動(dòng)態(tài)路由器的配置

基本原理介紹

先解釋一下什么是動(dòng)態(tài)路由。

從前面的描述中我們可以看到，路由器的基本功能就是為IP分組尋找到達(dá)目的地址的路徑。我們前一節(jié)介紹的是人工手動(dòng)靜態(tài)配置路由規(guī)則，也就是人為的設(shè)定尋路方式。但是因特網(wǎng)是個(gè)龐大的系統(tǒng)，上面跑的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)，而且拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也在隨時(shí)改變，這樣在某些復(fù)雜的范圍里我們的靜態(tài)配置就不一定能獲得最佳的尋路路徑了。而且一旦網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，我們手動(dòng)的靜態(tài)配置也往往無法及時(shí)跟著改變。在這個(gè)背景下，產(chǎn)生了動(dòng)態(tài)路由配置的概念，也就是動(dòng)態(tài)路由器。

動(dòng)態(tài)路由器上的路由表項(xiàng)是通過相互連接的路由器之間交換彼此信息，然后按照一定的算法優(yōu)化出來的，而這些路由信息是在一定時(shí)間間隙里不斷更新，以適應(yīng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)，以隨時(shí)獲得最優(yōu)的尋路效果。為了實(shí)現(xiàn)IP分組的高效尋路，IETF制定了多種尋路協(xié)議。其中用于自治系統(tǒng)（AS:Autonomous System）內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議有開放式最短路徑優(yōu)先（OSPF:Open Shortest Path First）協(xié)議和尋路信息協(xié)議(RIP:Routing Information Protocol)。所謂自治系統(tǒng)是指在同一實(shí)體（如學(xué)校、企業(yè)或ISP）管理下的主機(jī)、路由器及其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的集合。還有用于自治域系統(tǒng)之間的外部網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議BGP－4等。

運(yùn)行這些路由協(xié)議的軟件就是我們通常說的路由軟件，Linux下常見的路由軟件有g(shù)ated和zebra,。前者既有GPL版本的發(fā)行，又有收費(fèi)的版本；而后者則是日本某組織開發(fā)的完全GPL的高效的路由軟件。Linux的發(fā)行里面一般都缺省就有g(shù)ated這個(gè)軟件，我們下面主要介紹它的配置和使用方法。

路由協(xié)議的介紹

我們這里介紹一下RIP協(xié)議。

RIP是Routing Information Protocol的縮寫，直接翻譯就是"路由信息協(xié)議"。

RIP計(jì)算路由時(shí)使用了"距離向量（distance vector）"算法，因此，它也被稱作"距離向量尋路協(xié)議（distance vector routing protocol）。

RIP的特點(diǎn)是路由器間定時(shí)地交換網(wǎng)絡(luò)的整體知識(shí)，并且只和相鄰路由器交換這種知識(shí)。換句話說，路由器只和相鄰路由器共享網(wǎng)絡(luò)信息。路由器一旦從相鄰路由器獲取了新的知識(shí)，就將其追加到自己的數(shù)據(jù)庫中，并將該信息傳遞給所有的相鄰的路由器。相鄰路由器做同樣的操作，經(jīng)過若干次傳遞，使自治系統(tǒng)內(nèi)的所有路由器都能獲得完整的路由信息。

RIP報(bào)文用UDP數(shù)據(jù)報(bào)來傳送。為了區(qū)別于其他的UDP應(yīng)用，規(guī)定RIPng的公認(rèn)專用UDP端口號(hào)為521。主動(dòng)尋路更新報(bào)文的源/目的的端口都是RIPng端口，應(yīng)答的更新報(bào)文送往發(fā)起請(qǐng)求的端口。應(yīng)當(dāng)注意，IPv4中RIP使用的端口號(hào)是520，與RIPng的有所不同。

定時(shí)器愛RIP中有著比較重要的作用。在RIP中為支持尋路操作使用了三個(gè)不同的定時(shí)器。

第一個(gè)是啟動(dòng)定時(shí)進(jìn)行RIP更新操作的定時(shí)器。此定時(shí)器通常設(shè)置成30秒。在RIP標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)其進(jìn)一步加以限制，它要求路由器對(duì)更新報(bào)文的發(fā)送間隔采用隨機(jī)數(shù)，將RIP更新報(bào)文的間隔選取在25秒到35秒之間。其目的是為了避免網(wǎng)絡(luò)上所有的路由器以相同的定時(shí)發(fā)送更新報(bào)文，大量的業(yè)務(wù)量壓迫網(wǎng)絡(luò)造成沖突。利用隨機(jī)間隔可均衡業(yè)務(wù)量，從而減少路由器的沖突。

RIP在避免沖突方面還有一點(diǎn)需要注意，在觸發(fā)更新中不論何時(shí)發(fā)送了報(bào)文，不對(duì)30秒定時(shí)器復(fù)位。如果復(fù)位，多個(gè)路由器的更新報(bào)文的發(fā)送間隔就會(huì)發(fā)生沖突。這是由于所有的路由器在發(fā)送觸發(fā)更新后同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器造成的。如不對(duì)該定時(shí)器復(fù)位，即使與在數(shù)秒前剛廣播的觸發(fā)更新報(bào)文的內(nèi)容完全一樣，定時(shí)的更新報(bào)文也照發(fā)不誤。

RIP使用的第二個(gè)定時(shí)器時(shí)期滿（expiration）定時(shí)器。路由器只要收到通往特定信宿的路由，就對(duì)通往該信宿的期滿定時(shí)器初始化。期滿定時(shí)器雖然被設(shè)定為180秒，但在穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)中總是每隔30秒被初始化。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定時(shí)，此定時(shí)器的時(shí)間區(qū)間表示該路由無效。

RIP最后一個(gè)定時(shí)器時(shí)垃圾收集（garbage collection）定時(shí)器。路由器對(duì)無效路由打上尺度為無窮大的無效標(biāo)記并將垃圾收集定時(shí)器置位。此時(shí)，定時(shí)器在120秒的區(qū)間內(nèi)工作。在該期間內(nèi)路由器將尺度費(fèi)用置成無窮大的同時(shí)，繼續(xù)公布該信宿。以這種方法公布路由，相鄰路由表就能迅速從尋路表中刪除該路由。

RIP協(xié)議也有它的缺陷：

網(wǎng)絡(luò)直徑較小

RIP將尺度（即費(fèi)用）無窮大定義為16，這一定義對(duì)使用RIP的所有網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模作出了嚴(yán)格的限制。因尺度必須是整數(shù)，故網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用至少為1。在基于RIP的Internet中，所有的系統(tǒng)距其他任何系統(tǒng)不能超過15個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這一大小被稱作網(wǎng)絡(luò)直徑。

這一限制對(duì)管理員分配費(fèi)用的靈活性是一個(gè)很大的制約。管理員分配費(fèi)用最直接的方法是對(duì)各個(gè)網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用都設(shè)成1。但是，在這種分配方式下，RIP就會(huì)選擇費(fèi)用最小的路徑，而不管該路徑上的信道容量的大小。因此會(huì)舍棄"較長(zhǎng)"的高速路徑而通過低效的"較短"路徑傳送數(shù)據(jù)。為了避免這種情況的發(fā)生，管理員可將大于1的費(fèi)用分配給低效鏈路，人為地提高其費(fèi)用。其結(jié)果是最大網(wǎng)絡(luò)直徑隨之變小，進(jìn)一步限制了RIP的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。

對(duì)網(wǎng)絡(luò)變化的反應(yīng)較慢

RIP網(wǎng)絡(luò)中的路由器從路由失效到將其識(shí)別出來要等待180秒，而在OSPF中典型值是1~2秒。

不支持組播

在RIP中沒有公布組成員信息的方法，因此不支持組播尋路。為實(shí)現(xiàn)組播尋路需和其他協(xié)議并用。

gated的配置

gated支持RIP、OSPF、IS-IS等路由協(xié)議。我們這里著重介紹RIP協(xié)議的配置方法，其他協(xié)議的配置大家可以針對(duì)協(xié)議本身然后參考相關(guān)幫助文檔做類似的配置就可以。

首先修改/etc/sysconfig/network文件，使得FORWARD_IPV4=yes。然后在/etc/目錄下創(chuàng)建文件名為gated.conf的文件，里面就是需要填寫的配置信息。RIP協(xié)議的配置語法如下：

rip yes | no | on | off [ {

broadcast ;

nobroadcast ;

nocheckzero ;

preference preference;

defaultmetric metric ;

query authentication [none | [[simple|md5] password]] ;

interface interface_list

[noripin] | [ripin]

[noripout] | [ripout]

[metricin metric]

[metricout metric]

[version 1]|[version 2 [multicast|broadcast]]

[[secondary] authentication [none | [[simple|md5] password]] ;

trustedgateways gateway_list ;

sourcegateways gateway_list ;

traceoptions trace_options ;

} ] ;

上面的配置語法用來啟動(dòng)或者禁止RIP協(xié)議的運(yùn)行，并對(duì)RIP協(xié)議某些參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。各參數(shù)的含義如下：

broadcast

指明RIP分組將被廣播。當(dāng)廣播靜態(tài)路由或者由其他協(xié)議產(chǎn)生的RIP路由項(xiàng)時(shí)，這很有用。

nobroadcast

指明當(dāng)然的接口上不廣播RIP分組。

nocheckzero

指明RIP不處理RIP分組中的保留域。通常RIP將拒絕保留域?yàn)榉橇愕姆纸M。

preference preference

設(shè)置RIP路由的preference，其缺省值是100，這個(gè)值可以被其他的給定的策略重寫。

metric metric

定義當(dāng)使用RIP廣告由其他路由協(xié)議獲得的路由信息時(shí)使用的尺度（metric）。其缺省值為16（不可達(dá)）。

query authentication [none | [[simple|md5] password]] ;

設(shè)定身份認(rèn)證密碼。缺省是無需認(rèn)證。

interface interface_list

針對(duì)某特定的接口進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。

可以有的參數(shù)如下：

noripin

指定該接口商接收的RIP分組無效。

ripin

這是缺省的參數(shù)。與noripin相反。

noripout

被指定的接口上將無RIP分組發(fā)出。缺省值是在所有的廣播和非廣播的接口商發(fā)送送RIP分組。

ripout

這是缺省值。與noripout的含義相反。

metricin metric

指定在新添加的路由表項(xiàng)加入內(nèi)核路由表以前增加的尺度（metric）。缺省值是1。

metricout metric

指定通過特定的接口發(fā)出的RIP前，對(duì)尺度的增加值。缺省值是0。

version 1

指定發(fā)送第一個(gè)版本的RIP協(xié)議的分組。缺省值是這個(gè)。

version 2

在指定的接口商發(fā)送第二個(gè)版本的RIP協(xié)議分組。如果IP組播可以使用，則缺省發(fā)送完全第二版本的分組，如果不支持組播，則使用與第一版本兼容的第二版本的RIP分組。

multicast

指明在特定接口上的第二版本的RIP分組使用組播發(fā)送。

broadcast

指明在特定的接口上使用廣播來發(fā)送與第一版本兼容的第二版本的RIP分組，即使該接口支持組播。

[secondary] authentication [none | [simple|md5] password]

定義身份認(rèn)證的方式。只對(duì)第二版本的RIP協(xié)議有用。缺省是無身份認(rèn)證。

trustedgateways gateway_list

定義RIP接收RIP更新分組的網(wǎng)關(guān)。gateway_list 是一個(gè)簡(jiǎn)單的主機(jī)名或者IP地址的列表。缺省情況下，在共享網(wǎng)絡(luò)上的所有的路由器都被認(rèn)為支持提供RIP更新信息。

sourcegateways gateway_list

定義RIP直接發(fā)送分組的路由器列表，而不通過組播或者廣播。

traceoptions trace_options

設(shè)置RIP跟蹤選項(xiàng)。詳細(xì)設(shè)置略。

下面是些配置示例：

配置1：

#

#

# This configuration runs RIP in quiet mode, it only listens to

# packets, no matter how many interfaces are configured.

#

rip yes {

nobroadcast ;

} ;

配置2：

# This configuration emulates routed. It runs RIP and only sends

# updates if there are more than one interfaces up and IP forwarding is

# enabled in the kernel.

#

# NOTE that RIP *will not* run if UDP checksums are disabled in

# the kernel.

#

rip yes ;

zebra介紹

這是日本人寫的以GNU版權(quán)方式發(fā)布的軟件，開始于1996年，主要的功能是實(shí)現(xiàn)了RIPv1,RIPv2,RIPng, OSPFv2, OSPFv3, BGP-4, and BGP-4+路由協(xié)議，目前是0.87版，目前支持Linux和FreeBSD，將來會(huì)支持Solaris 7和GNU Hurd。

其中RIPv1, RIPv2, OSPFv2是用于IPv4的自治域系統(tǒng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，最好的是OSPF，他支持VLSM(變長(zhǎng)子網(wǎng)掩碼）、收斂快，能根據(jù)鏈路的負(fù)載等動(dòng)態(tài)調(diào)整路由，是目前最好的所有廠商都支持的內(nèi)部路由協(xié)議。跟他差不多（也許還要好）的是cisco專有的EIGRP.

BGP-4是用于自治域系統(tǒng)之間的外部網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議，也是目前Internet主干上目前使用的協(xié)議，非常的靈活。在國外用的非常普遍，如果一個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)以上出口(連接兩個(gè)ISP)極大的可能會(huì)用他。但是在國內(nèi)好象很少使用，這也跟國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)比較封閉有關(guān)。假如我們跟CSTNET和CETNET使用BGP-4的話，只要這兩個(gè)出口一個(gè)是通的，我們對(duì)外的連接不會(huì)中斷超過1分鐘。

RIPng OSPFv3, BGP-4+主要擴(kuò)展了對(duì)ipv6的支持。

這個(gè)軟件配置的很多方面跟cisco的IOS配置幾乎完全相同，我們完全可以拿一臺(tái)PC機(jī)來完成一些必須用昂貴的CISCO路由器才能完成的比較復(fù)雜的路由協(xié)議處理控制功能。

GNU Zebra可以到www.zebra.org去找。