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d10-Routing-Concepts.md
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@ -1,10 +1,10 @@
#第10天
# 第10天
**路由的一些概念**
**Routing Concepts**
##第10天的任务
## 第10天的任务
- 阅读今天的课文
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@ -32,9 +32,7 @@ ICND1考试要求你对**基本路由**（basic routing）及**数据包流经
- IP路由表，IP routing table
- 被动接口(它们的工作方式)，passive interfaces（how they work）
##路由基础
=======
##路由基础知识
## 路由基础知识
**Basic Routing**
@ -48,7 +46,7 @@ ICND1考试要求你对**基本路由**（basic routing）及**数据包流经
因为这些路由协议有着不同特征，而在其各自的伸缩性（scalability）和性能上有所不同。一些路由协议适合于小型网络，而其它协议则既可用于小型、中型网络，又可在大型网络中使用。
###包转发
### 包转发
**Packet Forwarding**
@ -107,13 +105,13 @@ ICND1考试要求你对**基本路由**（basic routing）及**数据包流经
*图10.8 -- 离开路由器`C`的数据包*
###互联网协议路由基础知识
### 互联网协议路由基础知识
**Internet Protocol Routing Fundamentals**
正是某种路由协议，才令到路由器实现如何达到其它网络的动态学习。路由协议还令到路由器实现与其它路由器或主机，就学习到的网络信息进行交换。这些路由协议可用于连接内部园区网络（connecting interior/internal campus networks），也用于连接不同企业或路由域（connecting different enterprises or **routing domains**）。因此，不光要掌握这些路由协议的复杂之处，还要牢固掌握何时在何种情况下要用这种路由协议，而不用另一种的原因。
###平坦及层次化路由算法
### 平坦及层次化路由算法
**Flat and Hierarchical Routing Algorithms**
@ -123,7 +121,7 @@ ICND1考试要求你对**基本路由**（basic routing）及**数据包流经
由层次化路由系统所带来的主要优势，就是这类系统的可伸缩性。层次化路由系统还令到对网络改变十分容易，这和包含了核心、分布和接入层的传统层次化网络设计带来的优势十分相似。此外，层次化算法可用于在网络的一些区域减少路由更新流量，并减小路由表大小，同时仍然保证完整的网络连通性。
###IP分址和地址汇总
### IP分址和地址汇总
**IP Addressing and Address Summarisation**
@ -137,7 +135,7 @@ ICND1考试要求你对**基本路由**（basic routing）及**数据包流经
通过图10.9可以看出，那些分支局（接入层）到地区局路由器（分布层）都是双线路接入（the branch offices(Access Layer) are dual-homed to the regional office routers(Distribution Layer)）。这些层都是采用思科设计模型（Cisco design models）定义出来的。采用某种层次化分址方案，就令到分布层路由器将仅一条的那些分支局子网的汇总路由，通告给核心层。这样做保护了核心层免受任何位处分布层和接入层之间路由器路由抖动的影响，因为除非某条汇总路由所继承自的那些更为具体前缀都从路由表中移除，该条汇总路由是不会抖动的（this protects the Core Layer from the effects of any route flapping between the Distribution and Access Layer routers, because a summary route will not flap until every last one of the more specific prefixes from which it is derived is removed from the routing table）。这又带来了该区域稳定性的提升。此外，核心层路由表大小得以极大地减小。
###管理距离
### 管理距离
**Administrative Distance**
@ -188,7 +186,7 @@ Routing Protocol is “isis”
Distance: (default is 115 )
```
###路由度量值
### 路由度量值
**Routing Metrics**
@ -211,7 +209,7 @@ Distance: (default is 115 )
从一名网络管理员的角度看，重要的是理解**`bandwidth`命令不会影响接口的物理容量**（因此该命令又是被成为是一个道具命令(a cosmetic command)）。也就是说，在`FastEthernet`接口上配置了更高的带宽，并不意味着其就具备了支持`GigabitEthernet`速率的能力。**开放路径优先（OSPF）和增强内部网关路由协议（EIGRP）都在度量值计算中用到了带宽变量**。
###成本
### 成本（开销）
**Cost**
@ -253,7 +251,7 @@ Distance: (default is 115 )
和负载一样，可靠性一词，也是依据其所在上下文的不同，有着不同的意义。在这里，除非另有说明，总是可以假定可靠性是指网络链路或接口的可靠性、可信任性。在思科IOS软件中，某条链路或某个接口的可靠性表示为一个`255`的分数。比如，一个`255/255`的可靠性值表明接口是`100%`可靠的。与接口负载类似，某接口的默认可靠性是以过去`5`分钟平均值进行计算的。
###前缀匹配
### 前缀匹配
**Prefix Matching**
@ -274,7 +272,7 @@ Distance: (default is 115 )
> **注意：** 尽管在表10.3中默认路由是位列路由选择顺序最后的，但要记住一条默认路由并非总是出现在路由表中的。如路由表中没有默认路由，同时也没有到地址`1.1.1.1`的路由条目，那么路由器就会简单地丢弃到那个目的地的数据包。大多数情况下，路由器会发给源主机一条ICMP消息，告知其目的主机不可达。而一条默认路由就是用于将目的网络未在路由表中显式列出的数据包，导向默认路由。
###IP路由表的建立
### IP路由表的建立
**Building the IP Routing Table**
@ -326,7 +324,7 @@ Routing entry for 80.1.1.0/24
Route metric is 1, traffic share count is 1
```
##有类和无类协议
## 有类和无类协议
**Classful and Classless Protocols**
@ -348,7 +346,7 @@ RIP protocol debugging is on
01:29:15:192.168.2.0/24 via 0.0.0.0
```
##被动接口
## 被动接口
**Passive Interfaces**
@ -367,13 +365,13 @@ RIP protocol debugging is on
也就是说，你想要消除不必要的路由对等邻接（unnecessary routing peering adjacencies）,那么就要将那些面向二层交换机的端口，配置为被动接口，以此来抑制路由更新通告（suppress routing updates advertisements）。如某台分布层交换机在这些接口之一上，一条都没有接收到来自一台潜在对等设备的路由更新，其就不必去处理这些更新，也就不会通过那个设备形成邻居邻接关系。达成此配置的命令通常就是路由进程配置模式（the Routing Process Configuration mode）中的`passive-interface [interface number]`命令。要获得更多有关思科设计模型（the Cisco design model）的信息，请阅读一份CCDA手册。
##路由协议分类
## 路由协议分类
**Routing Protocol Classes**
路由协议有两大分类 -- **距离矢量**和**链路状态**(Distance Vector and Link State)。距离矢量路由协议在决定通过网络的最优路径（一条或多条）时，传统上使用一个一维矢量（a one-dimensional vector），而链路状态路由协议在决定通过网络的最优路径（一条或多条）时，使用最短路径优先（the Shortest Path First, SPF）。在深入探究路由协议的这两种类别的具体细节之前，我们先看看不同矢量，以及难以搞懂的SPF算法。
###理解矢量
### 理解矢量
**Understanding Vectors**
@ -387,13 +385,13 @@ RIP protocol debugging is on
> **注意：** 矢量亦可朝相反的方向通过（也就是以负数表示的矢量）。
###最短路径优先算法
### 最短路径优先算法
**The Shortest Path First Algorithms**
最短路径优先算法通过路由器创建出到某个区域或网络骨干中的所有主机的最短路径树，该路由器处于树的根部，并由该路由器完成树的生成计算。为让SPF算法以正确的方式工作，区域中的所有路由器都要有同样的数据库信息。在OSPF中，数据库信息同步是通过数据库交换过程实现的（the SPF algorithm creates a shortest-path tree to all hosts in an area or in the network backbone with the router that is performint the calculation at the root of that tree. In order for the SPF algorithm to work in the correct manner, all routers in the area should have the same database information. In OSPF, this is performed via the database exchange process）。
###距离矢量路由协议
### 距离矢量路由协议
**Distance Vector Routing Protocols**
@ -416,7 +414,7 @@ RIP protocol debugging is on
两个最常见的距离矢量协议，就是**RIP**和**IGRP**。**EIGRP是一个高级距离矢量协议**，距离矢量和链路状态两方面的特性在EIGRP中都有用到（也就是说，它是一个**混合协议(hybrid protocol)**）。
###链路状态路由协议
### 链路状态路由协议
**Link State Routing Protocols**
@ -440,7 +438,7 @@ RIP protocol debugging is on
<tr><td>OSPF</td><td>无类</td><td>链路状态</td></tr>
</table>
##路由协议的各种目标
## 路由协议的各种目标
**The Objectives of Routing Protocols**
@ -452,37 +450,37 @@ RIP protocol debugging is on
- 灵活性, flexibility
- 快速收敛, rapid of convergence
###最优路由
### 最优路由
**Optimal Routing**
所有路由协议的主要目标之一，就是选择通过网络从源子网或主机到目的子网或主机的最优路径。最优路由依据就是这些路由协议所使用的度量值。一种协议所认为的最优路由，并不一定也是从另一协议角度看的最优路由。比如，RIP可能认为一条仅有两跳长的路径是到某个目的网络的最优路径，尽管这些链路都是`64Kbps`，而诸如OSPF和EIGRP那样的先进协议则会到相同目的的最优路径是经过了`4`台路由器却有着`10Gbps`速率的链路。
###稳定性
### 稳定性
**Stability**
网络的稳定与否，是这些路由算法的另一个主要目标。路由算法应足够稳定，以容许无法遇见的网络事件（to accommodate unforeseen network events）, 比如硬件故障甚至错误实现等。尽管这是一个所有路由算法的典型特征，但由于它们对这些事件应对的方式和所用时间，令到一些算法相对其它算法做得更好，因此在现今网络中用到更多。
###易于使用
### 易于使用
**Ease of Use**
路由算法被设计得尽可能简单。除了要提供对复杂互联网络部署的支持能力，路由协议还应考虑运行其算法所需的计算资源问题。一些路由算法比起其它算法需要更多的硬件和软件资源（比如CPU和内存）来运行；但它们却能够提供比其它替代的简单算法更多的功能。
###灵活性
### 灵活性
**Flexibility**
除了提供路由功能外，路由算法还应富于特性，从而令到这些算法支持在不同网络中遇到的不同需求。但需注意此能力是以诸如下面即将说到的收敛等其它特性为代价的。
###快速收敛
### 快速收敛
**Rapid Convergence**
快速收敛又是所有路由算法的另一主要目标。如早前指出的那样，当网络中的所有路由器都有着同样视图且对最优路由达成一致时，就出现了收敛。在需要长时间才能收敛时，远端网络之间就会出现间歇性的包丢失及失去连通性。除了这些问题外，慢速收敛还会导致路由环回和完全的网络中断。
###路由故障避开机制
### 路由故障避开机制
**Routing Problems Avoidance Mechanisms**
@ -497,13 +495,13 @@ RIP protocol debugging is on
- **水平分割**, split horizon：水平分割防止路由更新再从收到的接口上发送出去，因为在那个区域中的路由器应该已经知道了那条特定路由了。
- **反向投毒**, poison reverse: 该机制是因被投毒路由而造成的水平分割的一个例外。
##基于拓扑（CEF）的交换
## 基于拓扑的思科快速转发交换
**Topology-Based(CEF) Switching**
**Topology-Based(CEF, Cisco Express Forwarding) Switching**
将某数据包预期的目的地址与IP路由表进行匹配，需要使用一些路由器的CPU运算周期。企业路由器可能有着数十万的路由条目，并能对同样数量的数据包与这些条目进行匹配。在尝试以尽可能高的效率来完成这个过程中，思科构建出了各种不同的交换方法（various switching methods）。第一种叫做进程交换（process switching）, 而它用到路由查找及已分级的最佳匹配方法（uses the route lookup and best match already outlined）。此方式又在快速交换（fast switching）之上进行了改进。路由器生成的最近转发数据包IP地址清单，连同IP地址匹配下的数据链路层地址会被复制下来。作为对快速转发的改进，思科快速转发（Cisco Express Forwarding, CEF）技术得以构建。当下思科路由器的所有型号，默认运行的都是CEF。
##思科快速转发
## 思科快速转发
**Cisco Express Forwarding(CEF)**
@ -511,7 +509,7 @@ CEF运行于数据面（the data plane）, 是一种拓扑驱动的专有交换
> **注意：** 重要的是记住就算有了CEF，在路由表发生变化时，CEF转发表同样会更新。在新的CEF条目创建过程中，数据包会在一个较慢的交换路径中，使用比如进程交换的方式，进行交换。所有当前的思科路由器型号及当前的IOS都使用CEF。
###转发信息库
### 转发信息库
**Forwarding Information Base(FIB)**
@ -521,7 +519,7 @@ CEF使用一个FIB来做出基于IP目的地址前缀的交换决定（CEF uses
此外，因为FIB查找表中包含了所有存在于路由表中的已知路由，FIB就消除了路由缓存维护，以及快速交换和进程交换的转发场景。这样做令到CEF比典型的demand-caching方案要更为高效地交换流量。
###邻接表
### 邻接表
**The Adjacency Table**
@ -529,7 +527,7 @@ CEF使用一个FIB来做出基于IP目的地址前缀的交换决定（CEF uses
而一旦某条路由得到解析，就会指向到一个邻接的下一跳。如在邻接表中找到了某个邻接，那么一个指向该适当邻接的指针就在FIB条目中进行缓存（as soon as a route is resolved, it points to an adjacent next hop. If an adjacency is found in the adjacency table, a pointer to the appropriate adjacency is cached in the FIB element）。而如果存在到某个同样目的网络的多条路径，则指向每条邻接的所有指针就会被加入到load-sharing结构体中，这样做可以实现负载均衡。当多条前缀加入到FIB时，那些需要例外处理的前缀，会以特别邻接关系进行缓存。
###加速的及分布式CEF
### 加速的及分布式CEF
**Accelerated and Distributed CEF**
@ -545,7 +543,7 @@ CEF使用一个FIB来做出基于IP目的地址前缀的交换决定（CEF uses
- 伸缩性, scalability -- 当dCEF模式开启时，CEF在诸如Catalyst 6500系列交换机等的高端平台的所有线路卡上，提供了全部的交换能力。
- 迅速恢复的能力, resilience -- CEF提供了大型动态网络中无例可循水平的数据交换一致性和稳定性。在动态网络中，快速交换缓存条目由于路由变化而频繁地过期和作废。这些变动能够引起流量经由使用路由表的进程交换而不是使用路由缓存的快速交换（CEF offers **an unprecedented level of switching consistency and stability** in large dynamic networks. In dynamic networks, fast-switching cache entries are frequently invalidated due to routing changes. These changes can cause traffic to be process-switched using the routing table rather than fast-switched using the route cache）。
###CEF的配置
### CEF的配置
**Configuring Cisco Express Forwarding**
@ -565,7 +563,7 @@ VTP-Server-1(config)#exit
> **注意：** 并没有用于配置或开启aCEF的显式命令。
##路由问题的故障排除
## 路由问题的故障排除
**Troubleshooting Routing Issues**
@ -598,7 +596,7 @@ VTP-Server-1(config)#exit
- 检查路由表是否有效
- 检查当前的路径选择
###检查路由是否开启
### 检查路由是否开启
**Verifying that Routing is Enabled**
@ -669,7 +667,7 @@ Router#show ip bgp ?
<cr>
```
###检查路由表是否正确
### 检查路由表是否正确
**Verifying That the Routing Table Is Valid**
@ -681,7 +679,7 @@ Router#show ip bgp ?
依据路由协议的不同，还要对从设备向外通告的那些前缀的正确性进行检查。
###检查路径选择的正确性
### 检查路径选择的正确性
在检查了有关前缀在路由表中确有出现后，就应对这些前缀的属性值（译者注：其路由跳数及各条路由的度量值、下一跳等信息）及路径选择方式进行仔细分析。这些分析包括下面这些。
@ -691,7 +689,7 @@ Router#show ip bgp ?
通过对网络中某台路由器的恰当配置，并在配置过程中对每一步都做好文档，以及对网络中两点自荐路径的持续监测，就能够对网络中流量是如何准确地流经那些设备，有扎实掌握。
##第10天问题
## 第10天问题
1. What is a routing protocol?
2. `_____` is used to determine the reliability of one source of routing information from
@ -709,7 +707,7 @@ control plane).
10. Link State routing protocols are those that use distance or hop count as its primary
metric for determining the best forwarding path. True or false?
##第10天问题答案
## 第10天问题答案
1. A protocol that allows a router to learn dynamically how to reach other networks.
2. Administrative distance.
@ -722,9 +720,9 @@ metric for determining the best forwarding path. True or false?
9. FIB.
10. False.
##第10天的实验
## 第10天的实验
###路由概念实验
### 路由概念实验
采用两台直连的路由器，并测试本模块中提到的那些基本命令。RIP已不在CCNA考试中了，但其对于一个简单的实验来说，是十分简单易用的。