常用路由協(xié)議的分析及比較

1 概述

　　路由分為靜態(tài)路由和動態(tài)路由，其相應的路由表稱為靜態(tài)路由表和動態(tài)路由表。靜態(tài)路由表由網(wǎng)絡管理員在系統(tǒng)安裝時根據(jù)網(wǎng)絡的配置情況預先設定，網(wǎng)絡結(jié)構發(fā)生變化后由網(wǎng)絡管理員手工修改路由表。動態(tài)路由隨網(wǎng)絡運行情況的變化而變化，路由器根據(jù)路由協(xié)議提供的功能自動計算數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴崖窂?，由此得到動態(tài)路由表。

　　根據(jù)路由算法，動態(tài)路由協(xié)議可分為距離向量路由協(xié)議（Distance Vector Routing Protocol）和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議（Link State Routing Protocol）。距離向量路由協(xié)議基于Bellman-Ford算法，主要有RIP、IGRP（IGRP為Cisco公司的私有協(xié)議）；鏈路狀態(tài)路由協(xié)議基于圖論中非常著名的Dijkstra算法，即最短優(yōu)先路徑（Shortest Path First，SPF）算法，如OSPF。在距離向量路由協(xié)議中，路由器將部分或全部的路由表傳遞給與其相鄰的路由器；而在鏈路狀態(tài)路由協(xié)議中，路由器將鏈路狀態(tài)信息傳遞給在同一區(qū)域內(nèi)的所有路由器?！　「鶕?jù)路由器在自治系統(tǒng)（AS）中的位置，可將路由協(xié)議分為內(nèi)部網(wǎng)關協(xié)議（Interior Gateway Protocol，IGP）和外部網(wǎng)關協(xié)議（External Gateway Protocol，EGP，也叫域間路由協(xié)議）。域間路由協(xié)議有兩種：外部網(wǎng)關協(xié)議（EGP）和邊界網(wǎng)關協(xié)議（BGP）。EGP是為一個簡單的樹型拓撲結(jié)構而設計的，在處理選路循環(huán)和設置選路策略時，具有明顯的缺點，目前已被BGP代替。

　　EIGRP是Cisco公司的私有協(xié)議，是一種混合協(xié)議，它既有距離向量路由協(xié)議的特點，同時又繼承了鏈路狀態(tài)路由協(xié)議的優(yōu)點。各種路由協(xié)議各有特點，適合不同類型的網(wǎng)絡。下面分別加以闡述。

2 靜態(tài)路由

　　靜態(tài)路由表在開始選擇路由之前就被網(wǎng)絡管理員建立，并且只能由網(wǎng)絡管理員更改，所以只適于網(wǎng)絡傳輸狀態(tài)比較簡單的環(huán)境。靜態(tài)路由具有以下特點：

　　靜態(tài)路由無需進行路由交換，因此節(jié)省網(wǎng)絡的帶寬、CPU的利用率和路由器的內(nèi)存。

　　靜態(tài)路由具有更高的安全性。在使用靜態(tài)路由的網(wǎng)絡中，所有要連到網(wǎng)絡上的路由器都需在鄰接路由器上設置其相應的路由。因此，在某種程度上提高了網(wǎng)絡的安全性。

　　有的情況下必須使用靜態(tài)路由，如DDR、使用NAT技術的網(wǎng)絡環(huán)境。

　　靜態(tài)路由具有以下缺點：

　　管理者必須真正理解網(wǎng)絡的拓撲并正確配置路由。
　　
　　網(wǎng)絡的擴展性能差。如果要在網(wǎng)絡上增加一個網(wǎng)絡，管理者必須在所有路由器上加一條路由。
　　
　　配置煩瑣，特別是當需要跨越幾臺路由器通信時，其路由配置更為復雜。

　　3 動態(tài)路由

　　 動態(tài)路由協(xié)議分為距離向量路由協(xié)議和鏈路狀態(tài)路由協(xié)議，兩種協(xié)議各有特點，分述如下。

　　1. 距離向量（DV）協(xié)議

　　距離向量指協(xié)議使用跳數(shù)或向量來確定從一個設備到另一個設備的距離。不考慮每跳鏈路的速率。

　　距離向量路由協(xié)議不使用正常的鄰居關系，用兩種方法獲知拓撲的改變和路由的超時：

　　當路由器不能直接從連接的路由器收到路由更新時；

　　當路由器從鄰居收到一個更新，通知它網(wǎng)絡的某個地方拓撲發(fā)生了變化。

　　在小型網(wǎng)絡中（少于100個路由器，或需要更少的路由更新和計算環(huán)境），距離向量路由協(xié)議運行得相當好。當小型網(wǎng)絡擴展到大型網(wǎng)絡時，該算法計算新路由的收斂速度極慢，而且在它計算的過程中，網(wǎng)絡處于一種過渡狀態(tài)，極可能發(fā)生循環(huán)并造成暫時的擁塞。再者，當網(wǎng)絡底層鏈路技術多種多樣，帶寬各不相同時，距離向量算法對此視而不見。

　　距離向量路由協(xié)議的這種特性不僅造成了網(wǎng)絡收斂的延時，而且消耗了帶寬。隨著路由表的增大，需要消耗更多的CPU資源，并消耗了內(nèi)存。

　　2. 鏈路狀態(tài)（LS）路由協(xié)議

　　鏈路狀態(tài)路由協(xié)議沒有跳數(shù)的限制，使用“圖形理論”算法或最短路徑優(yōu)先算法。

　　鏈路狀態(tài)路由協(xié)議有更短的收斂時間、支持VLSM（可變長子網(wǎng)掩碼）和CIDR。

　　鏈路狀態(tài)路由協(xié)議在直接相連的路由之間維護正常的鄰居關系。這允許路由更快收斂。鏈路狀態(tài)路由協(xié)議在會話期間通過交換Hello包（也叫鏈路狀態(tài)信息）創(chuàng)建對等關系，這種關系加速了路由的收斂。

　　不像距離向量路由協(xié)議那樣，更新時發(fā)送整個路由表。鏈路狀態(tài)路由協(xié)議只廣播更新的或改變的網(wǎng)絡拓撲，這使得更新信息更小，節(jié)省了帶寬和CPU利用率。另外，如果網(wǎng)絡不發(fā)生變化，更新包只在特定的時間內(nèi)發(fā)出（通常為30min到2h）。

　　3. 鏈路狀態(tài)路由協(xié)議和距離向量路由協(xié)議的比較