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路由協議
鎖定
路由協議(英語:Routing protocol)是一種指定數據包轉送方式的網上協議。Internet網絡的主要節點設備是路由器,路由器通過路由表來轉發接收到的數據。轉發策略可以是人工指定的(通過靜態路由、策略路由等方法)。在具有較小規模的網絡中,人工指定轉發策略沒有任何問題。但是在具有較大規模的網絡中(如跨國企業網絡、ISP網絡),如果通過人工指定轉發策略,將會給網絡管理員帶來巨大的工作量,並且在管理、維護路由表上也變得十分困難。為了解決這個問題,動態路由協議應運而生。動態路由協議可以讓路由器自動學習到其他路由器的網絡,並且網絡拓撲發生改變後自動更新路由表。網絡管理員只需要配置動態路由協議即可,相比人工指定轉發策略,工作量大大減少。
- 中文名
- 路由協議
- 外文名
- Routing protocol
- 作 用
- 提供了異構網互聯的機制
- 原 理
- 路由器之間共享路由信息
- 分 類
- 靜態路由和動態路由
路由協議原理
路由協議通過在路由器之間共享路由信息來支持可路由協議。路由信息在相鄰路由器之間傳遞,確保所有路由器知道到其它路由器的路徑。總之,路由協議創建了路由表,描述了網絡拓撲結構;路由協議與路由器協同工作,執行路由選擇和數據包轉發功能。
路由協議作用
路由協議主要運行於路由器上,路由協議是用來確定到達路徑的,它包括RIP,IGRP(Cisco私有協議),EIGRP(Cisco私有協議),OSPF,IS-IS,BGP。起到一個地圖導航,負責找路的作用。它工作在網絡層。
路由協議作為TCP/IP協議族中重要成員之一,其選路過程實現的好壞會影響整個Internet網絡的效率。按應用範圍的不同,路由協議可分為兩類:在一個AS(Autonomous System,自治系統,指一個互連網絡,就是把整個Internet劃分為許多較小的網絡單位,這些小的網絡有權自主地決定在本系統中應採用何種路由協議)內的路由協議稱為內部網關協議(interior gateway protocol),AS之間的路由協議稱為外部網關協議(exterior gateway protocol)。這裏網關是路由器的舊稱。正在使用的內部網關路由協議有以下幾種:RIP-1,RIP-2,IGRP,EIGRP,IS-IS和OSPF。其中前3種路由協議採用的是距離向量算法,IS-IS和OSPF採用的是鏈路狀態算法,EIGRP是結合了鏈路狀態和距離矢量型路由選擇協議的Cisco私有路由協議。對於小型網絡,採用基於距離向量算法的路由協議易於配置和管理,且應用較為廣泛,但在面對大型網絡時,不但其固有的環路問題變得更難解決,所佔用的帶寬也迅速增長,以至於網絡無法承受。因此對於大型網絡,採用鏈路狀態算法的IS-IS和OSPF較為有效,並且得到了廣泛的應用。IS-IS與OSPF在質量和性能上的差別並不大,但OSPF更適用於IP,較IS-IS更具有活力。IETF始終在致力於OSPF的改進工作,其修改節奏要比IS-IS快得多。這使得OSPF正在成為應用廣泛的一種路由協議。不論是傳統的路由器設計,還是即將成為標準的MPLS(多協議標記交換),均將OSPF視為必不可少的路由協議。
外部網關協議最初採用的是EGP。EGP是為一個簡單的樹形拓撲結構設計的,隨着越來越多的用户和網絡加入Internet,給EGP帶來了很多的侷限性。為了擺脱EGP的侷限性,IETF邊界網關協議工作組制定了標準的邊界網關協議--BGP。
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路由協議常見路由協議
RIP、IGRP、EIGRP、OSPF、IS-IS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,多用於不同ISP之間交換路由信息,以及大型企業、政府等具有較大規模的私有網絡。
路由協議RIP
主條目:路由信息協議
RIP很早就被用在Internet上,是最簡單的路由協議。它是“路由信息協議(Route Information Protocol)”的簡寫,主要傳遞路由信息,通過每隔30秒廣播一次路由表,維護相鄰路由器的位置關係,同時根據收到的路由表信息計算自己的路由表信息。RIP是一個距離矢量路由協議,最大跳數為15跳,超過15跳的網絡則認為目標網絡不可達。此協議通常用在網絡架構較為簡單的小型網絡環境。分為RIPv1和RIPv2兩個版本,後者支持VLSM技術以及一系列技術上的改進。RIP的收斂速度較慢。
路由協議OSPF
主條目:開放式最短路徑優先
OSPF協議是“開放式最短路徑優先(Open Shortest Path First)”的縮寫,屬於鏈路狀態路由協議。OSPF提出了“區域(area)”的概念,每個區域中所有路由器維護着一個相同的鏈路狀態數據庫(LSDB)。區域又分為骨幹區域(骨幹區域的編號必須為0)和非骨幹區域(非0編號區域),如果一個運行OSPF的網絡只存在單一區域,則該區域可以是骨幹區域或者非骨幹區域。如果該網絡存在多個區域,那麼必須存在骨幹區域,並且所有非骨幹區域必須和骨幹區域直接相連。OSPF利用所維護的鏈路狀態數據庫,通過最短路徑優先算法(SPF算法)計算得到路由表。OSPF的收斂速度較快。由於其特有的開放性以及良好的擴展性,OSPF協議在各種網絡中廣泛部署。
路由協議IS-IS
主條目:中間系統到中間系統
IS-IS協議是Intermediate system to intermediate system(中間系統到中間系統)的縮寫,屬於鏈路狀態路由協議。標準IS-IS協議是由國際標準化組織制定的ISO/IEC 10589:2002所定義的,標準IS-IS不適合用於IP網絡,因此IETF制定了適用於IP網絡的集成化IS-IS協議(Integrated IS-IS)。和OSPF相同,IS-IS也使用了“區域”的概念,同樣也維護着一份鏈路狀態數據庫,通過最短生成樹算法(SPF)計算出最佳路徑。IS-IS的收斂速度較快。集成化IS-IS協議是ISP骨幹網上最常用的IGP協議。
路由協議IGRP
主條目:內部網關路由協議
IGRP協議是“內部網關路由協議(Interior Gateway Routing Protocol)”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(默認為100跳,達到或超過100跳則認為目標網絡不可達)。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。IGRP已經被Cisco獨立開發的EIGRP協議所取代,版本號為12.3及其以上的Cisco IOS(Internetwork Operating System)已經不支持該協議,已經罕有運行IGRP協議的網絡。
路由協議EIGRP
主條目:增強型內部網關路由協議
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。
路由協議BGP
主條目:邊界網關協議