常見的動態路由協議(RIP、OSPF、ISIS、BGP)

路由器要轉發數據必須先配置路由數據,通常根據網絡規模的大小可設置靜態路由或設置動態路由。靜態路由配置方便,對系統要求低,適用於拓撲結構簡單並且穩定的小型網絡。缺點是不能自動適應網絡拓撲的變化,需要人工干預。動態路由協議有自己的路由算法,能夠自動適應網絡拓撲的變化,適用於具有一定數量三層設備的網絡。缺點是配置對用戶要求比較高,對系統的要求高於靜態路由,並將佔用一定的網絡資源。

       常見的動態路由協議包括RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP、BGP等。RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP是內部網關協議(IGP),適用於單個ISP的統一路由協議的運行,一般由一個ISP運營的網絡位於一個AS(自治系統)內,有統一的AS number(自治系統號)。BGP是自治系統間的路由協議,是一種外部網關協議,多用於INTERNET上,在不同運營商之間交換路由信息,在某些大型的企業的內部網絡裏,有時也會用到BGP路由協議。下面爲大家介紹各種路由協議的特性。

 

一、RIP路由協議

       RIP是Routing Information Protocol(路由信息協議)的簡稱。它是一種較爲簡單的內部網關協議IGP(Interior Gateway Protocol),主要用於規模較小的網絡中,比如校園網以及結構較簡單的地區性網絡。對於更爲複雜的環境和大型網絡,一般不使用RIP。

       RIP是一種基於距離矢量(Distance-Vector)算法的協議,它通過UDP報文進行路由信息的交換,使用的端口號爲520。

       RIP使用跳數(Hop Count)來衡量到達目的地址的距離,稱爲度量值。在RIP中,缺省情況下,路由器到與它直接相連網絡的跳數爲0,通過一個路由器可達的網絡的跳數爲1,其餘依此類推。也就是說,度量值等於從本網絡到達目的網絡間的路由器數量。爲限制收斂時間,RIP規定度量值取0~15之間的整數,大於或等於16的跳數被定義爲無窮大,即目的網絡或主機不可達。由於這個限制,使得RIP不可能在大型網絡中得到應用。

       爲提高性能,防止產生路由循環,RIP支持水平分割(Split Horizon)和毒性反轉(Poison Reverse)功能。

       由於RIP的實現較爲簡單,在配置和維護管理方面也遠比OSPF和IS-IS容易,因此在實際組網中仍有廣泛的應用。

 

       RIP有兩個版本:RIP V1和RIP V2。

 

1、RIP V1是有類別路由協議(Classful Routing Protocol),它只支持以廣播方式發佈協議報文。RIP-1的協議報文中沒有攜帶掩碼信息,它只能識別A、B、C類這樣的自然網段的路由,因此RIP-1無法支持路由聚合,也不支持不連續子網(Discontiguous Subnet)。

 

2、RIP V2是一種無分類路由協議(Classless Routing Protocol),與RIP-1相比,它有以下優勢:

1)支持外部路由標記(Route Tag),可以在路由策略中根據Tag對路由進行靈活的控制。

2)報文中攜帶掩碼信息,支持路由聚合和CIDR(Classless Inter-Domain Routing)。

3)支持指定下一跳,在廣播網上可以選擇到最優下一跳地址。

4)支持使用組播方式發送更新報文,只有RIP-2路由器才能收到協議報文,減少資源消耗。

5)支持對協議報文進行驗證,並提供明文驗證和MD5驗證兩種方式,增強安全性。

 

二、OSPF路由協議

       OSPF(Open Shortest Path First)是IETF組織開發的一個基於鏈路狀態的內部網關協議。目前針對IPv4協議使用的是OSPF Version 2(RFC2328);針對IPv6協議使用OSPF Version 3(RFC2740)。

 

OSPF的特性如下:

1、適應範圍廣:支持大規模網絡,最多可支持幾百臺路由器。

2、支持掩碼:由於OSPF報文中攜帶掩碼信息,所以OSPF協議不受自然掩碼的限制,對VLSM提供很好的支持。

3、快速收斂:在網絡的拓撲結構發生變化後立即發送更新報文,使這一變化在自治系統中同步。

4、無自環:由於OSPF根據收集到的鏈路狀態用最短路徑樹算法計算路由,從算法本身保證了不會生成自環路由。

5、區域劃分:允許自治系統的網絡被劃分成區域來管理,區域間傳送的路由信息被進一步抽象,從而減少了佔用的網絡帶寬。

6、等價路由:支持到同一目的地址的多條等價路由。

7、路由分級:使用4類不同的路由,按優先順序來說分別是:區域內路由、區域間路由、第一類外部路由、第二類外部路由。

8、支持驗證:支持基於區域和接口的報文驗證,以保證報文交互的安全性。

9、組播發送:在某些類型的鏈路上以組播地址發送協議報文,減少對其他設備的干擾。

 

三、IS-IS路由協議

       IS-IS(Intermediate System-to-Intermediate System,中間系統到中間系統)最初是國際標準化組織ISO(the International Organization for Standardization)爲它的無連接網絡協議CLNP(ConnectionLess Network Protocol)設計的一種動態路由協議。

       爲了提供對IP的路由支持,IETF在RFC1195中對IS-IS進行了擴充和修改,使它能夠同時應用在TCP/IP和OSI環境中,稱爲集成化IS-IS(Integrated IS-IS或Dual IS-IS)。

       IS-IS屬於內部網關協議IGP(Interior Gateway Protocol),用於自治系統內部。IS-IS是一種鏈路狀態協議,使用最短路徑優先SPF(Shortest Path First)算法進行路由計算,與OSPF協議有很多相似之處。

 

四、IGRP路由協議

       IGRP協議是“內部網關路由協議(Interior Gateway Routing Protool)”的縮寫,由Cisco於二十世紀八十年代獨立開發,屬於Cisco私有協議。IGRP和RIP一樣,同屬距離矢量路由協議,因此在諸多方面有着相似點,如IGRP也是週期性的廣播路由表,也存在最大跳數(默認爲100跳,達到或超過100跳則認爲目標網絡不可達)。IGRP最大的特點是使用了混合度量值,同時考慮了鏈路的帶寬、延遲、負載、MTU、可靠性5個方面來計算路由的度量值,而不像其他IGP協議單純的考慮某一個方面來計算度量值。目前IGRP已經被Cisco獨立開發的EIGRP協議所取代,版本號爲12.3及其以上的Cisco IOS(Internetwork Operating System)已經不支持該協議,現在已經罕有運行IGRP協議的網絡。

 

五、EIGRP路由協議

       EIGRP由於IGRP協議的種種缺陷以及不足,Cisco開發了EIGRP協議(增強型內部網關路由協議)來取代IGRP協議。EIGRP屬於高級距離矢量路由協議(又稱混合型路由協議),繼承了IGRP的混合度量值,最大特點在於引入了非等價負載均衡技術,並擁有極快的收斂速度。EIGRP協議在Cisco設備網絡環境中廣泛部署。

 

六、BGP路由協議

       BGP是“邊界網關協議(Border Gateway Protocol)”的縮寫,處理各ISP之間的路由傳遞。BGP是一種外部網關協議(EGP),與OSPF、RIP等內部網關協議(IGP)不同,其着眼點不在於發現和計算路由,而在於控制路由的傳播和選擇最佳路由。BGP協議具有如下特點:

 

1、BGP使用TCP作爲其傳輸層協議(監聽端口號爲179),提高了協議的可靠性。

2、BGP進行域間的路由選擇,對協議的穩定性要求非常高。因此用TCP協議的高可靠性來保證BGP協議的穩定性。

3、BGP的對等體之間必須邏輯上連通,並進行TCP連接。目的端口號爲179,本地端口號任意。

4、BGP支持無類別域間路由CIDR。

5、路由更新時,BGP只發送更新的路由,大大減少了BGP傳播路由所佔用的帶寬,適用於在Internet上傳播大量的路由信息。

6、BGP是一種距離矢量路由協議,從設計上避免了環路的發生。

7、AS之間:BGP通過攜帶AS路徑信息標記途經的AS,帶有本地AS號的路由將被丟棄,從而避免了域間產生環路。

8、AS內部:BGP在AS內學到的路由不會在AS中轉發,避免了AS內產生環路。

9、BGP提供了豐富的路由策略,能夠對路由實現靈活的過濾和選擇。

10、BGP提供了防止路由振盪的機制,有效提高了Internet網絡的穩定性。

11、BGP易於擴展,能夠適應網絡新的發展。

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