路由協議
路由協定(英語:Routing protocol)是一種指定封包轉送方式的網路協定。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。
常見路由協議
編輯常見的路由協議有RIP、IGRP(Cisco私有協議)、EIGRP(Cisco私有協議)、OSPF、IS-IS、BGP等。
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。
RIP
編輯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。現在分為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。
OSPF
編輯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,目前OSPF協議在各種網絡中廣泛部署。
IS-IS
編輯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。
IGRP
編輯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也是周期性的廣播路由表,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。目前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,現在已經罕有運行IGRP協議的網絡。
EIGRP
編輯由於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。
BGP
編輯為了維護各個ISP的獨立利益,標準化組織制定了ISP間的路由協議BGP。BGP是「邊界網關協議(Border Gateway Protocol)」的縮寫,處理各ISP之間的路由傳遞。但是BGP運行在相對核心的地位,需要用戶對網絡的結構有相當的了解,否則可能會造成較大損失。
參考資料
編輯- 中國協議分析網 (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- Andrew S. Tanenbaum,《計算機網絡》(Computer Networks, ISBN 0133499456)
- William Stallings,《數據與計算機通信》(DATA & COMPUTER COMMUNICATIONS, 6th Edt., ISBN 7040100436)