OSPF與EIGRP的比較

2019-11-04 11:05:48

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供稿：網(wǎng)友

在互聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，TCP/ip協(xié)議已經(jīng)成為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡互聯(lián)的主流協(xié)議。在各種網(wǎng)絡上運行的大大小小各種型號路由器，承擔著控制本世紀或許最重要信息的流量，而這成百上千臺路由器間的協(xié)同工作，離不開路由協(xié)議。OSPF和EIGRP都是近年來出現(xiàn)的比較好的動態(tài)路由協(xié)議，OSPF以協(xié)議標準化強，支持廠家多，受到廣泛應用，而EIGRP協(xié)議由網(wǎng)絡界公認的領先廠商Cisco公司發(fā)明，并靠其在業(yè)界的影響力和絕對的市場份額，也受到用戶的普遍認同。然而這兩種協(xié)議究竟哪種更好，誰更適合網(wǎng)絡未來發(fā)展的需要？本文就用戶普遍關心的問題，從技術角度客觀分析這兩種協(xié)議各自的優(yōu)缺點，以便網(wǎng)絡集成商和企業(yè)用戶在網(wǎng)絡設計規(guī)劃時，能作為參考。

一、OSPF協(xié)議
（一）、OSPF協(xié)議簡介
OSPF是Open Shortest Path First（即“開放最短路由優(yōu)先協(xié)議”）的縮寫。它是IETF組織開發(fā)的一個基于鏈路狀態(tài)的自治系統(tǒng)內(nèi)部路由協(xié)議。在IP網(wǎng)絡上，它通過收集和傳遞自治系統(tǒng)的鏈路狀態(tài)來動態(tài)地發(fā)現(xiàn)并傳播路由。
每一臺運行OSPF協(xié)議的路由器總是將本地網(wǎng)絡的連接狀態(tài)，（如可用接口信息、可達鄰居信息等）用LSA（鏈路狀態(tài)廣播）描述，并廣播到整個自治系統(tǒng)中去。這樣，每臺路由器都收到了自治系統(tǒng)中所有路由器生成的LSA，這些LSA的集合組成了LSDB（鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫）。由于每一條LSA是對一臺路由器周邊網(wǎng)絡拓撲的描述，則整個LSDB就是對該自治系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲的真實反映。
根據(jù)LSDB，各路由器運行SPF(最短路徑優(yōu)先)算法。構(gòu)建一棵以自己為根的最短路徑樹，這棵樹給出了到自治系統(tǒng)中各節(jié)點的路由。在圖論中，“樹”是一種無環(huán)路的連接圖。所以OSPF計算出的路由也是一種無環(huán)路的路由。
OSPF協(xié)議為了減少自身的開銷，提出了以下概念：
（1）. DR：
在各類可以多址訪問的網(wǎng)絡中，假如存在兩臺或兩臺以上的路由器，該網(wǎng)絡上要選舉出一個“指定路由器”(DR)。“指定路由器”負責與本網(wǎng)段內(nèi)所有路由器進行LSDB的同步。這樣，兩臺非DR路由器之間就不再進行LSDB的同步。大大節(jié)省了同一網(wǎng)段內(nèi)的帶寬開銷。
（2）. AREA：
OSPF可以根據(jù)自治系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)劃分成不同的區(qū)域（AREA），這樣區(qū)域邊界路由器（ABR）向其它區(qū)域發(fā)送路由信息時，以網(wǎng)段為單位生成摘要LSA。這樣可以減少自治系統(tǒng)中的LSA的數(shù)量，以及路由計算的復雜度。
OSPF使用4類不同的路由，按優(yōu)先順序來說分別是：
區(qū)域內(nèi)路由
區(qū)域間路由
第一類外部路由
第二類外部路由
區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間路由描述的是自治系統(tǒng)內(nèi)部的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，而外部路由則描述了應該如何選擇到自治系統(tǒng)以外目的地的路由。一般來說，第一類外部路由對應于OSPF從其它內(nèi)部路由協(xié)議所引入的信息，這些路由的花費和OSPF自身路由的花費具有可比性；第二類外部路由對應于OSPF從外部路由協(xié)議所引入的信息，它們的花費遠大于OSPF自身的路由花費，因而在計算時，將只考慮外部的花費。
（二）、OSPF協(xié)議主要優(yōu)點：

1、OSPF是真正的LOOP- FREE（無路由自環(huán)）路由協(xié)議。源自其算法本身的優(yōu)點。（鏈路狀態(tài)及最短路徑樹算法）
2、OSPF收斂速度快：能夠在最短的時間內(nèi)將路由變化傳遞到整個自治系統(tǒng)。
3、提出區(qū)域（area）劃分的概念，將自治系統(tǒng)劃分為不同區(qū)域后，通過區(qū)域之間的對路由信息的摘要，大大減少了需傳遞的路由信息數(shù)量。也使得路由信息不會隨網(wǎng)絡規(guī)模的擴大而急劇膨脹。
4、將協(xié)議自身的開銷控制到最小。見下：

1）用于發(fā)現(xiàn)和維護鄰居關系的是定期發(fā)送的是不含路由信息的hello報文，非常短小。包含路由信息的報文時是觸發(fā)更新的機制。（有路由變化時才會發(fā)送）。但為了增強協(xié)議的健壯性，每1800秒全部重發(fā)一次。
2）在廣播網(wǎng)絡中，使用組播地址（而非廣播）發(fā)送報文，減少對其它不運行ospf 的網(wǎng)絡設備的干擾。
3）在各類可以多址訪問的網(wǎng)絡中（廣播，NBMA），通過選舉DR，使同網(wǎng)段的路由器之間的路由交換（同步）次數(shù)由 O（N*N）次減少為 O （N）次。
4）提出STUB區(qū)域的概念，使得STUB區(qū)域內(nèi)不再傳播引入的ASE路由。
5）在ABR（區(qū)域邊界路由器）上支持路由聚合，進一步減少區(qū)域間的路由信息傳遞。
6）在點到點接口類型中，通過配置按需播號屬性（OSPF over On Demand Circuits），使得ospf不再定時發(fā)送hello報文及定期更新路由信息。只在網(wǎng)絡拓撲真正變化時才發(fā)送更新信息。

5、通過嚴格劃分路由的級別（共分四極），提供更可信的路由選擇。
6、良好的安全性，ospf支持基于接口的明文及md5 驗證。
7、OSPF適應各種規(guī)模的網(wǎng)絡，最多可達數(shù)千臺。

二、EIGRP協(xié)議
EIGRP和早期的IGRP協(xié)議都是由Cisco發(fā)明，是基于距離向量算法的動態(tài)路由協(xié)議。EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing PRotocol)是增強版的IGRP協(xié)議。它屬于動態(tài)內(nèi)部網(wǎng)關路由協(xié)議，仍然使用矢量－距離算法。但它的實現(xiàn)比IGRP已經(jīng)有很大改進，其收斂特性和*作效率比IGRP有顯著的提高。
EIGRP的收斂特性是基于DUAL ( Distributed Update Algorithm ) 算法的。DUAL 算法使得路徑在路由計算中根本不可能形成環(huán)路。它的收斂時間可以與已存在的其他任何路由協(xié)議相匹敵。
EIGRP協(xié)議主要具有如下特點：
1. 精確的路由計算和多路由的支持
EIGRP協(xié)議繼續(xù)了IGRP協(xié)議的最大的優(yōu)點：矢量路由權(quán)。EIGRP協(xié)議在路由計算中要對網(wǎng)絡帶寬，網(wǎng)絡時延，信道占用率，信道可信度等因素作全面的綜合考慮，所以EIGRP的路由計算更為準確，更能反映網(wǎng)絡的實際情況。同時EIGRP協(xié)議支持多路由，使路由器可以按照不同的路徑進行負載分擔。
2. 較少的帶寬占用
使用EIGRP協(xié)議的對等路由器之間周期性的發(fā)送很小的hello報文，以此來保證從前發(fā)送報文的有效性。路由的發(fā)送使用增量發(fā)送方法，即每次只發(fā)送發(fā)生變化的路由。發(fā)送的路由更新報文采用可靠傳輸，假如沒有收到確認信息則重新發(fā)送，直至確認。EIGRP還可以對發(fā)送的EIGRP報文進行控制，減少EIGRP報文對接口帶寬的占用率，從而避免連續(xù)大量發(fā)送路由報文而影響正常數(shù)據(jù)業(yè)務的事情發(fā)生。
3. 無環(huán)路由和較快的收斂速度
路由計算的無環(huán)路和路由的收斂速度是路由計算的重要指標。EIGRP協(xié)議由于使用了DUAL算法，使得EIGRP協(xié)議在路由計算中不可能有環(huán)路路由產(chǎn)生，同時路由計算的收斂時間也有很好的保證。因為，DUAL算法使得EIGRP在路由計算時，只會對發(fā)生變化的路由進行重新計算；對一條路由，也只有此路由影響的路由器才會介入路由的重新計算。
4. MD5認證
為確保路由獲得的正確性，運行EIGRP協(xié)議進程的路由器之間可以配置MD5認證，對不符合認證的報文丟棄不理，從而確保路由獲得的安全。
5. 任意掩碼長度的路由聚合
EIGRP協(xié)議可以通過配置，對所有的EIGRP路由進行任意掩碼長度的路由聚合，從而減少路由信息傳輸，節(jié)省帶寬。
6. 同一目的但優(yōu)先級的路由可實現(xiàn)負載分擔
去往同一目的的路由表項，可根據(jù)接口的速率、連接質(zhì)量、可靠性等屬性，自動生成路由優(yōu)先級，報文發(fā)送時可根據(jù)這些信息自動匹配接口的流量，達到幾個接口負載分擔的目的。
7. 協(xié)議配置簡單
使用EIGRP協(xié)議組建網(wǎng)絡，路由器配置非常簡單，它沒有復雜的區(qū)域設置，也無需針對不同網(wǎng)絡接口類型實施不同的配置方法。使用EIGRP協(xié)議只需使用router eigrp命令在路由器上啟動EIGRP 路由進程，然后再使用network 命令使能網(wǎng)絡范圍內(nèi)的接口即可。

三、OSPF和EIGRP的比較
OSPF和EIGRP都是收斂速度較快并且不會形成環(huán)路的算法，網(wǎng)絡帶寬占用較小，使用靈活，安全性較好的路由協(xié)議。但是從以上分析可以看出，各自還是有優(yōu)缺點。
（一）、OSPF的缺點
1、配置相對復雜。由于網(wǎng)絡區(qū)域劃分和網(wǎng)絡屬性的復雜性，需要網(wǎng)絡分析員有較高的網(wǎng)絡知識水平才能配置和治理OSPF網(wǎng)絡。
2、路由負載均衡能力較弱。OSPF雖然能根據(jù)接口的速率、連接可靠性等信息，自動生成接口路由優(yōu)先級，但通往同一目的的不同優(yōu)先級路由，OSPF只選擇優(yōu)先級較高的轉(zhuǎn)發(fā)，不同優(yōu)先級的路由，不能實現(xiàn)負載分擔。只有相同優(yōu)先級的，才能達到負載均衡的目的，不象EIGRP那樣可以根據(jù)優(yōu)先級不同，自動匹配流量。
（二）、EIGRP的缺點
1. EIGRP沒有區(qū)域（AREA）的概念，而OSPF在大規(guī)模網(wǎng)絡的情況下，可以通過劃分區(qū)域來規(guī)劃和限制網(wǎng)絡規(guī)模。所以EIGRP適用于網(wǎng)絡規(guī)模相對較小的網(wǎng)絡，這也是矢量-距離路由算法（RIP協(xié)議就是使用這種算法）的局限所在。
2. 運行EIGRP的路由器之間必須通過定時發(fā)送HELLO報文來維持鄰居關系，這種鄰居關系即使在撥號網(wǎng)絡上，也需要定時發(fā)送HELLO報文，這樣在按需撥號的網(wǎng)絡上，無法定位這是有用的業(yè)務報文還是EIGRP發(fā)送的定時探詢報文，從而可能誤觸發(fā)按需撥號網(wǎng)絡發(fā)起連接，尤其在備份網(wǎng)絡上，引起不必要的麻煩。所以一般運行EIGRP的路由器，在撥號備份端口還需配置Dialer list和Dialer group，以便過濾不必要的報文，或者運行TRIP協(xié)議，這樣做增加路由器運行的開銷。而OSPF可以提供對撥號網(wǎng)絡按需撥號的支持，只用一種路由協(xié)議就可以滿足各種專線或撥號網(wǎng)絡應用的需求。
3. EIGRP的無環(huán)路計算和收斂速度是基于分布式的DUAL算法的，這種算法實際上是將不確定的路由信息（active route）散播（向鄰居發(fā)query報文），得到所有鄰居的確認后（reply報文）再收斂的過程，鄰居在不確定該路由信息可靠性的情況下又會重復這種散播，因此某些情況下可能會出現(xiàn)該路由信息一直處于active狀態(tài)（這種路由被稱為stUCk in active route），并且，假如在active route的這次DUAL計算過程中，出現(xiàn)到該路由的后繼（successor）的metric發(fā)生變化的情況，就會進入多重計算，這些都會影響DUAL算法的收斂速度。而OSPF算法則沒有這種問題，所以從收斂速度上看，雖然整體相近，但在某種非凡情況下，EIGRP還有不理想的情況。
4、EIGRP是Cisco公司的私有協(xié)議。Cisco公司是該協(xié)議的發(fā)明者和唯一具備該協(xié)議解釋和修改權(quán)的廠商。假如要支持EIGRP協(xié)議需向Cisco公司購買相應版權(quán)，并且Cisco公司修改該協(xié)議沒有義務通知任何其他廠家和使用該協(xié)議的用戶。而OSPF是開放的協(xié)議，是IETF組織公布的標準。世界上主要的網(wǎng)絡設備廠商都支持該協(xié)議，所以它的互*作性和可靠性由于公開而得到保障，并且在眾多的廠商支持下，該協(xié)議也會不斷走向更加完善。

附錄： Quidway(R) 系列路由器對OSPF的支持

Quidway(R) 系列路由器上所實現(xiàn)的OSPF軟件遵循 Internet RFC 2328所描述的協(xié)議文本，下面列出一些主要特色：
支持STUB區(qū)域：定義STUB區(qū)域以節(jié)省該區(qū)域內(nèi)路由器引入ASE路由時的開銷。也可以用該命令過濾區(qū)域間路由。
支持按需撥號：OSPF 按需撥號（OSPF over On Demand Circuits）是對OSPF協(xié)議的一種改進，它通過抑制HELLO報文和連接狀態(tài)廣播報文的定時傳送，使得協(xié)議在ISDN、X.25 、SVCs 和撥號線等按需撥號網(wǎng)上運行得更為有效。
豐富的路由策略：支持引入其它路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)的路由。支持路由過濾功能。
授權(quán)驗證字：OSPF對同一區(qū)域內(nèi)的相鄰路由器之間可以選擇明文驗證字和MD5加密驗證字兩種報文合法性驗證手段。
路由器接口參數(shù)的靈活配置：在路由器的接口上，可以配置OSPF的參數(shù)包括：輸出花費、HELLO報文發(fā)送間隔、重傳間隔、接口傳輸時延、路由優(yōu)先級、相鄰路由器“死亡”時間、報文驗證方式和報文驗證字等。
虛連接： Quidway(R) 系列路由器的OSPF支持虛連接。以保證和增強骨干區(qū)域的連通性。
支持多種接口類型：支持協(xié)議中規(guī)定的廣播，NBMA，點到多點，點到點四種接口類型。并支持將某種類型的接口任意改為其它類型。
支持配置鄰接點：在NBMA等不支持多播發(fā)送報文的網(wǎng)絡上，可以手工配置鄰接點，單播發(fā)送協(xié)議報文。
支持區(qū)域間路由聚合：假如某區(qū)域中存在一些連續(xù)的網(wǎng)段，可以在它的區(qū)域邊界路由器(ABR)上使用聚合命令將這些連續(xù)的網(wǎng)段聚合成一個網(wǎng)段。可以減少其它區(qū)域中鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(LSDB)的規(guī)模。
豐富的調(diào)試信息： Quidway(R) 系列路由器的OSPF，提供了豐富的調(diào)試信息幫助用戶診斷故障。

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