路由器原理及常用的路由協(xié)議、路由算法3

3 路由協(xié)議

典型的路由選擇方式有兩種：靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由。

靜態(tài)路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網(wǎng)絡(luò )管理員干預，否則靜態(tài)路由不會(huì )發(fā)生變化。由于靜態(tài)路由不能對網(wǎng)絡(luò )的改變作出反映，一般用于網(wǎng)絡(luò )規模不大、拓撲結構固定的網(wǎng)絡(luò )中。靜態(tài)路由的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態(tài)路由優(yōu)先級最高。當動(dòng)態(tài)路由與靜態(tài)路由發(fā)生沖突時(shí)，以靜態(tài)路由為準。

動(dòng)態(tài)路由是網(wǎng)絡(luò )中的路由器之間相互通信，傳遞路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的過(guò)程。它能實(shí)時(shí)地適應網(wǎng)絡(luò )結構的變化。如果路由更新信息表明發(fā)生了網(wǎng)絡(luò )變化，路由選擇軟件就會(huì )重新計算路由，并發(fā)出新的路由更新信息。這些信息通過(guò)各個(gè)網(wǎng)絡(luò )，引起各路由器重新啟動(dòng)其路由算法，并更新各自的路由表以動(dòng)態(tài)地反映網(wǎng)絡(luò )拓撲變化。動(dòng)態(tài)路由適用于網(wǎng)絡(luò )規模大、網(wǎng)絡(luò )拓撲復雜的網(wǎng)絡(luò )。當然，各種動(dòng)態(tài)路由協(xié)議會(huì )不同程度地占用網(wǎng)絡(luò )帶寬和CPU資源。

靜態(tài)路由和動(dòng)態(tài)路由有各自的特點(diǎn)和適用范圍，因此在網(wǎng)絡(luò )中動(dòng)態(tài)路由通常作為靜態(tài)路由的補充。當一個(gè)分組在路由器中進(jìn)行尋徑時(shí)，路由器首先查找靜態(tài)路由，如果查到則根據相應的靜態(tài)路由轉發(fā)分組；否則再查找動(dòng)態(tài)路由。

根據是否在一個(gè)自治域內部使用，動(dòng)態(tài)路由協(xié)議分為內部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）。這里的自治域指一個(gè)具有統一管理機構、統一路由策略的網(wǎng)絡(luò )。自治域內部采用的路由選擇協(xié)議稱(chēng)為內部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，常用的有RIP、OSPF；外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議主要用于多個(gè)自治域之間的路由選擇，常用的是BGP和BGP-4。下面分別進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

3.1 RIP路由協(xié)議

RIP協(xié)議最初是為Xerox網(wǎng)絡(luò )系統的Xerox parc通用協(xié)議而設計的，是Internet中常用的路由協(xié)議。RIP采用距離向量算法，即路由器根據距離選擇路由，所以也稱(chēng)為距離向量協(xié)議。路由器收集所有可到達目的地的不同路徑，并且保存有關(guān)到達每個(gè)目的地的最少站點(diǎn)數的路徑信息，除到達目的地的最佳路徑外，任何其它信息均予以丟棄。同時(shí)路由器也把所收集的路由信息用RIP協(xié)議通知相鄰的其它路由器。這樣，正確的路由信息逐漸擴散到了全網(wǎng)。

RIP使用非常廣泛，它簡(jiǎn)單、可靠，便于配置。但是RIP只適用于小型的同構網(wǎng)絡(luò )，因為它允許的最大站點(diǎn)數為15，任何超過(guò)15個(gè)站點(diǎn)的目的地均被標記為不可達。而且RIP每隔30s一次的路由信息廣播也是造成網(wǎng)絡(luò )的廣播風(fēng)暴的重要原因之一。

3.2 OSPF路由協(xié)議

80年代中期，RIP已不能適應大規模異構網(wǎng)絡(luò )的互連，0SPF隨之產(chǎn)生。它是網(wǎng)間工程任務(wù)組織（1ETF）的內部網(wǎng)關(guān)協(xié)議工作組為IP網(wǎng)絡(luò )而開(kāi)發(fā)的一種路由協(xié)議。

0SPF是一種基于鏈路狀態(tài)的路由協(xié)議，需要每個(gè)路由器向其同一管理域的所有其它路由器發(fā)送鏈路狀態(tài)廣播信息。在OSPF的鏈路狀態(tài)廣播中包括所有接口信息、所有的量度和其它一些變量。利用0SPF的路由器首先必須收集有關(guān)的鏈路狀態(tài)信息，并根據一定的算法計算出到每個(gè)節點(diǎn)的最短路徑。而基于距離向量的路由協(xié)議僅向其鄰接路由器發(fā)送有關(guān)路由更新信息。

與RIP不同，OSPF將一個(gè)自治域再劃分為區，相應地即有兩種類(lèi)型的路由選擇方式：當源和目的地在同一區時(shí)，采用區內路由選擇；當源和目的地在不同區時(shí)，則采用區間路由選擇。這就大大減少了網(wǎng)絡(luò )開(kāi)銷(xiāo)，并增加了網(wǎng)絡(luò )的穩定性。當一個(gè)區內的路由器出了故障時(shí)并不影響自治域內其它區路由器的正常工作，這也給網(wǎng)絡(luò )的管理、維護帶來(lái)方便。

3.3 BGP和BGP-4路由協(xié)議

BGP是為T(mén)CP／IP互聯(lián)網(wǎng)設計的外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，用于多個(gè)自治域之間。它既不是基于純粹的鏈路狀態(tài)算法，也不是基于純粹的距離向量算法。它的主要功能是與其它自治域的BGP交換網(wǎng)絡(luò )可達信息。各個(gè)自治域可以運行不同的內部網(wǎng)關(guān)協(xié)議。BGP更新信息包括網(wǎng)絡(luò )號／自治域路徑的成對信息。自治域路徑包括到達某個(gè)特定網(wǎng)絡(luò )須經(jīng)過(guò)的自治域串，這些更新信息通過(guò)TCP傳送出去，以保證傳輸的可靠性。

為了滿(mǎn)足Internet日益擴大的需要，BGP還在不斷地發(fā)展。在最新的BGp4中，還可以將相似路由合并為一條路由。

3.4 路由表項的優(yōu)先問(wèn)題

在一個(gè)路由器中，可同時(shí)配置靜態(tài)路由和一種或多種動(dòng)態(tài)路由。它們各自維護的路由表都提供給轉發(fā)程序，但這些路由表的表項間可能會(huì )發(fā)生沖突。這種沖突可通過(guò)配置各路由表的優(yōu)先級來(lái)解決。通常靜態(tài)路由具有默認的最高優(yōu)先級，當其它路由表表項與它矛盾時(shí)，均按靜態(tài)路由轉發(fā)。