IP 路由協議疑難解析

<內容簡介>

 《IP路由協議疑難解析》(作者阿齊茲)是一本詳盡而又實用的IP路由協議故障排除手冊，內容層次分明、闡述清晰、分析透徹、理論與實踐並重，能夠幫助讀者解決實戰中所遇到的各種IP路由協議常見故障。《IP路由協議疑難解析》涉及了各種新式和老式IP路由協議，包括：RIP、EIGRP、OSPF、IS-IS、BGP和PIM等。作者在講述如何排除上述路由協議故障時，非常註重理論與實戰的緊密結合。
    《IP路由協議疑難解析》適合從事電腦網絡技術、管理和運維工作的工程技術人員閱讀，同樣可以作為高校電腦和通信專業本科生研習網絡技術的參考資料。

<章節目錄>

第1章 理解IP路由選擇 1
1.1 IP編址的概念 3
1.1.1 IPv4地址類別 3
1.1.2 IPv4私有地址空間 5
1.1.3 子網劃分和可變長子網掩碼 5
1.1.4 無類別域間路由 7
1.2 靜態路由和動態路由 7
1.3 動態路由 8
1.3.1 單/多播IP路由選擇 9
1.3.2 無類IP路由協議與有類IP路由協議的對比 11
1.3.3 內部和外部網關協議 12
1.3.4 距離矢量路由協議和鏈路狀態路由協議 14
1.4 路由協議的管理距離 19
1.5 路由器內部的快速轉發 20
1.6 小結 20
1.7 習題 21
1.8 參考文獻 21

第2章 理解RIP路由協議 25
2.1 度量 26
2.2 計時器 26
2.3 水平分割 27
2.4 含毒性逆轉的水平分割 27
2.5 RIP-1數據包格式 27
2.6 RIP的運作方式 28
2.6.1 發送RIP路由更新時所要遵守的規則 28
2.6.2 接收RIP路由更新時所要遵循的規則 30
2.6.3 RIP路由更新發送示例 31
2.6.4 RIP路由更新接收示例 32
2.7 RIP為什麼不支持非連續網絡 32
2.8 RIP為什麼不支持可變長子網掩碼 34
2.9 默認路由和RIP 35
2.10 對RIP的改進 37
2.10.1 路由標記 37
2.10.2 子網掩碼 38
2.10.3 下一跳 38
2.10.4 用多播發送協議數據包 39
2.10.5 認證 39
2.11 兼容性問題 40
2.12 小結 41
2.13 複習題 41
2.14 進階閱讀 42

第3章 排除RIP故障 45
3.1 RIP常見故障排障流程 46
3.2 排除RIP路由安裝故障 50
3.2.1 故障：RIP路由未「進駐」路由表 50
3.2.2 故障：路由器未安裝可能存在的所有等價RIP路由——原因：路由器上配置的maximum-path命令，限制了多條RIP路由的安裝 80
3.3 排除RIP路由通告故障 82
3.3.1 故障：路由通告方未通告RIP路由 82

3.3.2 故障：R2的路由表缺少子網絡由——原因：執行了路由自動匯總 101
3.4 排除RIP路由匯總故障 103
3.4.1 故障：RIP-2路由表過大——原因：禁用了路由自動匯總特性 104
3.4.2 故障：RIP-2路由表過大——原因：未配置ip summary-address命令 106
3.5 排除與RIP有關的路由重分發故障 108
3.6 排除與RIP有關的按需撥號路由故障 111
3.6.1 故障：由RIP引發的廣播流量「莫名其妙」地激活ISDN 鏈路——原因：定義感興趣流量時，未考慮RIP廣播流量 111
3.6.2 故障：撥號接口不能外發RIP路由更新——原因：dialer map語句未包含broadcast關鍵字 115
3.7 排除與RIP有關的路由翻動故障 116

第4章 理解EIGRP路由協議 121
4.1 度量 123
4.2 EIGRP路由器間的鄰居關係 123
4.3 擴散更新演算法 125
4.4 DUAL有限狀態機 127
4.5 用於EIGRP的可靠傳輸協議 128
4.6 EIGRP的包格式 129
4.7 EIGRP的運作方式 132
4.8 EIGRP路由匯總 132
4.9 EIGRP查詢過程 133
4.10 EIGRP與默認路由 134
4.11 EIGRP與非等價負載均衡 135
4.12 小結 137
4.13 複習題 137

第5章 排除EIGRP故障 139
5.1 排除EIGRP鄰居關係建立故障 139
5.1.1 檢查路由器日誌，掌握與EIGRP鄰居關係變動有關的信息 140
5.1.2 EIGRP鄰居關係建立故障——原因：單向鏈路(鏈路只具備單向連通性) 143
5.1.3 EIGRP鄰居關係建立故障——原因：互連接口IP地址不共處同一子網 144
5.1.4 EIGRP鄰居關係建立故障——原因：子網掩碼不匹配 147
5.1.5 EIGRP鄰居關係建立故障——原因：K值不匹配 149
5.1.6 EIGRP鄰居關係建立故障——原因：AS號不匹配 150
5.1.7 EIGRP鄰居關係建立故障——原因：路由「停滯」於活躍狀態(stuck-in-active) 151
5.2 排除EIGRP路由通告故障 160
5.2.1 EIGRP路由器未向鄰居路由器通告網管人員要想通告的路由 161
5.2.2 EIGRP路由器向鄰居路由器通告了網管人員不想通告的路由 166
5.2.3 路由器以非預期的度量值通告了EIGRP路由 169
5.3 排除EIGRP路由安裝故障 173
5.3.1 EIGRP路由安裝故障——原因：自動或者手動路由匯總 174
5.3.2 EIGRP路由安裝故障——原因：路由的管理距離值過高 175
5.3.3 EIGRP路由安裝故障——原因：Router-ID衝突 177
5.4 排除EIGRP路由翻動故障 180
5.5 排除EIGRP路由匯總故障 184
5.5.1 EIGRP路由匯總故障——原因：路由表中不存在隸屬於匯總路由的明細路由 185
5.5.2 EIGRP路由匯總故障——原因：路由匯總過度 186
5.6 排除EIGRP路由重分發故障 188
5.7 排除EIGRP撥號備份故障 194
5.8 EIGRP錯誤消息 198
5.9 小結 199

第6章 理解OSPF路由協議 201
6.1 OSPF數據包 202
6.1.1 Hello數據包 203
6.1.2 數據庫描述(DBD)數據包 205
6.1.3 鏈路狀態請求(LSR)數據包 206
6.1.4 鏈路狀態更新(LSU)數據包 207
6.1.5 鏈路狀態確認(LSack)數據包 207
6.2 OSPF LSA 208
6.2.1 路由器LSA 209
6.2.2 網絡LSA 212
6.2.3 匯總LSA 213
6.2.4 外部LSA 217
6.3 OSPF區域 219
6.3.1 常規區域 222
6.3.2 stub區域 223
6.3.3 totally stubby區域 224
6.3.4 Not-So-Stubby區域(NSSA) 225
6.4 OSPF介質類型 230
6.4.1 多路訪問介質 231
6.4.2 點到點介質 231
6.4.3 非廣播多路訪問介質 232
6.4.4 按需電路(Demand Circuit) 235
6.4.5 OSPF介質類型一覽表 237
6.5 OSPF鄰接狀態 238
6.5.1 OSPF Down狀態 239
6.5.2 OSPF Attempt狀態 239
6.5.3 OSPF Init狀態 239
6.5.4 OSPF 2-way狀態 240
6.5.5 OSPF Exstart狀態 240
6.5.6 OSPF Exchange狀態 240
6.5.7 OSPF Loading狀態 241
6.5.8 OSPF Full狀態 242
6.6 小結 242
6.7 複習題 242

第7章 排除OSPF故障 245
7.1 OSPF常見故障排障流程 246
7.1.1 排除OSPF鄰居關係建立故障 246
7.1.2 排除OSPF路由通告故障 248
7.1.3 排除OSPF路由安裝故障 250
7.1.4 排障與OSPF有關的路由重分發故障 250
7.1.5 排除OSPF路由匯總故障 251
7.1.6 排除「CPUHOG」故障 251
7.1.7 排除與OSPF有關的按需撥號路由(DDR)故障 252
7.1.8 排除SPF計算及路由翻動故障 252
7.2 排除OSPF鄰居關係建立故障 253
7.2.1 故障：OSPF鄰居列表為空 253
7.2.2 故障：OSPF鄰居路由器逗留於Attempt狀態 282
7.2.3 故障：OSPF鄰居路由器逗留於Init狀態 286

7.2.4 故障：OSPF鄰居逗留於2-way狀態——原因：把所有路由器上相關接口的OSPF優先級值都設成了0 296
7.2.5 故障：OSPF鄰居逗留於Exstart/Exchange狀態 298
7.2.6 故障：OSPF鄰居停滯於Loading狀態 314
7.3 排除OSPF路由通告故障 318
7.3.1 故障：OSPF鄰居路由器不通告路由 319
7.3.2 故障：OSPF鄰居路由器(ABR)不通告匯總路由 327
7.3.3 故障：OSPF鄰居路由器不通告外部路由 335
7.3.4 故障：OSPF路由器不通告默認路由 344
7.4 排除OSPF路由安裝故障 355
7.4.1 故障：路由器未在路由表中安裝所有類型的OSPF路由 356
7.4.2 故障：路由器未在路由表中安裝OSPF外部路由 371
7.5 排除OSPF路由重分發故障 379
故障：OSPF路由器未通告外部路由 380
7.6 排除OSPF路由匯總故障 385
7.6.1 故障：路由器未匯總區域間路由——原因：ABR上未設area range命令 385
7.6.2 故障：路由器未能匯總OSPF外部路由——原因：ASBR上未設summary-address命令 388
7.7 排除CPUHOG故障 390
7.7.1 故障：路由器在OSPF鄰接關係建立過程中，生成了CPUHOG消息——原因：路由器運行的IOS版本不支持Packet-Pacing(數據包步調)功能 391
7.7.2 故障：路由器在LSA刷新期間生成了CPUHOG消息——原因：路由器運行的IOS版本不支持LSA group pacing(LSA組步調)功能 392
7.8 排除事關OSPF的DDR(按需撥號路由)故障 394
7.8.1 故障：OSPF Hello數據包不必要地接通按需撥號鏈路——原因：OSPF Hello數據包被路由器當成了感興趣流量 394
7.8.2 故障：在啟用了OSPF按需電路(Demand Circuit)特性的情況下，按需撥號鏈路仍處於接通狀態 396
7.9 排除SPF計算及路由翻動故障 407
7.9.1 路由器頻繁執行SPF計算——原因：路由器接口翻動 408
7.9.2 路由器頻繁執行SPF計算——原因：鄰居路由器「時隱時現」 410
7.9.3 路由器頻繁執行SPF計算——原因：Router-ID衝突 413
7.9.4 常見的OSPF錯誤消息 417
7.9.5 錯誤消息「Unknown routing Protocol」 418
7.9.6 錯誤消息「OSPF：Could not allocate routerid」 418
7.9.7 類型6(LSA)錯誤消息「%OSPF-4-BADLSATYPE：Invalid Isa：Bad LSA type」 418
7.9.8 錯誤消息「OSPF-4-ERRRCV」 419

第8章 理解IS-IS路由協議 423
8.1 IS-IS路由協議入門 423
IS-IS路由協議 425
8.2 IS-IS路由協議概念 425
8.2.1 IS-IS節點、鏈路和區域 426
8.2.2 鄰接關係 427
8.2.3 分層路由選擇 430
8.2.4 IS-IS數據包 431
8.2.5 IS-IS度量 434
8.2.6 IS-IS認證 436
8.2.7 ISO CLNP編址 437
8.3 IS-IS鏈路狀態數據庫 439
8.3.1 簡述IS-IS鏈路狀態數據庫 440
8.3.2 泛洪及數據庫同步 442
8.3.3 最短路徑優先(SPF)演算法及IS-IS路由計算 445
8.4 配置IS-IS，完成IP路由選擇 445
8.4.1 點到點網絡環境中的IS-IS配置 446
8.4.2 ATM配置示例 452

8.4.3 通告IP默認路由 455
8.4.4 路由重分發 456
8.4.5 IP路由匯總 458
8.5 小結 459
8.6 IS-IS數據包的附加信息 460
8.6.1 IS-IS數據包字段(按首字母排序) 461
8.6.2 Hello數據包 462
8.6.3 鏈路狀態數據包 463
8.6.4 序列號數據包 463
8.7 複習題 464

第9章 排除IS-IS故障 467
9.1 排除IS-IS鄰接關係建立故障 469
9.1.1 故障1：部分或全部IS-IS鄰接關係未處於UP狀態 472
9.1.2 故障2：鄰接關係「卡」在INIT狀態 477
9.1.3 故障3：IS-IS鄰接關係未能建立，只建立起了ES-IS鄰接關係 486
9.2 排除IS-IS路由通告故障 487
9.2.1 路由通告故障 488
9.2.2 路由重分發以及level 2到level 1的路由泄漏故障 492
9.2.3 路由翻動故障 493
9.3 IS-IS錯誤消息 497
9.4 CLNS ping及traceroute 498
9.5 案例分析：ISDN配置故障 500
9.6 IS-IS排障命令匯總 503
9.7 總結 504

第10章 理解PIM協議 507
10.1 IGMP版本1、2及逆向路徑 轉發的基本原理 508
10.1.1 IGMP版本1 508
10.1.2 IGMP版本2 509
10.1.3 多播轉發(逆向路徑轉發) 511
10.2 PIM密集模式 512
10.3 PIM稀疏模式 514
10.4 IGMP數據包和PIM數據包的格式 516
10.4.1 IGMP數據包的格式 516
10.4.2 PIM數據包及包格式 517
10.5 小結 520
10.6 複習題 521

第11章 排除PIM協議故障 523
11.1 排除IGMP加入故障 523
11.2 排除PIM密集模式故障 526
PIM密集模式故障排障方法 530
11.3 排除PIM稀疏模式故障 531
PIM稀疏模式故障排障方法 536
11.4 小結 536

第12章 理解BGP-4路由協議 539
12.1 BGP-4協議規範及功能 543
12.2 鄰居關係 543

12.2.1 EBGP鄰居關係 545
12.2.2 IBGP鄰居關係 547
12.3 通告路由 548
12.4 接收路由 552
12.5 BGP路由策略 552
12.5.1 利用BGP屬性來實施BGP路由策略 554
12.5.2 通過route-map配置路由策略 570
12.5.3 用filter-list、distribute-list、prefix-list、團體屬性以及出站路由過濾(ORF)特性來執行BGP路由策略 574
12.5.4 路由抑制 582
12.6 大型網絡中高可擴展性的IBGP會話的建立——BGP路由反射器及BGP聯盟 586
12.6.1 路由反射 587
12.6.2 AS聯盟 590
12.7 最優路由計算 593
12.8 小結 595
12.9 複習題 596

第13章 排除BGP故障 599
13.1 BGP常見故障排障流程 600
13.2 排除BGP相關故障時常用的 show命令和debug命令 605
13.3 排除BGP鄰居關係建立故障 607
13.3.1 故障：直連的EBGP鄰居之間未建立起鄰居關係 607
13.3.2 故障：非直連的EBGP鄰居之間未建立起鄰居關係 611
13.3.3 故障：IBGP鄰居之間未建立起鄰居關係 620
13.3.4 故障：IBGP/EBGP鄰居之間未建立起鄰居關係——原因：應用於路由器接口的訪問列表攔截了BGP協議數據包 620
13.4 排除BGP路由通告、生成及接收故障 621
13.4.1 故障：路由器無法生成BGP路由 622
13.4.2 無法向IBGP/EBGP鄰居傳播/生成BGP路由——原因：路由過濾器配置有誤 629
13.4.3 路由只能通告給EBGP鄰居，但卻無法傳播給IBGP鄰居——原因：路由學自另一IBGP鄰居 631
13.4.4 無法向IBGP/EBGP鄰居傳播學自IBGP的路由——原因：IBGP路由未同步 637
13.5 排除BGP路由無法「進駐」路由表故障 639
13.5.1 故障：路由器未把IBGP路由安裝進IP路由表 639
13.5.2 故障：EBGP路由未「進駐」IP路由表 647
13.6 排除與BGP路由反射器部署有關的故障 655
13.6.1 故障：配置有誤——原因：未把IBGP鄰居配置為路由反射客戶端 655
13.6.2 故障：路由反射器客戶存儲了多餘的BGP路由更新——原因：路由反射客戶端之間的路由反射 657
13.6.3 故障：路由反射器和路由反射客戶端之間路由收斂時間過長——解決方法：啟用對等體組 659
13.6.4 故障：路由反射器和路由反射客戶端之間喪失了冗餘性——原因：因RR對(附著於BGP路由的)Cluster-List屬性的檢查，而導致另一RR所通告的冗餘路由慘遭丟棄 661
13.7 排除因BGP路由策略而 導致的IP流量出站故障 666
13.7.1 故障：AS內部署了多台邊界(流量進、出口)路由器，但流量卻總是從一兩台邊界路由器外流——原因：BGP路由策略配置不當 666
13.7.2 故障：路由器外發流量的接口與路由表的顯示不符——原因：通過另一條路徑才能將流量轉發至相關BGP路由的下一跳IP地址 671
13.7.3 故障：通過多條鏈路與同一鄰居AS互連，但流量卻只從一條鏈路外流——原因：鄰居AS在通告路由時以設置MED屬性值或在AS_PATH屬性中前置AS號的方式，影響了本AS的出站流量 674
13.7.4 故障：當網絡中部署了NAT設備或運行了延遲敏感型應用程序時，因非對稱路由問題所導致的應用程序交付故障——原因：本AS在接收及通告BGP路由更新時，「步調」不一致 678
13.8 排除小型BGP網絡中的流量負載均衡故障 681
13.8.1 故障：單路由器以雙宿主方式連接到同一ISP時，出站流量無法在兩條鏈路間負載均衡——原因：路由器只在路由表中安裝了一條通往同一目的網絡的最優路由 681
13.8.2 故障：無法仰仗IBGP路由，實現流量的多鏈路負載均衡——原因：默認情況下，即便路由器學得多條通往同一目的網絡的等價IBGP路由，也只會將其中的一條安裝進IP路由表 684
13.9 排除因BGP路由策略所導致的IP流量入站故障 687
13.9.1 故障：有多台邊界路由器(通過多條鏈路)與某AS的多台EBGP鄰居互連，但來自該AS的所有流量都固定從某台邊界路由器流入——原因：與該邊界路由器對等的EBGP鄰居設有BGP路由策略，這一BGP路由策略影響了該EBGP鄰居的出站流量，或只將本AS的路由通告給了與該邊界路由器對等的EBGP鄰居 687
13.9.2 故障：通過多條鏈路與若乾鄰居AS互連，但絕大多數從Internet發往本AS特定目的網絡的流量總是從某個鄰居AS 流入——原因：本AS在通告相應的BGP路由時設置的BGP屬性，導致了Internet流量總是從該鄰居AS流入 693
13.10 排除BGP最優路由計算故障 694
13.10.1 故障：由RID最低的路由器所通告的BGP路由未成為最優路由 695

13.10.2 故障：MED值最低的路由未成為最優路由 698
13.11 排除BGP路由過濾故障 701
13.11.1 故障：使用標準訪問列表過濾BGP路由失敗 702
13.11.2 故障：用擴展訪問列表執行BGP路由過濾時，未能正確匹配路由的子網掩碼 704
13.11.3 故障：用正則表達式，根據BGP路由的AS_PATH屬性，執行路由過濾 708
13.12 總結 709

附錄 習題答案 711