如何選擇路由協議

2019-11-04 12:05:55

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供稿：網友

當網絡啟用了路由協議，網絡便具有了能夠自動更新路由表的強大功能。但是使用象Rip/RIP2、OSPF或IGRP/EIGRP等一些主要的內部網關協議（InteriorGatewayPRotocol，IGP）都有一定的協定。
　　

　　內部網關協議首先適合于在那些只有單個治理員負責網絡操作和運行的地方；否則，將會出現配置錯誤導致網絡性能降低或是導致網絡運行不穩定的情況。對于由許多治理員共同分擔責任的網絡，如Internet，則考慮使用EGP協議（InteriorGatewayProtocol，外部網關協議），如BGP4。
　　
　　假如網絡中只有一個路由器，不需要使用路由協議；只有當網絡中具有多個路由器時，才有必要讓它們去共享信息。但假如僅有小型網絡，完全可以通過靜態路由手動地更新路由表。
　　
　　路由信息協議
　　
　　RIP（RoutingInformationProtocol）協議基于一個被稱為“routed”的程序，該程序運行在BSDI版本的Unix系統之上，并在1988年被標準化在RFC1058中。而在RFC1388中所描述的版本2中，增加了對VLSM（VariableLengthSubnetMasks，可變長子網屏蔽）的支持，但沒有彌補該協議的主要缺陷。例如，在有多重路徑到相同目標的網絡中，RIP確定使用一條可選擇的路徑將花費許多時間，在沒有多重路徑的網絡中，RIP協議已經被廣泛使用。
　　
　　RIP協議被列為距離矢量協議，這意味著它使用距離來決定最佳路徑，如通過路由跳數來衡量。路由器每30秒互相發送廣播信息。收到廣播信息的每個路由器增加一個跳數。假如廣播信息經過多個路由器收到，到這個路由器具有最低跳數的路徑是被選中的路徑。假如首選的路徑不能正常工作，那么具有較高跳數的路徑被作為備份。
　　
　　對于RIP協議（和其他路由協議），網絡上的路由器在一條路徑不能用時必須經歷決定替代路徑的過程，這個過程稱為收斂（Convergence）。RIP協議花費大量的時間用于收斂是個主要的問題。在RIP協議熟悉到路徑不能達到前，它被設為等待，直到它已錯過6次更新總共180秒時間。然后，在使用新路徑更新路由表前，它等待另一個可行路徑的下一個信息的到來。這意味著在備份路徑被使用前至少經過了3分鐘，這對于多數應用程序超時是相當長的時間。
　　
　　RIP協議的另一個基本問題是，當選擇路徑時它忽略了連接速度問題。例如，假如一條由所有快速以太網連接組成的路徑比包含一個10Mbps以太網連接的路徑遠一個跳數，具有較慢10Mbps以太網連接的路徑將被選定作為最佳路徑。
　　
　　RIP協議的原始版本不能應用VLSM，因此不能分割地址空間以最大效率地應用有限的IP地址。RIP2協議通過引入子網屏蔽與每一路由廣播信息一起使用實現了這個功能。
　　
　　路由協議還應該能防止數據包進入循環，或落入路由選擇循環，這是由于多余連接影響網絡的問題。RIP協議假定假如從網絡的一個終端到另一個終端的路由跳超過15個，那么一定牽涉到了循環。因此當一個路徑達到16跳，將被認為是達不到的。顯然，這限制了RIP協議只能在網絡上的使用。
　　
　　RIP的最大問題涉及到具有多余路徑的較大網絡。假如網絡沒有多余的路徑，RIP協議將很好地工作，它是被幾乎每個支持路徑選擇的廠商實施的Internet標準。RIP協議適用于多數服務器操作系統，它的配置和障礙修復非常輕易。對于規模較大的網絡，或具有多余路徑的網絡，應該考慮使用其它路由協議。
　　
　　OSPF2
　　
　　OSPF2是類似RIP協議的Internet標準，可以彌補RIP協議的缺點。1991年在RFC1247中它被第一次標準化；最新的版本是在RFC2328中。但是與RIP協議不同，OSPF是一套鏈路狀態路由協議，這意
　　味著路由選擇的變化基于網絡中路由器物理連接的狀態與速度，并且變化被立即廣播到網絡中的每一個路由器。
　　
　　當一個OSPF路由器第一次被激活，它使用OSPF的“hello協議”來發現與它連接的鄰節點，然后用LSA（鏈路狀態廣播信息）等和這些路由器交換鏈路狀態信息。每個路由器都創建了由每個接口、對應鄰節點和接口速度組成的數據庫。每個路由器從鄰接路由器收到的LSA被繼續向各自的鄰接路由器傳遞，直到網絡中的每個路由器收到了所有其它路由器的LSA。
　　
　　鏈路狀態數據庫不同于路由表，根據數據庫中的信息，每個路由器計算到網絡的每一目標的一條路徑，創建以它為根的路由拓撲結構樹，其中包含了形成路由表基礎的最短路徑優先樹（SPF樹）。LSA每30分鐘被交換一次，除非網絡拓撲結構有變化。例如，假如接口變化，信息馬上通過網絡廣播；假如有多余路徑，收斂將重新計算SPF樹。計算SPF樹所需的時間取決于網絡規模的大小。因為這些計算，路由器運行OSPF需要占用更多CPU資源。
　　
　　一種彌補OSPF協議占用CPU和內存資源的方法是將網絡分成獨立的層次域，稱為區域（Area）。每個路由器僅與它們自己區域內的其它路由器交換LSA。Area0被作為主干區域，所有區域必須與Area0相鄰接。在ABR（區域邊界路由器，AreaBorderRouter）上定義了兩個區域之間的邊界。ABR與Area0和另一個非主干區域至少分別有一個接口。最優設計的OSPF網絡包含通過VLSM與每個區域鄰接的主干網絡。這使得在路由表的一個條目中描述多個網絡成為可能。
　　
　　雖然OSPF協議是RIP協議強大的替代品，但是它執行時需要更多的路由器資源。假如網絡中正在運轉的是RIP協議，并且沒有發生任何問題，仍然可以繼續使用。但是假如想在網絡中利用基于標準協議的多余鏈路，OSPF協議是更好的選擇。

　　
　　增強內部網關路由協議
　　
　　在Cisco公司的產品中，EIGRP（EnhancedInteriorGatewayRontingProtocol）協議具有一些優勢。最重要的是它能迅速廣播鏈路狀態的變化。但EIGRP協議的最大缺點是沒有標準化。
　　
　　與OSPF協議一樣，EIGRP路由器尋找它們的鄰接路由器并交換“hello”數據包。EIGRP協議每隔5秒傳送“hello”數據包。假如失敗3次，鄰接路由器則被認為是宕機狀態，替代的路徑將被使用。
　　
　　當本地路由器的鏈路狀態發生變化，在新信息基礎上它將重新計算拓撲結構表。OSPF協議此時將立即向網絡中的每個路由器廣播鏈路狀態的變化，而EIGRP協議將僅僅涉及到被這些變化直接影響的路由器。這使帶寬和CPU資源的利用效率更高。同時，由于EIGRP協議使用了不到50%的帶寬，使得在低帶寬WAN鏈路上具有很大優勢。EIGRP協議的另一個優勢是它支持Novell/IPX和AppleTalk環境。假如網絡正在運行的是IGRP協議，那么轉換到EIGRP協議比轉換到OSPF協議要輕易的多。

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