路由協議一樣影響網絡運行速度

2019-11-04 12:08:09

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

　　大家通常認為影響網絡運行速度的是路由器、交換機和網線等硬件設備，你可曾想到其他因素也會對網絡運行速度產生影響。
　　
　　前不久，有一煤礦系統進行網絡升級改造。該網絡有三四百臺大小不等的路由器，型號多為Cisco系列，整體網絡的拓撲結構為類似星形或樹狀的一種扁平式結構，而全網的路由協議卻是近幾年來頗為風行的OSPF協議，結果帶來了一個嚴重的問題：在扁平的網絡中使用OSPF，造成網絡運行速度減慢。這樣既浪費系統資源，又不利于系統穩定。
　　
　　OSPF的應用范圍
　　
　　OSPF（Open Shortest Path First）近年來頗為流行，目前廣為使用的是OSPF第二版，最新標準為RFC 2328。
　　
　　現在有一種趨勢，無論大小單位、何種網絡，凡是路由，必選OSPF，似乎非OSPF就不先進。然而，在路由協議中，OSPF有自己的應用范圍。在采用OSPF的網絡中，每個路由器對自己所在網絡區域的每一點變化都會關注，比如說右圖中的網絡，從網絡拓撲結構上可以看出，Route 1和Route 2之間本來關系并不密切，二者之間的任何一個宕機了，對另一個都不會有什么大影響，（唯一的影響就是另一個看不到宕機者了）；但在OSPF中，每個路由器密切關聯，即便是Route 2暫時停了一下機，Route 1也會很快知道，全網的每一個路由器都會知道，并修改自己的路由表，等一會兒Route 2又緩過來了，Route 1連同全網的所有路由器又會修改回來。
　　
　　另外，在整個自治域（AS）中，每個路由器都維護一個相同的、完整的全網鏈路狀態數據庫。這個數據庫很龐大，尋徑時，該路由器以自己為根，構造最短路徑樹，然后再根據最短路徑構造路由表。路由器彼此交換，并保存整個網絡的鏈路信息，從而把握全網的拓撲結構，并獨立計算路由。
　　

　　扁平而變化簡單的網絡拓撲結構
　　
　　OSPF最大的特點就是其動態性、開放性和全局性，這一特性對于拓撲結構復雜的大型網絡來講，是十分優異的特性。比如說，在復雜的因特網上，一個路由器壞了，馬上別的路由器就能自動調整，不用網絡治理員費心去檢測、重設路徑了；但它假如在一個拓撲結構相對簡單的扁平化網絡上運行，這一優點卻成為其致命弱點，嚴重影響網絡運行的速度和穩定性，即網絡上任一端口的故障、宕機均會影響到整個網絡，并引起所有路由器的重新計算，代價很高，比如剛才看到Route 1和Route 2。
　　
　　三種路由協議比較
　　
　　目前，最普遍的路由算法有三個，按照復雜程度，依次是：點到點的協議(PPP)、路由信息協議(Rip)以及開放最短路徑協議(OSPF)。
　　
　　PPP協議是最早的路由協議之一，它只要求路由器能互相操作，而不提供任何路由選擇，這適用于連接兩個網，而每個網各自采用不同的路由協議。PPP協議能在兩個路由器之間互相傳遞數據分組的基本結構信息。
　　
　　RIP協議是一種靜態路由選擇，它基于距離向量算法（D-V），總是按最短的路由做出相同的選擇。這種協議比PPP提供了更多的功能，但路由功能并不強，它并不考慮當時網絡的通信狀況以及通信費用等。與OSPF不同，使用這種協議的路由器只關心自己四周的世界，只與自己相鄰的路由器交換信息，范圍限制在15跳之內，再遠，它就不關心了。這就限制了網絡的規模，因此，RIP協議并不適合于大型網絡。
　　
　　OSPF協議克服了RIP的一些缺點，不需經常發送檢測信號，只是在發生意外情況下才發送，例如某個鏈路損壞了，這一情況需要通知所有路由器，以免再向損壞的鏈路路由分組。OSPF協議不僅能計算兩個網絡結點之間的最短路徑，而且能計算通信費用。可根據網絡用戶的要求來平衡費用和性能，以選擇相應的路由。OSPF協議已被廣泛采用，因此，很多廠家如思科、北電、華為等都提供這類路由器產品。現在，不論是傳統的路由器設計，還是即將成為標準的MPLS（多協議標記交換），均將OSPF視為必不可少的路由協議。
　　
　　OSPFv3支持轉發IPv6數據
　　
　　相對于其它協議，OSPF有許多優點。OSPF支持各種不同鑒別機制（如簡單口令驗證、md5加密驗證等），并且答應各個系統或區域采用互不相同的鑒別機制；提供負載均衡功能，假如計算出到某個目的站有若干條費用相同的路由，OSPF路由器會把通信流量均勻地分配給這幾條路由，沿這幾條路由把該分組發送出去；在一個自治系統內可劃分出若干個區域，每個區域根據自己的拓撲結構計算最短路徑，這減少了OSPF路由實現的工作量；OSPF屬動態的自適應協議，對于網絡的拓撲結構變化可以迅速地做出反應，進行相應調整，提供短的收斂期，使路由表盡快穩定化，并且與其它路由協議相比，OSPF在對網絡拓撲變化的處理過程中僅需要最少的通信流量；OSPF提供點到多點接口，支持CIDR（無類型域間路由）地址。
　　
　　最近，OSPF還進行了一次全面的升級，OSPFv3（OSPF第3版本）已經支持路由器在網絡上轉發IPv6數據。OSPFv3提高了通用性，使網絡可以適應不斷變化的要求。這使復雜的網絡得以簡化，并且它采取了一些增強措施以保證升級方便地進行，OSPFv3還進行了優化，并且安全性也得到了提高。不可否認，OSPF已成為目前Internet廣域網和Intranet企業網采用最多、應用最廣泛的路由協議之一。
　　
　　小型網絡需要RIP
　　
　　盡管OSPF有著上述種種優點，但它卻并不能完全替代RIP，因為這種算法本身也存在著諸多缺陷和局限性。首先就是它開銷大，占用CPU和內存等資源嚴重，這就是它的代價。由于每臺路由器都必須保存整個網絡的拓撲結構（LSDB形態），每一個端點的故障或宕機等變化都要引起整個網絡中所有路由器的連鎖反應，為此耗費了大量的資源。其次，OSPF配置十分復雜，命令繁多，各種不同品牌路由器的配置也不相同，對配置人員的專業要求很高。還有，OSPF有它的適用范圍，那就是大型網絡。何謂大型網絡？不是機器多就是大型網絡，而是拓撲結構復雜，最典型的就是網狀結構，此外，就是規模大，路由站點很多。
　　
　　再看看RIP，雖問世較早，卻并不能認為它已經過時，因為它有自己不可替代的優點。它很踏實、穩定，對于小型網絡，RIP就所占帶寬而言開銷小，采用基于距離向量算法的路由協議易于配置、治理和實現，并且RIP應用較為廣泛，還在大量使用中，Internet上還在部分使用著RIP。為此，路由器協議并不是OSPF一枝獨秀，而仍是多種協議并存，在路由協議的選擇上一定不要盲目趕時髦，而應仔細斟酌，針對網絡特點選擇協議。只有大型的、拓撲結構復雜的網絡方可使用OSPF。而對于拓撲結構簡單、節點多且關系相對固定的網絡講，傳統的手工配置仍是最好的選擇。

上一篇：ISP如何在網內部署BGP路由協議

下一篇：IS-IS路由協議學習總結