境当中，即我的出接口是s口，这两者之间是没有什么区别的

Show arp 可以查看ARP的缓存表

R1上：

① 写出接口时：

现象分析：写出接口时，对于未知的目的IP地址对应的MAC地址，将进行多次ARP，R1的ARP缓存表将出现多条目的IP地址和其对应的MAC地址，但是每个目的IP地址对应的MAC地址都是同一个MAC地址，即都是下一跳R2的入接口IP地址对应的MAC地址。即抓包发现每ping一次目标IP地址都会进行一起ARP请求和ARP代理的过程，所以写下一跳会进行多次ARP请求和ARP代理，将浪费很多的网络带宽资源。

② 写下一跳时：

现象分析：写下一跳时，可以看出去往多个下一跳只需要进行一次ARP请求，只需要请求到下一跳R2入接口IP地址所对应的MAC地址便可，不管目标IP地址有多少个，只需要将数据包发给下一跳，即R2便可。即抓包发现，无论目标地址有多少个，只有第一次ping会进行ARP请求和ARP代理，后再去ping其他目标地址的时候都不会再进行ARP请求和ARP代理。所以写下一跳可以减少ARP的请求次数，有利于减少带宽的浪费。

上述总结：指出接口的时候，我不知道你的下一跳IP地址是什么，我没办法去ARP请求你下一跳IP地址对应的MAC地址，我就只能去ARP请求你的目标IP地址，并发生ARP代理功能。所以当我知道你的下一跳IP地址了，我只要知道你下一跳IP地址对应的Mac地址是多少就可以了，因为我去访问你那4台PC机，我都要把我的数据包丢给我的下一跳，我并不需关心你四台PC机的mac地址是多少，我只需要关心你的下一跳IP地址对应的mac地址是多少。

所以第一种配置方法，每ping一次将进行一次ARP请求与一次ARP代理，并且ARP缓存表中将增加一条ARP的映射表，而第二种配置方法只是第一次ARP请求下一跳IP地址对应的MAC地址是多少，下面继续往这个方向走的数据包，将不会再进行ARP请求了，ARP缓存表也不会再出现更多的条目。

知识点十三 浮动静态路由：

浮动静态路由：是一种特殊的静态路由，通过配置比主路由的管理距离更大的静态路由，保证网络中主路由失效的情况下，能提供备份路由。但在主路由存在的情况下它不会出现在路由表中。浮动静态路由主要用于拨号备份，浮动静态路由的管理距离可变

知识点十四 路由递归：

我们静态路由配置到目标IP地址的时候，可以不写下一跳的IP地址，可以写下下一跳的IP地址也可以，前提条件是下下一跳的这个IP地址路由是可达的就行，这就是路由递归

查找路由，本质上就是要找到一个接口出去，所以去往目的地的路由，只要能递归到一个正确的出接口就可以使数据包正常转发，就能通。

 你要去PING的IP地址，并且有路由，并且这条路由能够递归到一个出接口或者下一跳（网关，它来给目的MAC）。来回的路由都有，就能通。

知识点十五 路由协议的分类

===关于路由：

1.什么是路由：

  名词：去往某一网段的路径；

  动词：路由设备将数据包在不同网段之间的转发；

  单播路由，组播路由；

2.单播路由协议的分类：

  静态路由；

  动态路由：内部网关路由协议，外部网关路由协议；

3.学习路由——学会归纳总结：

—>路由信息的收集（直连、静态、动态）

—>路由信息的筛选（管理距离或者优先级、度量值=>负载均衡：逐包，逐流）

—>路由表的维护（直连和静态根据出接口的状态，动态根据邻居状态）

===概念理解：IGP:内部网关路由协议

1.什么是内部网关路由协议？

   在一个AS（在统一管理下一系列路由器，一定程度上等同于一个局域网）内部使用的路由协议，用于解决局域网内的IP路径选择；

2.IGP路由协议有哪些？

   RIPv1 v2, EIGRP ，OSPF ， IS-IS

3.IGP又分为哪几类：

   有类路由协议，无类路由协议；（传递路由条目时，是否传递网络掩码）

   距离矢量路由协议，链路状态路由协议；（本质区别：对网络的认知不同）

   *路径矢量路由协议——BGP；

4.IE考核路由的哪些内容？

   --路由相关概念、分类，一般是在笔试中考核；

   --路由协议的基础配置；

   --路由协议在VRF中的配置；MPLS-VPN

   --路由协议的特性：被动接口、手动汇总、自动汇总、认证；

   --路由协议的条目控制：路由策略；

   --不同路由协议之间的重分发和过滤、汇总；

   --路由协议的排错；不通：无路由，单向路由，路由环路，数据包过滤；

   --环路的防止；

===静态路由：（默认路由）

1.静态路由的优势；开销小，路径好控制；

2.静态路由的配置命令；

3.静态路由的默认路由；

4.浮动静态路由、静态路由的递归；

5.静态路由的排错：不通？ping traceroute

===课后作业：

回答下列问题并实验验证：

1.简述路由协议的分类；

2.什么是AS？

3.距离矢量路由协议和链路状态路由协议的区别？

4.有类路由协议和无类路由协议的区别？

5.解释浮动静态路由和静态路由的递归，实验演示；

6.RIPv1 和 RIPv2的区别，实验验证；

7.说明RIP的工作过程，解释各种消息类型的格式字段，抓包验证；

8.RIPv1是有类的路由协议，它是如何进行路由更新的，实验验证；

9.no ip classless命令有什么作用，实验演示；

10.什么情况下RIP会产生环路，RIP用什么机制来防止环路的发生？

11.阐述RIPv1 RIPv2的手动汇总和自动汇总，实验验证；

12.RIP的认证是如何配置的，要注意什么，实验验证；

13.阐述RIP被动接口的作用，为什么需要被动接口，实验验证；

14.RIP路由协议如何通告默认路由，有几种方法，实验验证；

15.RIP网络总出现某个网络不通的现象，请说说你的思路。

RIP&静态路由笔记