路由協(xié)議選購手冊(cè)

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)啟用了路由協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)便具有了能夠自動(dòng)更新路由表的強(qiáng)大功能。但是使用象RIP/RIP2、OSPF或IGRP/EIGRP等一些主要的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（InteriorGatewayProtocol，IGP）都有一定的協(xié)定。

內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議首先適合于在那些只有單個(gè)管理員負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)操作和運(yùn)行的地方；否則，將會(huì)出現(xiàn)配置錯(cuò)誤導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能降低或是導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不穩(wěn)定的情況。對(duì)于由許多管理員共同分擔(dān)責(zé)任的網(wǎng)絡(luò)，如Internet，則考慮使用EGP協(xié)議（InteriorGatewayProtocol，外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議），如BGP4。

如果網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)路由器，不需要使用路由協(xié)議；只有當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中具有多個(gè)路由器時(shí)，才有必要讓它們?nèi)ス蚕?a target="_blank">信息。但如果僅有小型網(wǎng)絡(luò)，完全可以通過靜態(tài)路由手動(dòng)地更新路由表。

路由信息協(xié)議

RIP（RoutingInformationProtocol）協(xié)議基于一個(gè)被稱為“routed”的程序，該程序運(yùn)行在BSDI版本的Unix系統(tǒng)之上，并在1988年被標(biāo)準(zhǔn)化在RFC1058中。而在RFC1388中所描述的版本2中，增加了對(duì)VLSM（VariableLengthSubnetMasks，可變長(zhǎng)子網(wǎng)屏蔽）的支持，但沒有彌補(bǔ)該協(xié)議的主要缺陷。例如，在有多重路徑到相同目標(biāo)的網(wǎng)絡(luò)中，RIP確定使用一條可選擇的路徑將花費(fèi)許多時(shí)間，在沒有多重路徑的網(wǎng)絡(luò)中，RIP協(xié)議已經(jīng)被廣泛使用。

RIP協(xié)議被列為距離矢量協(xié)議，這意味著它使用距離來決定最佳路徑，如通過路由跳數(shù)來衡量。路由器每30秒互相發(fā)送廣播信息。收到廣播信息的每個(gè)路由器增加一個(gè)跳數(shù)。如果廣播信息經(jīng)過多個(gè)路由器收到，到這個(gè)路由器具有最低跳數(shù)的路徑是被選中的路徑。如果首選的路徑不能正常工作，那么具有較高跳數(shù)的路徑被作為備份。

對(duì)于RIP協(xié)議（和其他路由協(xié)議），網(wǎng)絡(luò)上的路由器在一條路徑不能用時(shí)必須經(jīng)歷決定替代路徑的過程，這個(gè)過程稱為收斂（Convergence）。RIP協(xié)議花費(fèi)大量的時(shí)間用于收斂是個(gè)主要的問題。在RIP協(xié)議認(rèn)識(shí)到路徑不能達(dá)到前，它被設(shè)為等待，直到它已錯(cuò)過6次更新總共180秒時(shí)間。然后，在使用新路徑更新路由表前，它等待另一個(gè)可行路徑的下一個(gè)信息的到來。這意味著在備份路徑被使用前至少經(jīng)過了3分鐘，這對(duì)于多數(shù)應(yīng)用程序超時(shí)是相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。

RIP協(xié)議的另一個(gè)基本問題是，當(dāng)選擇路徑時(shí)它忽略了連接速度問題。例如，如果一條由所有快速以太網(wǎng)連接組成的路徑比包含一個(gè)10Mbps以太網(wǎng)連接的路徑遠(yuǎn)一個(gè)跳數(shù)，具有較慢10Mbps以太網(wǎng)連接的路徑將被選定作為最佳路徑。

RIP協(xié)議的原始版本不能應(yīng)用VLSM，因此不能分割地址空間以最大效率地應(yīng)用有限的IP地址。RIP2協(xié)議通過引入子網(wǎng)屏蔽與每一路由廣播信息一起使用實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能。

路由協(xié)議還應(yīng)該能防止數(shù)據(jù)包進(jìn)入循環(huán)，或落入路由選擇循環(huán)，這是由于多余連接影響網(wǎng)絡(luò)的問題。RIP協(xié)議假定如果從網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)終端到另一個(gè)終端的路由跳超過15個(gè)，那么一定牽涉到了循環(huán)。因此當(dāng)一個(gè)路徑達(dá)到16跳，將被認(rèn)為是達(dá)不到的。顯然，這限制了RIP協(xié)議只能在網(wǎng)絡(luò)上的使用。

RIP的最大問題涉及到具有多余路徑的較大網(wǎng)絡(luò)。如果網(wǎng)絡(luò)沒有多余的路徑，RIP協(xié)議將很好地工作，它是被幾乎每個(gè)支持路徑選擇的廠商實(shí)施的Internet標(biāo)準(zhǔn)。RIP協(xié)議適用于多數(shù)服務(wù)器操作系統(tǒng)，它的配置和障礙修復(fù)非常容易。對(duì)于規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)，或具有多余路徑的網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)該考慮使用其它路由協(xié)議。

OSPF2

OSPF2是類似RIP協(xié)議的Internet標(biāo)準(zhǔn)，可以彌補(bǔ)RIP協(xié)議的缺點(diǎn)。1991年在RFC1247中它被第一次標(biāo)準(zhǔn)化；最新的版本是在RFC2328中。但是與RIP協(xié)議不同，OSPF是一套鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，這意
味著路由選擇的變化基于網(wǎng)絡(luò)中路由器物理連接的狀態(tài)與速度，并且變化被立即廣播到網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)路由器。

當(dāng)一個(gè)OSPF路由器第一次被激活，它使用OSPF的“hello協(xié)議”來發(fā)現(xiàn)與它連接的鄰節(jié)點(diǎn)，然后用LSA（鏈路狀態(tài)廣播信息）等和這些路由器交換鏈路狀態(tài)信息。每個(gè)路由器都創(chuàng)建了由每個(gè)接口、對(duì)應(yīng)鄰節(jié)點(diǎn)和接口速度組成的數(shù)據(jù)庫。每個(gè)路由器從鄰接路由器收到的LSA被繼續(xù)向各自的鄰接路由器傳遞，直到網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)路由器收到了所有其它路由器的LSA。

鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫不同于路由表，根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的信息，每個(gè)路由器計(jì)算到網(wǎng)絡(luò)的每一目標(biāo)的一條路徑，創(chuàng)建以它為根的路由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹，其中包含了形成路由表基礎(chǔ)的最短路徑優(yōu)先樹（SPF樹）。LSA每30分鐘被交換一次，除非網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有變化。例如，如果接口變化，信息立刻通過網(wǎng)絡(luò)廣播；如果有多余路徑，收斂將重新計(jì)算SPF樹。計(jì)算SPF樹所需的時(shí)間取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小。因?yàn)檫@些計(jì)算，路由器運(yùn)行OSPF需要占用更多CPU資源。

一種彌補(bǔ)OSPF協(xié)議占用CPU和內(nèi)存資源的方法是將網(wǎng)絡(luò)分成獨(dú)立的層次域，稱為區(qū)域（Area）。每個(gè)路由器僅與它們自己區(qū)域內(nèi)的其它路由器交換LSA。Area0被作為主干區(qū)域，所有區(qū)域必須與Area0相鄰接。在ABR（區(qū)域邊界路由器，AreaBorderRouter）上定義了兩個(gè)區(qū)域之間的邊界。ABR與Area0和另一個(gè)非主干區(qū)域至少分別有一個(gè)接口。最優(yōu)設(shè)計(jì)的OSPF網(wǎng)絡(luò)包含通過VLSM與每個(gè)區(qū)域鄰接的主干網(wǎng)絡(luò)。這使得在路由表的一個(gè)條目中描述多個(gè)網(wǎng)絡(luò)成為可能。

雖然OSPF協(xié)議是RIP協(xié)議強(qiáng)大的替代品，但是它執(zhí)行時(shí)需要更多的路由器資源。如果網(wǎng)絡(luò)中正在運(yùn)轉(zhuǎn)的是RIP協(xié)議，并且沒有發(fā)生任何問題，仍然可以繼續(xù)使用。但是如果想在網(wǎng)絡(luò)中利用基于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的多余鏈路，OSPF協(xié)議是更好的選擇。

增強(qiáng)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議

在Cisco公司的產(chǎn)品中，EIGRP（EnhancedInteriorGatewayRontingProtocol）協(xié)議具有一些優(yōu)勢(shì)。最重要的是它能迅速廣播鏈路狀態(tài)的變化。但EIGRP協(xié)議的最大缺點(diǎn)是沒有標(biāo)準(zhǔn)化。

與OSPF協(xié)議一樣，EIGRP路由器尋找它們的鄰接路由器并交換“hello”數(shù)據(jù)包。EIGRP協(xié)議每隔5秒傳送“hello”數(shù)據(jù)包。如果失敗3次，鄰接路由器則被認(rèn)為是宕機(jī)狀態(tài)，替代的路徑將被使用。

當(dāng)本地路由器的鏈路狀態(tài)發(fā)生變化，在新信息基礎(chǔ)上它將重新計(jì)算拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表。OSPF協(xié)議此時(shí)將立即向網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)路由器廣播鏈路狀態(tài)的變化，而EIGRP協(xié)議將僅僅涉及到被這些變化直接影響的路由器。這使帶寬和CPU資源的利用效率更高。同時(shí)，由于EIGRP協(xié)議使用了不到50%的帶寬，使得在低帶寬WAN鏈路上具有很大優(yōu)勢(shì)。EIGRP協(xié)議的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是它支持Novell/IPX和AppleTalk環(huán)境。如果網(wǎng)絡(luò)正在運(yùn)行的是IGRP協(xié)議，那么轉(zhuǎn)換到EIGRP協(xié)議比轉(zhuǎn)換到OSPF協(xié)議要容易的多。