路由交换技术详解与实践 第3卷（H3C网络学院系列教程）

伴随着时代的快速发展，IT技术已经与人们的日常生活密不可分，在越来越多的人依托网络进行沟通的同时，IT技术本身也演变成了服务、需求的创造和消费平台，这种新的平台逐渐创造了一种新的生产力和一股新的力量。
新华三是全球领先的新IT解决方案领导者，致力于新IT解决方案和产品的研发、生产、咨询、销售及服务，拥有H3C品牌的全系列服务器、存储、网络、安全、超融合系统和IT管理系统等产品，能够提供大互联、大安全、云计算、大数据和IT咨询服务在内的一站式、全方位IT解决方案。同时，新华三也是HPE品牌的服务器、存储和技术服务的中国独家提供商。
以技术创新为核心引擎，新华三50%的员工为研发人员，专利申请总量超过 7200 件，其中90%以上是发明专利。2016年新华三申请专利超过800件，平均每个工作日超过3件。
2004年10月，新华三的前身——杭州华三通信技术有限公司（简称华三）出版了自己的第一本网络学院教材，开创了业界相关培训教材正式出版的先河，极大地推动了IT技术在业界的普及； 在后续的几年间，华三陆续出版了《路由交换技术第1卷》《路由交换技术第2卷》《路由交换技术第3卷》《路由交换技术第4卷》等H3C网络学院系列教程书籍，以及《H3C以太网交换机典型配置指导》《H3C路由器典型配置指导》《根叔的云图——网络故障大排查》等H3C网络学院参考书系列书籍。
作为H3C网络学院技术和认证的继承者，新华三会适时推出新的H3C网络学院系列教程，以继续回馈广大IT技术爱好者。《路由交换技术详解与实践第3卷》是新华三所推出H3C网络学院系列教程的新版本之一。
相较于以前的H3C网络学院系列教程，本次新华三推出的教材进行了内容更新，更加贴近业界潮流和技术趋势； 另外，本教材中的所有实验、案例都可以在新华三所开发的功能强大的图形化全真网络设备模拟软件（HCL）上配置和实践。
新华三希望通过这种形式探索出一条理论和实践相结合的教育方法，顺应国家提倡的“学以致用、工学结合”教育方向，培养更多实用型的IT技术人员。
希望在IT技术领域这一系列教材能成为一股新的力量，回馈广大IT技术爱好者，为推进中国IT技术发展尽绵薄之力，同时也希望读者对我们提出宝贵的意见。

新华三大学
培训开发委员会认证培训编委会
2018年1月

第1篇大规模网络路由概述
第1章企业网模型21.1本章目标2
1.2趋势和挑战2
1.3IToIP面向服务的解决方案4
1.3.1基于SOA的网络架构4
1.3.2IToIP解决方案5
1.4层级化网络模型6
1.4.1接入层6
1.4.2汇聚层7
1.4.3核心层7
1.4.4层级化网络模型的优点8
1.5H3C企业网架构8
1.5.1H3C模块化企业网架构9
1.5.2模块化企业网架构的益处11
1.6本章总结11
1.7习题和解答11
1.7.1习题11
1.7.2习题答案11
第2章大规模网络路由技术概述12
2.1本章目标12
2.2三层网络模型与路由技术12
2.3路由器在各层中的功能13
2.3.1核心层路由器13
2.3.2汇聚层路由器14
2.3.3接入层路由器14
2.4大规模网络对路由技术的需求15
2.4.1可靠性需求15
2.4.2扩展性需求16
2.4.3可管理性需求16
2.4.4快速恢复需求16
2.4.5解决IP短缺的需求17
2.5本章总结17
2.6习题和解答17
2.6.1习题 17
2.6.2习题答案18
第2篇路 由 基 础
第3章路由控制与转发203.1本章目标20
3.2路由的控制平面与转发平面20
3.3路由表和FIB表21
3.3.1路由表转发21
3.3.2FIB表的生成25
3.4快速转发表26
3.5本章总结28
3.6习题和解答28
3.6.1习题28
3.6.2习题答案29
第4章路由协议基础30
4.1本章目标30
4.2路由分类30
4.3静态路由应用31
4.4动态路由协议31
4.4.1路由协议分类32
4.4.2路由协议的工作原理32
4.5路由选择原则34
4.6路由协议比较35
4.7本章总结37
4.8习题和解答37
4.8.1习题37
4.8.2习题答案37
第5章路由负载分担与备份38
5.1本章目标38
5.2路由负载分担38
5.3路由备份39
5.4本章总结41
5.5习题和解答42
5.5.1习题42
5.5.2习题答案42
第6章路由聚合与CIDR43
6.1本章目标43
6.2路由聚合43
6.3RIP协议中的聚合44
6.4路由聚合环路的产生与避免45
6.5IP地址与CIDR47
6.5.1IP地址的分类和表示47
6.5.2子网和掩码48
6.5.3CIDR49
6.6本章总结50
6.7习题和解答50
6.7.1习题50
6.7.2习题答案51
第3篇OSPF协议
第7章OSPF协议基本原理547.1本章目标54
7.2OSPF协议概述54
7.2.1OSPF协议特点54
7.2.2OSPF协议基本原理55
7.3分层结构56
7.3.1骨干区域与非骨干区域56
7.3.2OSPF路由器类型57
7.4Router ID与网络类型58
7.4.1Router ID58
7.4.2OSPF网络类型59
7.5报文和封装60
7.6邻居建立和状态迁移60
7.6.1邻居发现与维护60
7.6.2DR/BDR的选举61
7.6.3邻接关系建立过程63
7.6.4OSPF邻居状态机65
7.7LSDB更新66
7.8本章总结67
7.9习题和解答67
7.9.1习题67
7.9.2习题答案68
第8章配置和优化OSPF协议69
8.1本章目标69
8.2OSPF基本配置与显示69
8.2.1配置OSPF基本功能69
8.2.2配置Router ID70
8.2.3OSPF单区域配置示例70
8.2.4OSPF多区域配置示例71
8.2.5OSPF显示与调试72
8.3优化OSPF网络75
8.3.1配置OSPF网络类型75
8.3.2配置OSPF接口开销77
8.3.3配置OSPF报文定时器78
8.3.4配置OSPF引入默认路由79
8.4本章总结81
8.5习题和解答81
8.5.1习题81
8.5.2习题答案82
第9章配置OSPF协议高级特性83
9.1本章目标83
9.2OSPF虚连接83
9.2.1区域划分时存在的问题和解决方法83
9.2.2配置OSPF虚连接84
9.2.3OSPF虚连接显示85
9.3OSPF的LSA和路由选择86
9.3.1LSA报文头格式86
9.3.2LSA类型87
9.3.3Type1 LSA（Router LSA）87
9.3.4Type2 LSA（Network LSA）88
9.3.5Type3 LSA（Summary LSA）89
9.3.6Type4 LSA（ASBR Summary LSA）90
9.3.7Type5 LSA（AS External LSA）91
9.3.8OSPF选路原则93
9.3.9OSPF引入外部路由时导致的问题及解决方法94
9.4OSPF特殊区域95
9.4.1概述95
9.4.2配置Stub区域95
9.4.3配置Totally Stub区域97
9.4.4配置NSSA区域98
9.5OSPF路由聚合100
9.5.1概述100
9.5.2在ABR上配置路由聚合101
9.5.3在ASBR上配置路由聚合103
9.6OSPF安全特性105
9.6.1概述105
9.6.2配置OSPF报文验证106
9.6.3配置禁止接口发送OSPF报文107
9.6.4配置过滤OSPF协议的路由和LSA108
9.7本章总结111
9.8习题和解答111
9.8.1习题111
9.8.2习题答案112
第4篇ISIS协议
第10章ISIS基本概念11410.1本章目标114
10.2ISIS概述114
10.2.1OSI和TCP/IP115
10.2.2ISIS基本概念与术语116
10.3ISIS分层网络117
10.4ISIS协议与OSPF协议的比较119
10.5本章总结119
10.6习题和解答120
10.6.1习题120
10.6.2习题答案120
第11章ISIS协议原理121
11.1本章目标121
11.2OSI地址121
11.3ISIS协议报文123
11.3.1PDU头格式123
11.3.2通用报头格式124
11.3.3ISIS协议报文类型及作用124
11.4ISIS网络类型129
11.4.1网络类型129
11.4.2邻居关系的建立130
11.4.3邻接关系的建立130
11.5LSDB的同步132
11.6拓扑计算与IP路由的生成134
11.7本章总结135
11.8习题和解答135
11.8.1习题135
11.8.2习题答案135
第12章配置ISIS136
12.1本章目标136
12.2ISIS基本配置136
12.2.1配置ISIS基本功能136
12.2.2配置ISIS路由器类型及接口邻接关系137
12.2.3配置ISIS链路开销137
12.3ISIS单区域配置示例138
12.4ISIS多区域配置示例139
12.5ISIS高级配置140
12.5.1配置ISIS验证140
12.5.2配置ISIS路由聚合141
12.6ISIS路由聚合和验证配置示例142
12.7次优路由的产生和解决方法142
12.7.1区域外次优路由的产生和解决方法142
12.7.2配置ISIS路由渗透143
12.8ISIS显示和维护144
12.9本章总结146
12.10习题和解答146
12.10.1习题 146
12.10.2习题答案146
第5篇控制IGP路由
第13章路由过滤14813.1本章目标148
13.2路由过滤概述148
13.2.1路由过滤的作用148
13.2.2路由过滤的方法149
13.2.3路由过滤的工具149
13.3配置静默接口过滤路由150
13.4地址前缀列表151
13.4.1地址前缀列表匹配流程151
13.4.2配置地址前缀列表151
13.5Filterpolicy153
13.5.1Filterpolicy概述153
13.5.2配置Filterpolicy过滤RIP路由153
13.5.3配置Filterpolicy过滤RIP路由示例154
13.5.4配置Filterpolicy过滤OSPF和ISIS路由155
13.5.5配置Filterpolicy过滤OSPF路由示例155
13.6本章总结156
13.7习题和解答157
13.7.1习题157
13.7.2习题答案157
第14章路由策略158
14.1本章目标158
14.2路由策略概述158
14.3Routepolicy组成和原理158
14.3.1Routepolicy组成158
14.3.2Routepolicy匹配流程159
14.4Routepolicy配置与查看160
14.5Routepolicy应用与示例161
14.5.1Routepolicy的常见应用161
14.5.2Routepolicy配置示例162
14.6本章总结163
14.7习题和解答164
14.7.1习题164
14.7.2习题答案164
第15章路由引入165
15.1本章目标165
15.2多协议网络与路由引入165
15.2.1多协议网络165
15.2.2路由引入概述166
15.3路由引入规划167
15.3.1概述167
15.3.2单向路由引入168
15.3.3双向路由引入168
15.3.4路由引入产生环路及解决方法169
15.3.5路由引入产生次优路由及解决方法171
15.4路由引入配置171
15.4.1配置RIP协议引入外部路由171
15.4.2配置OSPF协议引入外部路由172
15.4.3配置ISIS协议引入外部路由173
15.4.4路由引入示例174
15.5本章总结175
15.6习题和解答176
15.6.1习题176
15.6.2习题答案176
第16章PBR177
16.1本章目标177
16.2PBR概述177
16.3PBR配置与查看178
16.4PBR的应用180
16.5本章总结182
16.6习题和解答182
16.6.1习题182
16.6.2习题答案182
第6篇BGP4协议
第17章BGP基本原理18417.1本章目标184
17.2BGP概述184
17.2.1BGP起源184
17.2.2BGP协议特性185
17.3BGP基本术语185
17.4BGP消息及状态机187
17.5BGP路由属性190
17.6BGP的选路规则194
17.7本章总结196
17.8习题和解答197
17.8.1习题197
17.8.2习题答案197
第18章BGP基本配置198
18.1本章目标198
18.2配置BGP协议基本功能198
18.2.1配置BGP连接198
18.2.2配置BGP生成路由199
18.3调整和优化BGP网络200
18.4BGP基本配置示例201
18.5BGP协议的基本显示和维护202
18.6本章总结204
18.7习题和解答204
18.7.1习题204
18.7.2习题答案204
第19章控制BGP路由205
19.1本章目标205
19.2控制BGP路由概述205
19.3配置BGP基本属性控制BGP路由205
19.3.1配置Preferredvalue控制BGP路由示例206
19.3.2配置LocalPreference控制BGP路由示例207
19.3.3配置MED值控制BGP路由示例208
19.3.4配置nexthoplocal控制BGP路由示例209
19.4使用过滤器控制BGP路由210
19.4.1配置Filterpolicy控制BGP路由210
19.4.2配置Filterpolicy控制BGP路由示例211
19.4.3配置Routepolicy控制BGP路由212
19.4.4定义Routepolicy212
19.4.5配置Routepolicy控制BGP路由示例214
19.4.6配置AS路径过滤列表215
19.4.7配置AS路径过滤列表控制BGP路由示例216
19.5本章总结217
19.6习题和解答217
19.6.1习题217
19.6.2习题答案218
第20章BGP增强配置219
20.1本章目标219
20.2大规模BGP网络概述219
20.3配置BGP对等体组220
20.4配置BGP团体属性222
20.5配置BGP聚合224
20.6配置BGP反射与联盟226
20.6.1BGP反射226
20.6.2BGP联盟230
20.7配置BGP路由衰减232
20.8部署多出口BGP网络233
20.9本章总结235
20.10习题和解答235
20.10.1习题235
20.10.2习题答案236
第21章BGP综合配置237
21.1本章目标237
21.2BGP综合配置案例237
21.2.1网络概况237
21.2.2网络基本配置238
21.2.3选路配置245
21.3本章总结251
21.4习题和解答251
21.4.1习题251
21.4.2习题答案252
第7篇IP组播
第22章IP组播概述25422.1本章目标254
22.2组播介绍254
22.3组播技术体系架构257
22.3.1组播地址257
22.3.2组播组管理协议258
22.3.3组播转发机制258
22.3.4组播路由协议260
22.3.5组播协议体系260
22.4组播模型260
22.5本章总结262
22.6习题和解答262
22.6.1习题262
22.6.2习题答案262
第23章组播组管理协议263
23.1本章目标263
23.2组播组管理协议概述263
23.3IGMPv2264
23.3.1普遍查询和组成员报告264
23.3.2离开组和特定组查询265
23.3.3查询器选举266
23.3.4IGMPv2报文格式266
23.4IGMPv3267
23.4.1IGMPv3简介267
23.4.2IGMPv3主机侧维护信息268
23.4.3IGMPv3路由器侧维护信息269
23.4.4IGMPv3普遍组查询269
23.4.5IGMPv3特定源组查询270
23.4.6IGMPv3特定组查询271
23.4.7IGMPv3报文格式271
23.5IGMP不同版本间的操作273
23.6IGMP Snooping275
23.6.1IGMP Snooping 概念275
23.6.2IGMP Snooping工作机制276
23.7组播VLAN277
23.8本章总结278
23.9习题和解答279
23.9.1习题279
23.9.2习题答案279
第24章组播转发机制280
24.1本章目标280
24.2组播分发树模型280
24.3RPF机制281
24.4本章总结283
24.5习题和解答283
24.5.1习题283
24.5.2习题答案284
第25章组播路由协议285
25.1本章目标285
25.2组播路由协议概述285
25.3PIMDM286
25.3.1邻居发现机制287
25.3.2扩散过程287
25.3.3剪枝/加入过程288
25.3.4嫁接过程289
25.3.5断言机制290
25.3.6PIMDM的状态刷新机制291
25.4PIMSM291
25.4.1邻居发现和DR选举292
25.4.2加入过程292
25.4.3组播源注册293
25.4.4组播源注册停止294
25.4.5RPT向SPT的切换294
25.4.6RP的选择295
25.5PIMSSM297
25.6本章总结298
25.7习题和解答298
25.7.1习题298
25.7.2习题答案299
第26章组播配置和维护300
26.1本章目标300
26.2组播配置命令300
26.2.1全局使能组播300
26.2.2IGMP配置300
26.2.3IGMP Snooping配置301
26.2.4组播VLAN配置302
26.2.5PIM配置302
26.3组播维护命令303
26.4组播配置示例304
26.4.1三层组播配置示例304
26.4.2二层组播配置示例307
26.5本章总结310
26.6习题和解答310
26.6.1习题310
26.6.2习题答案311
第8篇IPv6路由技术
第27章IPv6邻居发现31427.1本章目标314
27.2邻居发现协议314
27.3IPv6地址解析315
27.4IPv6无状态地址自动配置318
27.5ND协议配置319
27.6本章总结321
27.7习题和解答321
27.7.1习题321
27.7.2习题答案321
第28章IPv6路由协议322
28.1本章目标322
28.2IPv6路由协议概述322
28.3RIPng协议324
28.4OSPFv3协议326
28.5本章总结331
28.6习题和解答332
28.6.1习题332
28.6.2习题答案332
第29章IPv6过渡技术333
29.1本章目标333
29.2IPv6过渡技术概述333
29.2.1IPv6过渡技术分类333
29.2.2双协议栈技术333
29.3IPv6隧道技术334
29.4本章总结338
29.5习题和解答338
29.5.1习题338
29.5.2习题答案338
附录课 程 实 验
实验1静态ECMP和浮动静态路由配置340实验2OSPF基本配置345实验3OSPF路由聚合350实验4OSPF Stub区域和NSSA区域配置356实验5OSPF虚连接和验证配置362实验6ISIS基本配置368实验7ISIS多区域配置371实验8使用Filterpolicy过滤路由376实验9使用Routepolicy控制路由380实验10使用PBR实现策略路由387实验11BGP基本配置392实验12BGP路由属性398实验13BGP路由过滤407实验14BGP路由聚合与反射413实验15三层组播423实验16二层组播433实验17ND基本配置437实验18IPv6路由协议442实验19IPv6过渡技术450