HCIP笔记1--IP路由基础回顾、BFD单臂回声、OSPF基础

1. 路由基础回顾

概念

• AS(Aotonomous System): 自治系统，由同一机构管理的路由器集合。
• LAN(Local Area Network): 局域网，用户所使用的网络
• WAN(Wideless Area Network): 广域网，运营商网络
• 广播域：一个广播帧能在网络中到达的所有地方，也就是arp广播能到达的所有地方。
• 路由器：根据IP地址，查找相应的路由表进行转发的设备。
• 路由表：路由器转发的规则表，包括下一跳、优先级、开销、路由协议等

• 路由协议：一种计算路由的一系列规则集合

1.1 静态路由

由管理员自己手动配置的，比较难维护。

规则为：目的地址、网络掩码、下一跳

配置命令：

ip route-static 192.168.2.0 255.255.255.0 10.1.12.2 

浮动路由（静态路由备份）：

配置两条静态路由，一条优先级低，一条优先级高。

ip route-static 192.168.2.1 24 10.1.12.2 
ip route-static 192.168.2.1 24 10.1.21.2 preference 100

静态路由负载分担：
将两条链路配置成相同的优先级

ip route-static 192.168.2.1 24 10.1.12.2 
ip route-static 192.168.2.1 24 10.1.21.2 preference 100

1.2 动态路由协议

不需要手动配置，由路由协议本身进行计算、收敛。

按区域分为两类：内部网关协议（Internal Gateway Protocol）、外部网关协议（External Gateway Protocol）

内部网关协议又分为：OSPF、RIP、ISIS、EIGRP

外部网关协议主要是BGP。

按计算方式分为两类：基于距离矢量各基于链路状态。

基于距离矢量的协议主要是RIP和BGP；相邻路由器之间互相交换整个路由表，进行矢量迭加，最后学到整个网络的路由表。

特点：

• 路由器间周期性交换路由表
• 交换整张路由表
• 水平分割；为了防环，发出去的路由，不再接收。

缺点：

• 基于跳数，忽略了带宽时延等因素
• 交换路由信息的方式，定期广播整张路由表。在稍大 的网络中开销很大，很难维护，收敛很慢。

基于链路状态协议采用链路状态（Link State, LS）算法，从相邻路由器学到路由，把路由器划分区域，收集区域内所有链路状态信息，根据链路状态信息生成网络拓扑结构，从面计算整个网络的路由。

基于链路状态协议主要有OSPF、ISIS。在实际的现网中用到的主要是基于链路状态的协议。

2. OSPF基础

OSPF工作流程：

• 邻居关系建立
• 同步链路信息数据库（LSDB: Link State DataBase）
• 计算最优路径，并添加到路由表中

Router-ID: 在自治系统中唯一标识一台运行OSPF的路由器。

1. 建议手动配置Router-ID
2. 未手动配置Router-ID，会使用路由器的全局Router-ID
3. 全局Router ID是设备第一个配置了IP并且UP的接口IP

3. BFD检测直连故障

3.1 BFD是什么？

BFD: Bidirectional Forwarding Detection，双向转发检测，是一种全网统一的检测机制，用于快速检测、监控网络中链路或者IP路由的转发连通状况。

BFD本身并知道链路状态，而是要根据上层协议的状态来工作的。

BFD周期性的向对端发送心跳报文，从而来判断对方是否在线，如果不在线就通知给上层协议作后续处理。

3.2 BFD单跳检测

一般的直连链路，有一方断线是能直接检测到的；

但在上面的图中，假设PC1和PC2之间的两个路由器R1、R2之间配置的是浮动路由。如果R1、R2之间没有交换机，我们将主路由一个端口给Down掉后，是能自动切到备份链路的。但是我们加了一个交换机后，路由器就无法直接感知对方端口状态了。这时候BFD就可以发挥作用了。

配置BFD

#使能bfd
[R1]bfd
[R1-bfd]quit

#配置本端和对端的IP
[R1]bfd float-ip bind peer-ip 10.1.12.2 \
	source-ip 10.1.12.1
[R1-float-ip]discriminator local 1
[R1-float-ip]discriminator remote 2

将BFD状态和静态路由表项进行联动

ip route-static 192.168.2.0 255.255.255.0 10.1.12.2 track bfd-session float-ip

R2的配置类似，只是bfd里面的描述符要进行对调，也可以直接设置为auto不配置。

查看bfd会话状态

display bfd session all

3.3 单臂回声

有时候链路可能只有一端支持bfd检测，我们就可以利用单臂回声配置一侧的。与上面唯一不同的是，需要与出接口绑定而没有对端IP。

[R1]bfd one-arm bind peer-ip 10.1.12.2 interface \   GigabitEthernet0/0/0 one-arm-echo
[R1-one-arm] discriminator local 1
[R1-one-arm] commit

同样与静态地址联动

ip route-static 8.8.8.8 255.255.255.255 10.1.12.2 track bfd-session one-arm
ip route-static 8.8.8.8 255.255.255.255 10.1.21.2 preference 100

4. 问题

4.1 为什么路由器互联两个接口间要配置相同网段的IP?

不一定需要配置相同网段的IP,
最终还是要根据链路的类型来确定。

对于最常用的以太网协议来说，由于封装成帧需要对方的mac地址。如果互联的两个路由器的接口不在同一网段，路由器意识到两者不在同一网段，是不会发arp广播的，进而无法获取到mac地址，最终就不能通信。

而如果是P2P链路则需要在同一网段。

4.2 Loopback接口有什么用？

Loopback接口是环回地址，需要手动配置。
它的性质
（1）始终UP，具有环回特性；收到包后不再继续转发该包。
（2）可以配置单播地址，用来标识路由器。

在OSPF中，Loopback接口可以用来当做路由器的Router ID。

参考

huawei-bfd