常用路由協議的分析及比較

1 概述

　　路由分為靜態路由和動態路由，其相應的路由表稱為靜態路由表和動態路由表。靜態路由表由網絡管理員在系統安裝時根據網絡的配置情況預先設定，網絡結構發生變化后由網絡管理員手工修改路由表。動態路由隨網絡運行情況的變化而變化，路由器根據路由協議提供的功能自動計算數據傳輸的最佳路徑，由此得到動態路由表。

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

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

2 靜態路由

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

　　靜態路由無需進行路由交換，因此節省網絡的帶寬、CPU的利用率和路由器的內存。

　　靜態路由具有更高的安全性。在使用靜態路由的網絡中，所有要連到網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絡的安全性。

　　有的情況下必須使用靜態路由，如DDR、使用NAT技術的網絡環境。

　　靜態路由具有以下缺點：

　　管理者必須真正理解網絡的拓撲并正確配置路由。
　　
　　網絡的擴展性能差。如果要在網絡上增加一個網絡，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 動態路由

　　 動態路由協議分為距離向量路由協議和鏈路狀態路由協議，兩種協議各有特點，分述如下。

　　1. 距離向量（DV）協議

　　距離向量指協議使用跳數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，通知它網絡的某個地方拓撲發生了變化。

　　在小型網絡中（少于100個路由器，或需要更少的路由更新和計算環境），距離向量路由協議運行得相當好。當小型網絡擴展到大型網絡時，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，網絡處于一種過渡狀態，極可能發生循環并造成暫時的擁塞。再者，當網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。

　　距離向量路由協議的這種特性不僅造成了網絡收斂的延時，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，并消耗了內存。

　　2. 鏈路狀態（LS）路由協議

　　鏈路狀態路由協議沒有跳數的限制，使用“圖形理論”算法或最短路徑優先算法。

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

　　鏈路狀態路由協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。鏈路狀態路由協議在會話期間通過交換Hello包（也叫鏈路狀態信息）創建對等關系，這種關系加速了路由的收斂。

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

　　3. 鏈路狀態路由協議和距離向量路由協議的比較