首先,路由主要分为直连路由、静态路由和动态路由三种类型。
直连路由是指无需配置和维护的路由方式,它通过设备链路层协议自动发现。这种路由适用于设备直接连接的网络环境。
静态路由则需要手动配置和维护,由网络管理员添加。它不会自适应网络的变化,适用于网络结构相对固定的场景。
动态路由则由路由协议自动学习和计算,无需人工干预,能够自动适应网络的变化。但是,动态路由协议对于设备和网络的开销较大。
接下来,我们探讨几种常见的动态路由协议。
内部网关协议(IGP)适用于内网环境,主要包括以下几种:
1. RIP(路由信息协议):这是一种基于距离矢量的路由协议,以跳数作为度量值。不过,由于RIP的收敛速度慢,且存在环路路由的问题,现代网络中已经很少使用。
2. OSPF(开放最短路径优先):OSPF基于链路状态,通过算法计算到达目的网络的最短路径作为优先路径,以开销(COST)作为度量值。它具有收敛速度快、无路由环路等优点。
3. IS-IS(中间系统到中间系统):IS-IS也是一种链路状态协议,与OSPF类似,但主要应用于较大的网络环境。
外部网关协议(EGP)适用于公网运营商环境,目前只有一个协议:
1. BGP(边界网关协议):BGP是一种路径矢量协议,通过邻居之间的信息交换,实现不同自治系统之间的路由选择。BGP具有防止路由环路和灵活的路由策略等优点。
动态路由协议的工作原理主要包括以下四个方面:
1. 邻居发现:路由器通过发送广播报文,向指定路由器介绍自己和其他网段的邻居。
2. 路由交换:路由器将自己已知的路由路径告知邻居路由器。
3. 路由计算:通过在路由器上运行特定算法,计算出最终路由。
4. 路由维护:路由器之间通过周期性发送协议报文,维护邻居信息。
下面,我们来了解一下不同类型路由协议的特点:
距离矢量型路由协议(如RIP)特点:
1. 周期性、广播式发送路由更新。 2. 路由更新包含全部路由表。 3. 接收方根据更新信息调整自己的路由。 4. 路由失效时,超过一定时间未收到更新则认为无效。 5. 以跳数作为度量值。 6. 拓扑变化时,采用逐跳方式扩散。
链路状态型路由协议(如OSPF)特点:
1. 通过发送Hello报文发现邻居。 2. 建立邻接关系后,只发送链路状态公告(LSA)。 3. 根据链路状态信息库(LSDB)计算路由。 4. 以开销(cost)作为度量值。 5. 链路状态发生变化时,立即发送LSA到区域内所有路由器。 6. 路由收敛速度快。
路径矢量型路由协议(如BGP)特点:
1. 仅在邻居刚建立链路时发送全部路由表。 2. 邻居建立后,发送增量路由。 3. 邻居失效时,认为路由失效。 4. 拓扑变化时,以逐跳方式扩散。 5. 采用机制防止路由环路。
最后,谈谈路由选择原则。各个协议负责维护各自的协议路由表,优先级高的路由被加入路由表,作为有效路由(Active路由)。在同协议内,通过比较度量值选择最优路由。
各类路由的默认优先级如下:
1. 直连路由(Direct)- 0 2. OSPF内部路由 - 10 3. 静态路由(Static)- 60 4. RIP路由 - 100 5. OSPF外部路由 - 150 6. BGP路由 - 255
通过对路由分类和协议的了解,我们可以更好地管理和优化网络,提高数据传输的效率。
路由的分类
- 直连路由 无需配置和维护,由设备链路层协议自动发现
- 静态路由 需要手动配置维护,由人工添加,不能自适应网络的变化
- 动态路由 由路由协议自动学习、计算,无需人工配置和维护,自动适应网络的变化,但路由协议对于设备的开销和网络的开销较大
动态路由协议
动态路由协议由分了IGP和EGP
IGP为内部网关协议,适用于内网环境(自治系统之内)
EGP为外部网关协议,适用于公网运营商环境(自治系统之间)
其中IGP协议中有以下几个路由协议:
RIP(距离矢量 - 以跳数作为度量的路由协议,已经淘汰)
OSPF(链路状态 - 开放最短路径优先,根据算法,算出到达目的网络的最短路径作为优先路径,以开销COST作为度量)
IS-IS (链路状态)
EGP目前只有一个协议
BGP(路径矢量协议)
动态路由协议工作原理
- 邻居发现: 路由器通过发送广播报文发送给指定的路由器,自己介绍网段的其它路由器
- 路由交换: 每个路由器将自己已知的路由路径告知给邻居路由
- 路由计算: 通过在路由器上运行某种算法,来计算出最终路由
- 路由维护: 路由器之间通过周期性发送协议报文来维护邻居信息
距离矢量型路由协议特点
泛指RIP
- 周期性、广播试发送路由更新
- 路由更新中那些以带全部路由表,接收方根据此更新自己的路由
- 超过一定时间接收不到路由更新,则认为路由失效
- 以到目的地址的距离(跳数)作为度量值
- 拓扑辩护方式以逐跳的方式扩散
- 路由收敛速度慢
- 采用距离矢量算法,可能导致环路路由
链路状态型路由的协议特点
泛指OSPF
- 通过传递Hello报文来发现邻居
- 建立邻接关系后,只发送链路状态公告(LSA)
- 根据自的链路状态信息库(LSDB)来计算路由
- 以到达目的地的开销(cost)作为度量值
- 链路状态发送变化时,马上发送LSA到区域内所有的路由器
- 路由的收敛速度快
- 采用SPF算法,无路由自环
后续详细的将在OSPF章节中继续讲到
路径矢量型路由协议特点
泛指BGP
- 仅在邻居刚链路时发送全部路由表
- 邻居建立后发送增量路由
- 如果邻居失效,则认为路由失效
- 拓扑变化方式以逐跳的方式扩散
- 采用机制防止路由环路
路由选择原则
首先各协议负责维护各自的协议路由表
其中优先级高的路由加入到路由表,作为有效路由(Active路由)
在同协议内的路由会比较度量值来选择最优路由
各类路由缺省优先级
- 直连路由(Direct)- 0
- OSPF内部路由 - 10
- 静态路由(Static)- 60
- RIP路由 - 100
- OSPF外部路由 - 150
- BGP路由 - 255