路由协议

因特网主要协议.png

ARP、RARP 考的多，其余的考的较少。 ARP、RARP请求都是广播方式，应答都是单播方式。

一、ARP-地址解析协议

1.ARP

地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）

• 是根据IP地址（逻辑地址）获取MAC地址（物理地址）的一个TCP/IP协议。
• ARP 封装在以太帧。

那个口也不绑定，它所提供的对应关系是 IP 地址和MAC地址的对应关系。如果硬是要说他是哪个口，比如PC 上的网卡，那他就是绑定在这个口上。当然，如果有多网卡，那么ARP 缓存也是分开的

（1）作用：

（向下找）通过 IP地址（逻辑地址）寻找 MAC地址（物理地址）。 也就是将 32位IP地址 解析成 48位以太网 的操作。 而RARP是 反地址解析协议 ，也就是将 48位以太网 解析成 32位IP地址。

（2）字段

ARP和RARP分组格式.png

① 硬件类型：

网络接口硬件的类型，以太网值为 1 。

② 协议类型：

发送方使用的协议，0800H表示IP协议（H代表十六进制）。

③ 硬件地址长度（6字节）：

对以太网，地址长度为 6 字节。

④ 协议地址长度（4字节）：

对IP协议，地址长度为 4 字节。

⑤ 操作：

1 ------ ARP请求。（采用广播方式发送） 2 ------ ARP响应。（采用单播方式发送） 3 ------ RARP请求。（采用广播方式发送） 4 ------ RARP响应。（采用单播方式发送）

2.ARP缓存表（常考）

（1）查看缓存表

运行命令行 cmd > arp（查看帮助） > 执行arp -a 查看缓存表。 IP地址与MAC地址一一对应。

ARP缓存表.png

-s : ARP -s IP地址 物理地址 。作用：建立关联关系。 -d : ARP -d 作用：删除。 -a: ARP -a 。 作用：缓存表查看 -v：

3.代理ARP

代理ARP是指路由器充当目标地址，进行ARP请求/应答，这时的路由器就是一个第三方代理。

（1）代理ARP的标志

多个IP地址 被映射到 1个MAC地址。 /16：是子网掩码。 A中172.16.10.100/16 ：IP地址。 A中00-00-0c-94-36-aa : MAC地址。

（2）代理ARP例子

代理ARP例.png

① A、B、C、D的IP地址都指向路由器的MAC地址。
​
② A 向 B 发送请求:
 Ⅰ.有ARP代理模式
 A需要知道B的地址，利用ARP协议，A发送ARP请求，路由器会返回路由器本身的MAC地址，这就是代理ARP。
 此时，ARP缓存表：172.16.10.200 00-00-0c-94-36-ab

 Ⅱ.无ARP代理模式
若是没有中间这个路由器（也就是代理ARP）会返回B的MAC地址，但若是B的MAC的地址更改IP地址保留，A还是找不到B，但若是引入了代理ARP，B的MAC地址就是路由器的MAC地址，无论B的MAC地址咋变都无影响。 
 此时，ARP缓存表：

4.RARP-反向地址解析协议

反向ARP协议（RARP）：作用是从硬件地址查找逻辑地址。一般情况，主机的IP地址会保存在硬盘上，断电时也可以保存。但是没有存储能力的工作站无法保存IP地址，就需要一台RARP服务器，专门来保存MAC地址和IP地址的对应关系。

5.ARP欺骗、ARP病毒

ARP欺骗和ARP病毒：向某个主机发送不真实的ARP应答报文，使它发送的信息无法到达本身的目的主机或者到达了错误的主机，这种就是一个ARP欺骗，通常攻击者会使用重新定向，使信息都会通过攻击者主机，使信息泄露。

二、RIP-路由信息协议：端口520

使用矢量路由算法实现，运行在基于TCP/IP的网络中，适用于小型网络，最大跳步不超过 15步（也就是超过了15台路由设备） 。 网络规模大就不能用 RIP 协议。 RIP分为2个版本。

1.RIPv1

使用本地广播地址发布路由信息，默认路由更新周期为 30s（也就是每30s发送一条路由信息），持有时间为180s，若180s内未收到某个邻居的路由更新报文，则认为该邻居不存在。

• 有类别协议。这意味着配置RIPv1时必须给定A、B、C类IP地址和子网掩码。例如：不能把子网掩码255.255.192.0用于B类网络172.22.0.0。

2.RIPv2

（1）是增强的RIP协议，改进了 3 个方面：

① 从广播更新方式改为触发更新

使用组播而不是广播来传播路由更新报文，并采用了触发更新机制来加速路由收敛（即出现路由变化时立即向邻居发送路由更新报文，而不必等待更新周期是否到达）。

② 支持认证（例如：MD5）

使用经过散列的口令字来限制更新信息的传播

③ 无类别协议

增加支持 可变长子网掩码(VLSM)和无类别域间路由（CIDR），使得网络的设计更具有伸缩性 。

其他方面的特性和第1版相同，例如以跳步计数来度量路由费用，允许的最大跳步数为15，16即为不可达。

3.RIP报文格式

2 个版本报文格式一样。

RIP报文格式.png

RIP报文封装在UDP报文（不可靠）中，占用端口520，最多可携带25个路由记录，每个记录20字节。 地址族标识符：2字节 路由标记：是内部的还是外部的，用16位的AS编号区分。 网络地址：目标的IP地址。 距离：到达目标地址的跳步数。

4.RIP防止环路方法

（1）最大跳步数

类似于IP协议中的生存期，16即为不可达。

（2）水平分割

路由信息不会发回给信息来源。 也就是只往一个方向发送。

（3）反向毒化水平分割（无限大跳步数）

将从某处收到的路由信息设置为无限大跳步数，然后发送给来源。

（4）触发更新

三、OSPF（开放最短路径优先协议）：端口号89

• 使用链路状态算法，是链路状态路由协议，属于内部网关路由协议。
• 采用TCP连接方式发送报文，传输数量大，因为每个报文都要求应答，所有通信可靠。
• 适用于大型网络 （因为TCP连接方式），支持分层路由，触发式更新路由信息。
• OSPF 报文采用IP 协议进行封装，非广播型网络中以目标地址224.0.0.5发送LSN到所有的OSPF路由器。

1.报文格式

OSPF报文格式.png

2.OSPF区域

OSPF区域：每个OSPF区域被指定了一个32位的区域标识符也就是区域可以被赋予0~65535中的任何编号，可以用点分十进制表示，分层的OSPF网络必须划分为多个区域，OSPF的区域分为以下5种：

（1）标准区域

可以接收任何链路更新信息 和 路由汇总信息。

（2）主干区域

其他区域都通过主干区域交换路由信息。 主干区域拥有标准区域的所有性质。

• 用区域 0 来表示主干区域。

（3）存根区域

不接收本地自治系统以外的路由信息，对自治系统以外的目标采用默认路由 0.0.0.0 。

（4）完全存根区域

与存根区域一致，完全存根区域是 Cisco 定义的，是非标准的。

注意

存根区域 和 完全存根区域 一致，但用的多的还是完全存根区域。

（5）不完全存根区域（NSAA）

类似于存根区域，但是允许接收以 类型7 的链路状态公告发送的外部路由信息。

3.OSPF将MAC划分四个类型

OSPF将路由器连接的物理网络划分为4种类型：

（1）点对点网络

两个路由器可以直接交换路由信息。 例如：PPP、HDLC等。

① OSPF路由器周期性10s

在点对点网络上运行OSPF协议的路由器每 10s 向它的各个接口发送Hello分组，告知邻居它的存在。

（2）广播多址网络（BMA）

一条路由信息可以广播所有信息。 例如：Ethernet、Token Ring、FDDI等。

（3）非广播多址网络（NBMA）

Non-Broadcast Multi-Access，通过组播方式发布路由信息。 例如：Frame Relay、X.25、SMDS等。

（4）点到多点网络

可以把非广播网络当作多条点对点网络来使用，从而把一条路由信息发送到不同的目标。 例如：RARP。

3.OSPF路由器划分

OSPF路由器按不同的功能分为：

（1）内部路由器

所有接口在同一区域内，只维护一个链路状态数据库。

（2）主干路由器

具有连接主干区域接口的路由器。

（3）区域边界路由器（ABR）

连接多个区域的路由器，一般作为一个区域的出口。

（4）自治系统边界路由器（ASBR）

至少拥有一个连接外部自治系统接口的路由器。 负责将外部非 OSPF 网络的路由信息转入 OSPF 网络。

4.OSPF报文 5 种报文类型（需牢记）

例：以下哪种报文类型是实现用于发现相邻的路由器。给你选项

OSPF报文5种报文类型.png

四、BGP（边界网关协议）：端口号179

边界网关协议 是事实上的外部网关协议，当前最新版本是 BGP4，是一种动态路由发现协议，报文通过TCP连接发送（可靠连接），占用179端口。 采用的是路径向量路由选择协议，没有环路问题。

BGP报文格式.png

BGP路由更新报文.png

1.BGP4种报文实现3种功能（重点）

（1）3 种功能

① 建立邻居关系。

② 维护邻居可到达性。

③ 维护网络可到达性。

（2）4 种报文

BGP的4种报文.png

① 打开（Open）

功能描述： 建立邻居关系。

② 更新（Update）

功能描述： 发送新的路由信息。

③ 保持活动状态（Keepalive）

功能描述： 对Open的应答 / 周期性地确认邻居关系。

④ 通告（Notification）

功能描述： 报告检测到的错误。

五、总结

路由协议分为静态路由协议和动态路由协议 动态路由协议分为内部路由协议和外部路由协议 内部路由协议：RIP，OSPF，EIGRP（增强内部网关路由协议，端口号：88。） 外部路由协议：BGP