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路由協議介紹以及教你如何選擇路由協議

發佈時間:2008.07.02 16:37     來源:ChinaITLab    作者:ChinaITLab

當網路啟用了路由協議,網路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於在那些只有單個管理員負責網路操作和運行的地方;否則,將會出現配置錯誤導致網路性能降低或是導致網路運行不穩定的情況。對於由許多管理員共同分擔責任的網路,如Internet,則考慮使用EGP協議(InteriorGatewayProtocol,外部網關協議),如BGP4。

如果網路中只有一個路由器,不需要使用路由協議;只有當網路中具有多個路由器時,才有必要讓它們去共用資訊。但如果僅有小型網路,完全可以通過靜態路由手動地更新路由表。

路由資訊協議

RIP(RoutingInformationProtocol)協議基於一個被稱為“routed”的程式,該程式運行在BSDI版本的Unix系統之上,並在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,可變長子網遮罩)的支援,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路中,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路中,RIP協議已經被廣泛使用。

RIP協議被列為距離向量協議,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秒互相發送廣播資訊。收到廣播資訊的每個路由器增加一個跳數。如果廣播資訊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。如果首選的路徑不能正常工作,那麼具有較高跳數的路徑被作為備份。

對於RIP協議(和其他路由協議),網路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於收斂是個主要的問題。在RIP協議認識到路徑不能達到前,它被設為等待,直到它已錯過6次更新總共180秒時間。然後,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資訊的到來。這意味著在備份路徑被使用前至少經過了3分鐘,這對於多數應用程式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,如果一條由所有快速乙太網連接組成的路徑比包含一個10Mbps乙太網連接的路徑遠一個跳數,具有較慢10Mbps乙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協議通過引入子網遮罩與每一路由廣播資訊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迴圈,或落入路由選擇迴圈,這是由於多餘連接影響網路的問題。RIP協議假定如果從網路的一個終端到另一個終端的路由跳超過15個,那麼一定牽涉到了迴圈。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協議只能在網路上的使用。

RIP的最大問題涉及到具有多餘路徑的較大網路。如果網路沒有多餘的路徑,RIP協議將很好地工作,它是被幾乎每個支援路徑選擇的廠商實施的Internet標準。RIP協議適用於多數伺服器作業系統,它的配置和障礙修復非常容易。對於規模較大的網路,或具有多餘路徑的網路,應該考慮使用其他路由協議。

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於網路中路由器物理連接的狀態與速度,並且變化被立即廣播到網路中的每一個路由器。

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,然後用LSA(鏈路狀態廣播資訊)等和這些路由器交換鏈路狀態資訊。每個路由器都創建了由每個介面、對應鄰節點和介面速度組成的數據庫。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,直到網路中的每個路由器收到了所有其他路由器的LSA。

鏈路狀態數據庫不同於路由表,根據數據庫中的資訊,每個路由器計算到網路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,除非網路拓撲結構有變化。例如,如果介面變化,資訊立刻通過網路廣播;如果有多餘路徑,收斂將重新計算SPF樹。計算SPF樹所需的時間取決於網路規模的大小。因為這些計算,路由器運行OSPF需要佔用更多CPU資源。

一種彌補OSPF協議佔用CPU和記憶體資源的方法是將網路分成獨立的層次域,稱為區域(Area)。每個路由器僅與它們自己區域內的其他路由器交換LSA。Area0被作為主幹區域,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和另一個非主幹區域至少分別有一個介面。最優設計的OSPF網路包含通過VLSM與每個區域鄰接的主幹網路。這使得在路由表的一個條目中描述多個網路成為可能。

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。如果網路中正在運轉的是RIP協議,並且沒有發生任何問題,仍然可以繼續使用。但是如果想在網路中利用基於標準協議的多餘鏈路,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並交換“hello”數據包。EIGRP協議每隔5秒傳送“hello”數據包。如果失敗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,在新資訊基礎上它將重新計算拓撲結構表。OSPF協議此時將立即向網路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,由於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援Novell/IPX和AppleTalk環境。如果網路正在運行的是IGRP協議,那麼轉換到EIGRP協議比轉換到OSPF協議要容易的多。 

責任編輯:封小明


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