必背课程——路由协议

路由即是指导IP 数据包发送的路径信息

路由器要想很好的完成路由的功能，则要做如下相关的工作：1、检查数据包的目的地：该功能主要用于确定路由器是否了解目的地信息。

2、确定信息源：路由器从哪里获得给定目的地的路径？由管理员静态指定的，还是动态地从其他路由器那里得到的？

3、发现可能的路由：到目的地的可能路由有哪些？

4、选择最佳路由：到目的地的最佳路径是哪条？路由器是否应在多条路径之间均衡负载？

5、验证和维护路由信息：到目的地的路径是否有效？是否是最新的？路由器除了生成路由表外还会定期的验证和维护路由信息，确保路由表中的条目有效

根据来源不同，路由表中的路由通常可分为以下三类：

1、链路层协议发现的路由（也称为接口路由或直连路由）

2、由网络管理员手工配置的静态路由

3、动态路由协议发现的路由

链路层发现的路由不需要维护，减少了维护的工作。而不足之处是链路层只能发现接口所在的直连网段的路由，无法发现跨网段的路由。跨网段的路由需要用其他的方法获得

静态路由与动态路由做一下对比。

1、静态路由必须由管理员手工指定。当网络拓扑发生变化时，需要管理员手工更新配置。同时静态路由只适合简单小型的网络，当网络结构复杂、路由条目繁多的时候，静态路由将难以胜任。

2、动态路由通过网络中运行的路由协议收集网络信息。当网络拓扑发生变化时，路由器会自动更新路由信息，不必管理员手工去更新

作用的范围，路由选择协议可分为：

1、IGP（Interior Gateway Protocol）内部网关协议：用于自治系统（AS）内部交换路由信息的路由协议称为内部网关协议。其中本课程介绍的RIP和OSPF都是属于IGP。本课程没有介绍到的ISIS、IGRP、EIGRP协议同样属于IGP协议。

2、EGP（Exterior Gateway Protocol）外部网关协议：用于自治

系统（AS）之间交换路由选择信息的路由协议称为外部网关协议。边界网关协议（BGP）就属于EGP协议。

根据使用的算法，路由协议可分为：

距离矢量协议（Distance-V ector）：包括RIP和BGP。其中，BGP也被称为路径矢量协议（Path-Vector）。

链路状态协议（Link-State）：包括OSPF和IS-IS。

以上两种算法的主要区别在于发现路由和计算路由的方法。

距离矢量协议关注到目的地的跳数（转发次数），链路状态协议

关注网络的拓扑结构，以及链路带宽资源等信息

路由选择协议根据业务应用可分为：单播路由协议和组播路由协议。

单播是一种数据包传输方式。数据包的目的地址是唯一的一台主机或设备。

组播是另一种数据包传输方式。数据包的目的地址为组播地址，即一组主机或设备可以同时接受到数据包

不同的路由来源，可能提供到达相同目的地的路由，这些路由的下一跳可能相同，也可能不同，路由器如何确定应该使用哪一条路由呢？路由优先级用于解决此问题

路由的度量（metric）标识出了到达这条路由所指的目的地址的代价，通常路由的度量值会受到线路延迟、带宽、线路占有率、线路可信度、跳数、最大传输单元等因素的影响，不同的动态路由协议会选择其中的一种或几种因素来计算度量值（如RIP用跳数来计算度量值）。该度量值只在同一种路由协议内有比较意义，不

同的路由协议之间的路由度量值没有可比性，也不存在换算关系，静态路由的度量值为0

到同一个目的地有几条相同度量的路由，当路由的优先级都相同时，这些路由都会被加入到路由表中，IP包会在这几个链路上负载分担(逐流分担除外)，这样，在路由协议层面上，就保证了IP流量的负载分担

目前，支持负载分担的路由协议主要有RIP、OSPF、BGP和IS-IS ，静态路由也支持负载分担

数据报文的转发基于目的IP地址进行转发，当数据报文到达路由器时，路由器首先提取出报文的目的IP地址，查找路由表，将报文的目的IP地址与路由表中的掩码字段做“与”操作，“与”操

作后的结果跟路由表该表项的目的IP地址比较，相同则匹配上，否则就没有匹配上。当所有的路由表项都匹配完后，路由器会选择一个掩码最长的匹配项

路由环路产生的原因：

1、路由收敛过程中产生的临时环路

2、路由算法的缺陷

3、在不同的路由域相互引入路由时丢失了可以防止环路的信息

4、配置错误

缺省路由也称为默认路由，是另外一种特殊的路由。通常情况下

，管理员可以通过手工方式配置缺省路由；但有些时候，也可以

使动态路由协议生成缺省路由，如OSPF和IS-IS。

当路由器收到一个在路由表中匹配不到明确路由的数据包时，会

将数据包转发给缺省路由指向的下一跳。

使用命令display ip routing-table查看当前是否设置了缺省路由。

如果报文的目的地址不能与路由表中的条目严格匹配，那么该报

文将选取缺省路由。如果没有缺省路由且报文的目的地不在路由

表中，那么该报文将被丢弃，并向源端返回一个ICMP报文，报告

该目的地址或网络不可达

缺省路由也支持路由的负载分担与路由备份，当配置多条优先级

相同的缺省路由时，这些路由实现负载分担。当路由优先级不同

时，这些路由实现路由备份，优先使用优先级最高的路由，其他

为备份路由

距离矢量路由协议的优点：配置简单，占用较少的内存和CPU处理时间。缺点：扩展性较差，比如RIP最大跳数不能超过16 跳

什么是好的动态路由协议？一个好的动态路由协议要求具备以下

几点：

（1）正确性，路由协议能够正确找到最优的路由，并且是无路由

自环。

（2）快收敛，当网络的拓扑结构发生变化时，路由协议能够迅速

更新路由，以适应新的网络拓扑。

（3）低开销，要求协议自身的开销（内存、CPU、网络带宽）要

最小。

（4）安全性，协议自身不易受攻击，有安全机制。

（5）普适性，能适应各种网络拓扑结构和各种规模的网络，扩展

性好。

距离矢量路由协议基于贝尔曼－福特算法（Bellman-ford），使用

D-V算法的路由器通常以一定的时间间隔向相邻的路由器发送他们

完整的路由表。接收到路由表的邻居路由器，会将收到的路由表

和自己的路由表进行比较。如果收到的路由条目不存在于自己的

路由表中，会被直接加入到自己的路由表。如果收到的路由条目

已存在于自己的路由表时，则比较它们的开销（Metric），开销小

的路由会替换开销大的。相邻路由器然后继续向外广播它自己的

路由表（包括更新后的路由）。

距离矢量路由协议以矢量（Distance，Direction）方式通告路由

信息，其中Distance使用Metric表示，方向使用下一跳来表示。

距离矢量路由协议的优点：配置简单，占用较少的内存和CPU处

理时间。