路由技术

路由技术

目录

1.路由技术定义 (1)

2.路由技术分类 (1)

2.1算法分类 (1)

2.2协议分类 (1)

3.路由协议 (2)

3.1内部网关协议IGP (2)

3.1.1OSPF路由协议 (2)

3.1.2RIP路由协议 (3)

3.2外部网关协议EGP (3)

3.2.1域间策略 (4)

3.3RIP与OSPF对比 (4)

路由技术

1. 路由技术定义

路由技术主要是指路由选择算法。路由选择算法可以分为静态路由选择算法和动态路由选择算法。因特网的路由选择协议的特点是：属于自适应的选择协议（即动态的）；是分布式路由选择协议；采用分层次的路由选择协议，即分自治系统内部和自治系统外部路由选择协议。因特网的路由选择协议划分为两大类：内部网关协议（IGP，具体的协议有RIP和OSPF 等）和外部网关协议（EGP，目前使用最多的是BGP）。

2. 路由技术分类

2.1 算法分类

路由选择算法就是路由选择的方法或策略。

按照路由选择算法能否随网络的拓扑结构或者通信量自适应地进行调整变化进行分类，路由选择算法可以分为静态路由选择算法和动态路由选择算法。

（1）静态算法

静态路由选择算法就是非自适应路由选择算法，这是一种不测量、不利用网络状态信息，仅仅按照某种固定规律进行决策得简单得路由选择算法。静态路由选择算法简单和开销小，但是不能适应网络状态的变化。静态路由选择算法主要包括扩散法和固定路由表法，需要是依靠手工输入的信息来配置路由表。

静态路由具有以下几个优点：减小了路由器的日常开销。在小型互联网上很容易配置。可以控制路由选择的更新。但是，静态路由在网络变化频繁出现的环境中并不会很好的工作。在大型的和经常变动的互联网，配置静态路由是不现实的。

（2）动态算法

动态路由选择算法就是自适应路由选择算法，是依靠当前网络的状态信息进行决策，从而使路由选择结果在一定程度上适应网络拓扑结构和通信量的变化。

动态路由选择算法的特点是能较好的适应网络状态的变化，但是实现起来较为复杂，开销也比较大。动态路由选择算法一般采用路由表法，主要包括分布式路由选择算法和集中式路由选择算法。分布式路由选择算法是每一个节点定期与相邻节点交换路由信息，修改各自的路由表，这样使整个网络的路由选择经常处于一种动态变化的状况。集中式路由选择算法是网络中设置一个节点，专门收集各个节点定期发送获得状态信息，然后由该节点根据网络状态信息，动态的计算出每一个节点的路由表，再将新的路由表发送给各个节点。

2.2 协议分类

动态路由是指路由协议可以自动根据实际情况生成的路由表的方法。动态路由的主要优点是，如果存在到目的站点的多条路径，运行了路由选择协议（如RIP或IGRP）之后，而正

在进行数据传输的一条路径发生了中断的情况下，路由器可以自动的选择另外一条路径传输数据。这对于建立一个大型的网络是一个优点。大多数路由选择协议可分成两种基本路由选择协议：

（1）距离矢量

计算网络中链路的距离矢量，然后根据计算结果进行路由选择。典型的距离向量路由选择协议有IGRP、RIP等。路由器定期向邻居路由器发送消息，消息的内容就是自己的整个路由表，如：到达目的网络所经过的距离、到达目的网络的下一跳地址等。运行距离矢量的路由器会根据相邻路由器发送过来的信息，更新自己的路由表。

（2）链路状态

典型的链路状态路由选择协议有OSPF等。链路状态路由选择协议的目的是得到整个网络的拓扑结构。运行链路状态路由协议的每个路由器都要提供链路状态的拓扑结构信息，信息的内容包括：路由器所连接的网段链路、以及该链路的物理状态等。根据返回的信息，路由器根据网络拓扑结构的变化及时修改路由配置，以适应新的路由选择。

3. 路由协议

由于因特网规模庞大，为了路由选择的方便和简化，一般将整个因特网划分为许多较小的区域，称为自治系统。每个自治系统内部采用得路由选择协议可以不同，自治系统根据自身情况有权决定采用哪种路由选择协议。

因特网路由协议属于自适应的选择协议（即动态的）；是分布式路由选择协议；因特网采用分层次的路由选择协议，即分自治系统内部和自治系统外部路由选择协议。内部网关协议（IGP）：在一个自治系统内部使用得路由选择协议。具体的协议有RIP和OSPF等。外部网关（路由器）协议（EGP）：两个自治系统之间使用的路由选择协议，为两个相邻的位于各自域边界上的路由器提供一种交换消息和信息的方法，目前使用最多的是BGP（BGP-4）。

3.1 内部网关协议IGP

IGP（内部网关协议）是在一个自治网络内网关（主机和路由器）间交换路由信息的协议。路由信息能用于网间协议（IP）或者其它网络协议来说明路由传送是如何进行的。

Internet网被分成多个域或多个自治系统。一个域（domain）是一组主机和使用相同路由选择协议的路由器集合，并由单一机构管理。换言之，一个域可能是由一所大学或其它机构管理的互联网，内部网关协议（IGP）在一个域中选择路由。

3.1.1 OSPF路由协议

OSPF(Open Shortest PathFirst）是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol，简称IGP），用于在单一自治系统（Autonomous System,AS）内决策路由。与RIP相对，OSPF 是链路状态路由协议，而RIP是距离向量路由协议。链路是路由器接口的另一种说法，因此OSPF也称为接口状态路由协议。OSPF通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由内部网关协议用在一个

域中交换路由选择信息，如路由选择信息协议（RIP）和优先开放最短路径协议（OSPF）。OSPF 是与OSI的IS-IS协议十分相似的内部路由选择协议。在区域的边界，周边路由器将一个域与其它域相连。这些路由器使用外部路由选择协议（Exterior Routing Protocol）交换路由信息。外部网关协议（Exterior Gateway Protocol，EGP）为位于自治域边界的两个相邻的周边路由器提供一种交换消息和信息的方法。对于EGP的替代是边界网关协议（Border Gateway Protocol，BGP），它改进了EGP的性能，如指定路由选择策略的能力。

内部网关协议用于域内交换路由选择信息。常用的路由选择协议：

地址解析协议（ARP）：ARP用于Internet和TCP/IP网，是一种邻居发现协议，它与OSI 端系统对中间系统（ES-IS）协议相似。路由器和主机（用户计算机、服务器等）都使用ARP 来相互通告。路由器把包含一个IP地址的分组广播出去。网络上有这个IP地址的计算机或设备回送自己的LAN地址。这些地址被存入路由选择表中，以备将来使用。

另一个与ARR相似的协议，称为逆ARP(RARP），执行相反的任务，它根据已知的网络地址获得IP地址。

3.1.2 RIP路由协议

RIP使用距离向量算法（DVA）计算路由选择路径。在DVA中，路由选择是基于到一个目的站中最少路由中继（hop）数或到一个相邻路由器路径的费用计算出来的一个总的费用。RIP 路由选择表与其它路由器大约每30秒钟交换一次，路由器就是基于新的消息来重新生成它们的路由选择信息表。如果一个路由器连到低吞吐量的WAN链路，那么它在重新生成路由选择表时就会落后。另外，交换路由选择信息表要增加网络额外开销，它会引起许多拥塞，进一步推迟路由选择表的更新。如果一条路由失败了，重新建立路由选择表所需的延迟将会推迟一条新的路由尽快地建立。

优先开放最短路径（OSPF）：OSPF是一个链路状态路由选择算法，它是由开放系统互连（OSI）中间系统对中间系统（IS-IS）域内路由选择协议所做的工作派生出来的。链路状态路由选择与距离向量路由选择相比，需要更强的处理能力，但提供更多路由选择处理控制和更快的变化响应，Dijkstra算法用于计算路由是基于分组必须跳跃（hop）过的路由器数、传输线路的速度、交通拥塞延迟和根据某种度量的路由器费用。OSPF路由选择表只在必要时更新和仅更新有效（变化）的信息。

3.2 外部网关协议EGP

外部网关协议（EGP）是为两个自治域边界的相邻路由器交换信息和消息。外部网关协议还提供一种方法，为路由器相互交换路由选择信息。每一个域有一个或多个路由器被选作EGP 协议路由器。每一个EGP使用内部网关协议和同一域内部的网关交换路由选择信息，以便它知道局域内端系统（主机）的地址。EGP与其它域内的EGP相连和交换有关各自域内端系统的路由选择信息。有了这些信息，网关就知道发送信息到域外其它系统的最佳路径。

EGP的主要功能如下：执行相邻网关连接过程使两个外部网关相连和决定交换信息。通过发送一条消息周期性地核实相邻的路由器和等待一个响应，这将确保一个外部网关仍可采