常用路由協(xié)議的分析及比較

1 概述

　　路由分為靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由，其相應的路由表稱(chēng)為靜態(tài)路由表和動(dòng)態(tài)路由表。靜態(tài)路由表由網(wǎng)絡(luò )管理員在系統安裝時(shí)根據網(wǎng)絡(luò )的配置情況預先設定，網(wǎng)絡(luò )結構發(fā)生變化后由網(wǎng)絡(luò )管理員手工修改路由表。動(dòng)態(tài)路由隨網(wǎng)絡(luò )運行情況的變化而變化，路由器根據路由協(xié)議提供的功能自動(dòng)計算數據傳輸的最佳路徑，由此得到動(dòng)態(tài)路由表。

　　根據路由算法，動(dòng)態(tài)路由協(xié)議可分為距離向量路由協(xié)議（Distance Vector Routing Protocol）和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議（Link State Routing Protocol）。距離向量路由協(xié)議基于Bellman-Ford算法，主要有RIP、IGRP（IGRP為Cisco公司的私有協(xié)議）；鏈路狀態(tài)路由協(xié)議基于圖論中非常著(zhù)名的Dijkstra算法，即最短優(yōu)先路徑（Shortest Path First，SPF）算法，如OSPF。在距離向量路由協(xié)議中，路由器將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器；而在鏈路狀態(tài)路由協(xié)議中，路由器將鏈路狀態(tài)信息傳遞給在同一區域內的所有路由器?！　「鶕酚善髟谧灾蜗到y（AS）中的位置，可將路由協(xié)議分為內部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（Interior Gateway Protocol，IGP）和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（External Gateway Protocol，EGP，也叫域間路由協(xié)議）。域間路由協(xié)議有兩種：外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）和邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP）。EGP是為一個(gè)簡(jiǎn)單的樹(shù)型拓撲結構而設計的，在處理選路循環(huán)和設置選路策略時(shí)，具有明顯的缺點(diǎn)，目前已被BGP代替。

　　EIGRP是Cisco公司的私有協(xié)議，是一種混合協(xié)議，它既有距離向量路由協(xié)議的特點(diǎn)，同時(shí)又繼承了鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)。各種路由協(xié)議各有特點(diǎn)，適合不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )。下面分別加以闡述。

2 靜態(tài)路由

　　靜態(tài)路由表在開(kāi)始選擇路由之前就被網(wǎng)絡(luò )管理員建立，并且只能由網(wǎng)絡(luò )管理員更改，所以只適于網(wǎng)絡(luò )傳輸狀態(tài)比較簡(jiǎn)單的環(huán)境。靜態(tài)路由具有以下特點(diǎn)：

　　靜態(tài)路由無(wú)需進(jìn)行路由交換，因此節省網(wǎng)絡(luò )的帶寬、CPU的利用率和路由器的內存。

　　靜態(tài)路由具有更高的安全性。在使用靜態(tài)路由的網(wǎng)絡(luò )中，所有要連到網(wǎng)絡(luò )上的路由器都需在鄰接路由器上設置其相應的路由。因此，在某種程度上提高了網(wǎng)絡(luò )的安全性。

　　有的情況下必須使用靜態(tài)路由，如DDR、使用NAT技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。

　　靜態(tài)路由具有以下缺點(diǎn)：

　　管理者必須真正理解網(wǎng)絡(luò )的拓撲并正確配置路由。
　　
　　網(wǎng)絡(luò )的擴展性能差。如果要在網(wǎng)絡(luò )上增加一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，管理者必須在所有路由器上加一條路由。
　　
　　配置煩瑣，特別是當需要跨越幾臺路由器通信時(shí)，其路由配置更為復雜。

　　3 動(dòng)態(tài)路由

　　 動(dòng)態(tài)路由協(xié)議分為距離向量路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，兩種協(xié)議各有特點(diǎn)，分述如下。

　　1. 距離向量（DV）協(xié)議

　　距離向量指協(xié)議使用跳數或向量來(lái)確定從一個(gè)設備到另一個(gè)設備的距離。不考慮每跳鏈路的速率。

　　距離向量路由協(xié)議不使用正常的鄰居關(guān)系，用兩種方法獲知拓撲的改變和路由的超時(shí)：

　　當路由器不能直接從連接的路由器收到路由更新時(shí)；

　　當路由器從鄰居收到一個(gè)更新，通知它網(wǎng)絡(luò )的某個(gè)地方拓撲發(fā)生了變化。

　　在小型網(wǎng)絡(luò )中（少于100個(gè)路由器，或需要更少的路由更新和計算環(huán)境），距離向量路由協(xié)議運行得相當好。當小型網(wǎng)絡(luò )擴展到大型網(wǎng)絡(luò )時(shí)，該算法計算新路由的收斂速度極慢，而且在它計算的過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò )處于一種過(guò)渡狀態(tài)，極可能發(fā)生循環(huán)并造成暫時(shí)的擁塞。再者，當網(wǎng)絡(luò )底層鏈路技術(shù)多種多樣，帶寬各不相同時(shí)，距離向量算法對此視而不見(jiàn)。

　　距離向量路由協(xié)議的這種特性不僅造成了網(wǎng)絡(luò )收斂的延時(shí)，而且消耗了帶寬。隨著(zhù)路由表的增大，需要消耗更多的CPU資源，并消耗了內存。

　　2. 鏈路狀態(tài)（LS）路由協(xié)議

　　鏈路狀態(tài)路由協(xié)議沒(méi)有跳數的限制，使用“圖形理論”算法或最短路徑優(yōu)先算法。

　　鏈路狀態(tài)路由協(xié)議有更短的收斂時(shí)間、支持VLSM（可變長(cháng)子網(wǎng)掩碼）和CIDR。

　　鏈路狀態(tài)路由協(xié)議在直接相連的路由之間維護正常的鄰居關(guān)系。這允許路由更快收斂。鏈路狀態(tài)路由協(xié)議在會(huì )話(huà)期間通過(guò)交換Hello包（也叫鏈路狀態(tài)信息）創(chuàng )建對等關(guān)系，這種關(guān)系加速了路由的收斂。

　　不像距離向量路由協(xié)議那樣，更新時(shí)發(fā)送整個(gè)路由表。鏈路狀態(tài)路由協(xié)議只廣播更新的或改變的網(wǎng)絡(luò )拓撲，這使得更新信息更小，節省了帶寬和CPU利用率。另外，如果網(wǎng)絡(luò )不發(fā)生變化，更新包只在特定的時(shí)間內發(fā)出（通常為30min到2h）。

　　3. 鏈路狀態(tài)路由協(xié)議和距離向量路由協(xié)議的比較