[NetWork] 动态路由协议【概述】

博主： Magic清风
发布时间：2022 年 10 月 25 日
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## 路由协议

路由器用来计算、维护网络路由信息的协议，通常有一定的算法，工作在传输层或应用层。
常见的路由协议有RIP、OSPF、BGP等。

## 可路由协议

可被路由器转发的协议，工作在网络层。
常见的路由协议有IP、IPX等。

## 路由协议的功能

1. 邻居发现
   路由器通过发送广播报文或者发送给指定的路由器邻居以主动吧自己介绍给网段内其他路由器。
2. 路由交换
   每台路由器将自己已知的路由相关信息转发给相连路由器。
3. 路由计算
   每台路由器运行某种算法，计算出最终的路由来。
4. 路由维护
   路由器之间通过周期性的发送协议报文来维护邻居信息

## 路由协议的分类

1. 按照使用的位置分类有两类

> IGP 内部网关协议

运行在自治系统内部的路由协议，例如：
<code>RIP</code><code>OSPF</code><code>IS-IS</code>

> EGP 外部网关协议

运行在自治系统之间的路由协议，例如：
<code>BGP</code>

> 自治系统 AS

一组被统一管理，运行同一个IGP的路由器组成的网络范围。
一般不同城域网都是不同的AS，不同的运营商也是不同的AS。

2. 按照协议算法分类

> 距离矢量协议

度量值是跳数，例如RIP

> 链路状态协议

度量值是开销，例如OSPF、IS-IS

> 路径矢量协议

有多种度量值，例如BGP

| 路由协议 | 协议算法 | IGP/EGP |
| -------- | -------- | ------- |
| RIP      | 距离矢量 | IGP     |
| OSPF     | 链路状态 | IGP     |
| IS-IS    | 链路状态 | IGP     |
| BGP      | 路径矢量 | EGP     |

## 距离矢量路由协议的特点

PS：泛指RIP

- 周期性、广播形式发送路由更新
- 路由更新中携带全部的路由表，接受方根据此路由表更新自己的路由表
- 超过一定时间接受不到路由更新(180S)，则认定该条路由失效。
- 以到目的地的距离[跳数，RIP最大跳数16跳[不可达]15[可达]]作为度量值。
- 拓扑变化以逐跳的方式散开。
- 路由收敛速度慢。
- 采用距离矢量算法，可能导致路由环路

## 链路状态型路由协议特点

PS：泛指OSPF

- 通过Hello报文来发现邻居
- 建立好邻接关系后，只发送链路状态公告<code>LSA</code>
- 根据自己链路状态信息数据库<code>LSDB</code>来计算路由
- 以到目的地的开销<code>cost</code>作为度量
- 链路状态发送变化时，马上发送<code>LSA</code>到区域内所有路由器
- 路由收敛速度快
- 采用SPF算法，无路由自环

## 路径矢量型路由协议特点

PS：泛指BGP

- 仅在邻居刚建立时发送全部路由表
- 邻居检录后发送增量路由
- 如果邻居失效(180S)，则认为该条路由失效
- 丰富的路由属性作为度量值
- 拓扑变化以逐跳的方式扩散
- 采用机制防止路由环路(本质和RIP一样，直接传路由，会产生路由环路)

## 路由选择原则

![image-1666691867390](https://breezecloud.cn/usr/uploads/2022/11/312603060.png)

- 各协议负责维护各自的的协议路由表
- 优先级高的路由加入到路由表，作为优先[Active]路由
- 仅同协议内的路由会比较度量值。

## 各各路由缺省优先级

| 路由类型         | 缺省优先级 |
| ---------------- | ---------- |
| 直连路由[Direct] | 0          |
| OSPF内部路由     | 10         |
| 静态路由         | 60         |
| RIP路由          | 100        |
| OSPF外部路由     | 150        |
| BGP路由          | 255        |

## 各各路由的管理距离

| 路由类型      | 管理距离 |
| ------------- | -------- |
| 直连接口      | 0        |
| 静态路由      | 1        |
| EIGRP汇总路由 | 5        |
| EBGP          | 20       |
| EIGRP         | 90       |
| OSPF          | 110      |
| ISIS          | 115      |
| RIP           | 120      |
| ExEIGRP       | 170      |
| IBGP          | 200      |
| 未知          | 255      |

## 各路由协议可靠性与安全性比较

| 协议  | 协议端口 | 可靠性 | 是否支持验证 |
| ----- | -------- | ------ | ------------ |
| RIP-1 |    UDP 520      |    低    |     否         |
| RIP-2 |     UDP 520     |    低    |      是        |
| OSPF  |    IP 89      |   高     |     是        |
| IS-IS   |     基于链路层协议     |     高   |      是        |
|   BGP    |    TCP 179      |     高   |       是       |

## 路由协议特性比较

| 特性         | RIP-1 | RIP-2 | OSPF | IS-IS | BGP |
| ------------ | ----- | ----- | ---- | ----- | --- |
| 距离矢量算法 |    √   |   √    |      |       |    √ |
| 链路状态算法 |       |       |   √   |  √     |     |
| 支持VLSM     |       |     √  |   √   |  √     |   √  |
| 支持手动聚合 |       |  √     |   √   |  √     |  √   |
| 支持自动聚合 |      √ |   √    |      |       |   √  |
| 支持无类别   |       |   √    |  √    |  √     | √    |
| 收敛速度     |    慢   |   慢    |  快    |    快   |   慢  |
| 度量值             |    跳数   |  跳数     |  开销    |  开销     | 路由属性    |

## 各大路由协议计时器比较

| 协议 | 周期性发送全部路由 | Hello定时器 | 保持KeepLive定时器 |
| ---- | ------------------ | ----------- | ---------- |
|   RIP-1   |       30秒             |      无       |      180秒      |
|   RIP-2   |           30秒         |       无      |     180秒       |
|   OSPF   |          触发更新          |     广播链路10秒        |     4倍Hello定时器      |
|   IS-IS   |       触发更新             |      10秒       |  4倍Hello定时器          |
|   BGP   |        触发更新            |     60秒       |    3倍Hello定时器        |

最后修改：2022 年 11 月 13 日