中小企业多路由协议互联网络规划与实现

郭琳

摘 要：以中小企业互联网络规划设计方案为背景，对企业园区网中同时存在的路由信息协议RIP、开放最短路径优先协议OSPF和增强型内部网关路由协议EIGRP等不同路由协议优缺点进行对比研究，在此基础上，分析了不同路由协议对园区网络规划与设计的影响，介绍了邻居关系建立和负载均衡的配置要求，实现了不同路由协议互联网络的搭建，并探讨了可能出现的问题以及应对方法。

关键词：中小企业网；路由协议；网络规划；邻居关系；路由重分发

DOIDOI：10.11907/rjdk.161907

中图分类号：TP393

文献标识码：A 文章编号文章编号：16727800（2016）011017603

0 引言

从配置与管理的角度看，一个自治系统只运行单个路由协议是最理想的，然而在很多情况下可能使用多个路由协议[1]。国内很多中小企业偏向于使用经济实惠的华为设备，OSPF链路状态协议是实现内网规划的重要协议，但路由环路和扩展性问题一直被人诟病。EIGRP是一种思科专用的路由选择协议，融合了链路状态路由协议和距离矢量路由选择协议的优点，具有快速收敛、无环路、扩展性好等优点。本文以顺德某企业项目为背景，利用EIGRP协议、OSPF协议和RIP协议进行网络规划，包括需求分析、协议配置分析、扩展性问题分析，最后通过测试验证协议的应用是否可行。全文分为3部分，首先是园区网路由选择协议概述，包括园区网设计中不同路由协议的简介，如何进行RIP协议、OSPF协议和EIGRP协议的配置与检查，应用不同路由协议网络对园区网发展趋势的影响，然后是以具体项目设计为背景介绍不同路由协议在园区网中的作用，包括路由协议配置方法、路由重分发、负载均衡、邻居关系、故障排除以及路由选择协议与命令，设计过程中采用实际案例进行研究，最后是测量网络的连通性和可靠性。

1 园区网路由选择协议概述

园区网通常指校园网或企业内部网，通常由一个机构进行管理。园区网需要划分子网，子网间通信需要路由来完成。如何利用园区网提升业务量，需要从选择路由协议开始。路由协议包括静态路由协议和动态路由协议，静态路由协议需要管理员手工维护，适合网络拓扑简单的企业网，动态路由适合路由器较多、拓扑结构复杂的企业，只有动态路由能实现负载均衡。动态路由协议包括内部网络协议（IGP）和外部网关协议（EGP）[2]，也可以细分为距离矢量协议与链路状态协议。常见的动态路由协议包括RIP协议、OSPF协议和EIGRP协议，BGP是外部网关协议。RIP的中文含义是路由信息协议，属于距离矢量协议，是一种简单的动态路由协议。其允许的最大度量值不超过15，因此适合小规模办公网络。随着网络规模扩大，消耗的网络带宽、内存资源和处理器也不断增多。RIP协议有RIPv1与RIPv2两个版本，优点是路由更新中不带任何子网信息，简化了管理人员工作，缺点是限制扩展性。为了解决RIP协议的缺陷，1988年Internet工程部成立OSPF工作组，开始着手OSPF协议的研究和制定[3]。OSPF与IS-IS属于链路状态协议，OSPF的中文含义是开放最短路径优先协议，是典型的链路状态、无类别的路由选择协议，完美取代了思科公司的私有EIGRP协议。它能够与多种路由协议配合，并支持大型网络，收敛时间短，通过配合生成树协议防止环路发生，扩展性也不输于EIGRP协议；而EIGRP则是结合距离矢量与链路状态于一体的高级混合协议，中文含义是增强型内部网关路由协议，在2010年才被思科公司宣布开放。与一贯开放的OSPF相似，EIGRP技术还未被所有用户重视，目前OSPF协议仍然占据重要地位。EIGRP路由选择协议与OSFP相比，具有快速汇聚、占用带宽更小、开销更低、汇总方便和支持不等价链路负载均衡等优点[4]，具体如下：EIGRP使用快速更新算法（DUAL），路由器存储了所有备用路由，如果本地路由选择表中没有合适路由，EIGRP会向邻居查询获得替代路由以实现快速汇聚；EIGRP只有在路由或度量值发生变化时才进行部分更新，因此占用更少带宽；因为不使用广播，所以终端不受路由选择和拓扑信息请求影响，开销更低；EIGRP支持非等度量值负载均衡，因此可以更好地控制网络流量分布；网络管理员可以在网络任何地方汇聚路由；EIGRP属于无类路由，支持不连续的子网和变长子网掩码。创建EIGRP路由选择进程使用的命令有router eigrp和network。EIGRP需要自主系统号AS，同一个AS中所有路由必须使用相同的AS号，才能相互交换路由选择信息。Network指定路由器直接连接主干网络，思科操作系统只在EIGRP network命令相匹配的接口上启用EIGRP。

2 企业网项目设计方案

2.1 网络地址规划

园区网络环境复杂，由于部门的合并、采用多个厂商设备等，因此在不同的网络区域分别使用了RIP协议、OSPF协议和EIGRP协议，把3个应用不同协议的网络区域互联构成一个全区网络。本项目使用5个路由器实现不同路由协议的互联网络，其中R1使用EIGRP路由协议，代表自治系统边界路由器ASBR2；R2使用OSPF路由协议，R3使用RIP路由协议，代表自治系统边界路由器ASBR1；R4使用RIP路由协议，R5使用EIGRP路由协议，ASBR位于OSPF自治系统和非OSPF网络之间。在企业的网络规划中，子网划分非常重要，网络主机IP分配如表1所示。

2.2 不同路由协议互联网络配置

完成5个路由器各个接口IP地址的基础配置后，接下来对R3和R4配置RIP协议。

2.3 不同协议的邻居关系及故障排错

当两个配置不同协议的路由器在网络上直连并相互通告，它们则确立了邻居关系。在大多数网络中，以组播方式每5秒发送一次信息，其中会减掉一个很小的随机时间来防止更新同步。每个邻居的相关信息会记录在一个邻接表中，EIGRP协议在15秒内可以检测丢失的邻居。与RIP协议和IGRP协议相比，EIGRP的收敛速度非常快。在配置EIGRP协议的路由器上输入show ip eigrp neighbors，观察IP EIGRP的邻接表，其中H列记录了这台路由器上学到的邻居顺序号，例如“0”。同时使用Ip hello-interval eigrp命令更改每个接口上缺省的hello数据包的时间间隔。在配置了OSPF协议的路由器上，输入show ip ospf neighbor，观察IP ospf的邻居表，其中ospf使用的是Router-ID，与EIGRP有很大不同，类似“10.0.0.1”。与EIGRP相比，OSPF协议在发送任何LSA通告前都必须先发现其邻居路由器并建立邻接关系，邻居路由器连同每台路由器所在链路，以及维护邻居路由器的必要信息全部记录在路由表中，而EIGRP只更新变化的信息。

在建立EIGRP邻居关系时，尽管在模拟器上可以通过配置命令使该EIGRP协议路由器互相建立邻居关系并连通，但在现实配置应用中，导致故障的因素很多。例如WAN链路故障导致EIGRP邻居关系单向建立，运营商提供链路的质量问题，路由器相关接口统计信息中出现CRC错误，路由间的互联链路只具备单向连通性，或者链路中的交换机出现故障、访问列表设置有问题，甚至丢包现象都可能导致EIGRP邻居关系故障。若通过一条WAN链路连接两台路由器，如果从路由器1到路由器2的链路连通性正常，但反过来出现故障时，可以在路由器1上运行show ip eigrp neighbors命令排查邻居建立故障，如果执行该条命令后无任何输出，说明路由器2的EIGRP hello数据包无法送达路由器1。在查看命令输出时，还需要理解下列参数的含义：SRTT表示平滑往返时间，单位是毫秒，表示EIGRP数据包送达此邻居路由器和该路由器收到数据包确认时的所耗时间；RTP表示重传超时时间，单位同样是毫秒，表示从重传队列向该邻居路由器重传EIGRP数据包之前，EIGRP进程需要等待的时间；Q计时器表示EIGRP进程等待发送的EIGRP数据包数量。

3 网络测试

本项目结合企业需求，融合EIGRP协议、OSPF协议和RIP协议创建安全的园区网。项目配置完成后，使用ping命令测试各部门之间的连通性与各个服务器之间的网络连接，并且使用以下命令查看路由信息：

Show ip eigr/ospf/rip interfaces //查看启用EIGRP/OSPF/RIP的接口地址

Show ip protocols //查看协议

Show ip eigrp/ospf neighbors //查看已知邻居

Show ip eigrp/ospf topology //查看拓扑表中的子网

Show ip route //查看路由

EIGRP协议配置包括邻居发现、拓扑交换、选择路由3部分。EIGRP路由器通过发送hello信息来发现潜在的邻居EIGRP路由器，并进行基本的参数检查，以确定哪些路由器可以成为邻居。EIGRP路由器可以与使用不同协议的路由器建立邻居关系。建立邻居关系后，邻居之间会交换完整的拓扑更新，之后只在网络拓扑发生变化时才按需进行部分更新。每一台路由器都会分析自己的EIGRP拓扑表，选择到达每个网段最低度量值的路由。

Router eigrp 20 //开始配置EIGRP，asn值为20

No auto-summary //关闭自动汇聚功能

Network 172.16.1.0 //设置直连网段1的网络地址

Network 172.16.2.0 //设置直连网络2的网络地址

若要3个进程域之间不进行通信，只需修改每个EIGRP进程的asn值即可。当asn值不再匹配时，各EIGRP进程将不会进行互联，每个EIGRP进程都只在指定网络的接口上运行。缺省情况下，EIGRP协议在网络边界进行路由汇聚，在路由器上使用no auto-summary命令关闭自动路由汇聚，然后使用show ip route查看路由。EIGRP可以在最多16条等价的路由路径上实现负载均衡，也可以实现非等价负载均衡。过程中需要使用keepalive、no fai-queue和variance命令。其中keepalive命令的功能是在TCP中检查死链接；fair-queue一般用于低速网络，前面通常加no，因为所有业务拥有同样的优先级；variance用于确定哪些路由在非等价负载均衡中可以使用。

4 结语

随着网络规模逐渐扩大，传统距离矢量路由协议无法适应庞大的网络需求，也不能满足网络的发展需要。因此，动态路由协议应运而生。当网络链路发生异常变化时，路由协议能够快速收敛，从而实现网络运行的安全、可靠、有效。EIGRP路由协议克服了距离矢量和链路状态路由选择协议的缺点，是一种高级距离矢量路由选择协议，具有良好的扩展性和快速的汇聚能力，并且开销很低。但由于EIGRP路由选择协议对于网络设备的局限性，导致OSPF链路状态协议逐渐替代了EIGRP路由选择协议。由于每种路由协议各有优缺点，国内企业同时使用RIP协议、OSPF协议和EIGRP协议的情况已越来越趋于普遍。

参考文献：

[1] 梁世斌，张梁斌，姚三江，等.基于Packet Tracer的多路由协议重分发的仿真实验[J].浙江万里学院学报，2012，25（2）：8589.

[2] 刘友源，冯君，刘强.基于动态路由协议的分析与研究[J].重庆文理学院学报，2014，33（5）：138143.

[3] 马素刚.路由协议OSPF的研究与仿真[J].计算机系统应用，2016，25（5）：228231.

[4] 邓超.EIGRP不等价链路负载均衡网络方案分析与实施[J].软件工程化，2015，18（7）：60 62.

（责任编辑：黄 健）