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路由选择协议知识汇总

文章发布时间:2015/5/28 4:26:21



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路由选择协议知识汇总
2009-12-08 0:02
  网络工程师考试对于路由选择协议的考查,主要包括计算机互联网络系统中信息包的传递和路由选择过程、各种常用路由选择技术的特性,以及不同路由选择协议间的区别与联系。从近几次考试的真题来看,本知识点占有比较重要的地位,基本上每次考试都有涉及,如RIP、OSPF、IGRP等常见路由协议,更加偏向于理论知识的考查。具体如表1-1所示:

考试时间

分值

题号与知识点

05.05

6分

【35】【36】RIP内部网关协议【37】OSPF协议 【38】OSPF拓扑数据库
【39】OSPF协议      【40】BGP4边界网关协议

05.11

4分

【37】距离矢量路由协议  【38】BGP外部网关协议
【39】OSPF协议更新时间  【40】OSPF协议指定路由器DR

06.05

1分

【23】OSPF协议

06.11

3分

【24】IGRP路由更新周期
【25】RIPv1与RIPv2的区别【26】OSPF协议

07.05

2分

【23】BGP 协议的作用   【24】RIP协议

07.11

4分

【23】OSPF协议基础知识   【24】RIP协议与水平分割法
【25】链路状态协议与距离矢量协议 【26】自治系统AS

  

下面就几种常见的路由选择协议以及它们之间区别与联系进行具体介绍:


一、路由选择协议的应用范围

  

  根据路由选择协议的应用范围,可以将其分为内部网关协议(IGP)、外部网关协议(EGP)和核心网关协议(GGP)三大类。其分类如图1-1所示:


图1-1 路由选择协议的应用范围


l 自治系统(AS):是指同构型的网关连接的互连网络,通常是由一个网络管理中心控制的。

l 内部网关协议(IGP):在一个自治系统内运行的路由选择协议,主要包括RIP、OSPF、IGRP、EIGRP等。

l 外部网关协议(EGP):是指在两个自治系统之间使用的路由选择协议,最新的EGP协议是BGP,其主要的功能是控制路由策略。

l 核心网关协议:Internet中有个主干网,所有的自治系统都连接到主干网上,主干网中的网关称为核心网关,核心网关之间交换路由信息时使用的是核心网关协议GGP。

二、常用路由选择协议


  我们都常接触、使用得较多的路由选择协议是内部网关协议,根据算法的不同,主要包括RIP(路由信息协议)、OSPF(开放最短路径优先协议)、IGRP(内部网关路由协议)、EIGRP(增强型内部网关路由协议)四种。所有的路由协议可以分为三类:

表1-2 路由协议的类别

协议类别

工作原理

特点

距离向量协议

通过计算网络中所有链路的矢量和距离,并以此为依据来确定最佳路径

这类协议定期会向相邻的路由器发送全部或部分路由表。

链路状态协议

使用为每个路由器创建的拓扑数据库来创建路由表,通过计算最短路径来形成路由表

这类协议定期会向相邻路由器发送网络链路状态信息

平衡型

结合了以上两个的优点


(1)RIP协议

  RIP(Routing Information Protocols,路由信息协议)是使用最广泛的距离向量协议,它是由施乐(Xerox)在70年代开发的。TCP/IP版本的RIP是施乐协议的改进版。RIP最大的特点是,无论实现原理还是配置方法,都非常简单。RIP基于跳数计算路由,并且定期向邻居路由器发送更新消息。


(2)IGRP协议

  IGRP是CISCO专有的协议,只在CISCO路由器中实现。它也属于距离向量类协议,所以在很多地方与RIP有共同点,比如广播更新等等。它和RIP最大的区别表现在度量方法、负载均衡等几方面。IGRP支持多路径上的加权负载均衡,这样网络的带宽可以得到更加合理的利用。另外,与RIP仅使用跳数作为度量依据不同,IGRP使用了多种参数,构成复合的度量值,这其中可以包含的因素有:带宽、延迟、负载、可靠性和MTU(最大传输单元)等等。


(3)OSPF协议

  OSPF协议是80年代后期开发的,90年代初成为工业标准,是一种典型的链路状态协议。OSPF的主要特性包括:支持VLSM(变长的子网掩码)、收敛迅速、带宽占用率低等等。OSPF协议在邻居之间交换链路状态信息,以便路由器建立链路状态数据库(LSD),之后,路由器根据数据库中的信息利用SPF(Shortest Path First,最短路径优先)算法计算路由表,选择路径的主要依据是带宽。


(4)EIGRP协议

  EIGRP是IGRP的增强版,它也是CISCO专有的路由协议。EIGRP采用了扩散更新(DUAL)算法,在某种程度上,它和距离向量算法相似,但具有更短的收敛时间和更好的可操作性。作为对IGRP的扩展,EIGRP支持多种可路由的协议,如IP、IPX和AppleTalk等等。运行在IP环境时,EIGRP还可以与IGRP进行平滑的连接,因为它们的度量方法是一致的。

  路由选择协议将路由信息发送到其它节点所采用的基本算法是扩散法,为了避免信息重复发送,通常会对路由信息包进行编号,通常是每发送一个路由信息就递增编号(即加1)。表1-3中总结了五种常见路由协议的知识点:

表1-3 主要路由协议

协议

类 别

主要特点

RIP

距离向量协议

使用广泛,简单、可靠,支持CIDR、VLSM及连续子网,最大跳数是15(隔一个路由器为一跳),每隔30秒广播一次路由信息。但其收敛慢,网络规模受限。

IGRP

距离向量协议

使用组合用户配置尺度(包括延时、带宽、可靠性、负载),不支持VLSM和不连续子网,每90秒发送一次路由更新广播。

OSPF

链路状态协议

通过路由器间通告网络接口状态(使用LSA—链路状态通告)来建立链路状态数据库,生成最短路径树,每个路由器自己构造路由表。使用Dijkstra算法。主要优点是:迅速、无环路的收敛性、支持精确度量,但路由开销大。

EIGRP

平衡混合
(前两种)

使用一种散射更新算法,实现很高的路由性能。支持VLSM、不连续子网,支持自动路由汇总功能,支持多种网络层协议。

  

以上四种路由协议都是域内路由协议,它们通常使用在自治系统的内部。当进行自治系统间的连接时,往往采用诸如BGP协议和EGP协议这样的域间路由协议。目前在Internet上使用的域间路由协议是BGP第四版。

  收敛是路由算法选择时所遇到的一个重要问题。收敛时间是指从网络的拓扑结构发生变化到网络上所有的相关路由器都得知这一变化,并且相应地做出改变所需要的时间。这一时间越短,网络变化对全网的扰动就越小。收敛时间过长会导致路由循环的出现。

  在上述几种域内路由算法中,RIP和IGRP的收敛时间相对较长,都是分钟数量级的;OSPF要短一些,数十秒内可以收敛;EIGRP最短,网络拓扑发生变化之后,几秒钟即可达到收敛状态。


三、路由选择协议比较


  上述几种常见路由协议细节比较如下表所示:




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