动态路由协议简单理解

一、什么是路由？

      在一个网络中，路由是一个非常基本的概念，当路由器（或者其他三层设备）收到一个IP数据包，路由器会找出报文中的IP头里的目的IP地址，然后拿着目的IP地址到自己的路由表中进行查找，找到“最匹配”的路由条目后，将数据包根据路由条目所指示的出接口或下一跳IP转发出去。随着网络路由的发展，路由的种类有很多，如静态路由、动态路由、缺省路由等。

二、路由协议的分类

      动态路由是指路由器能够根据路由器之间的交换的特定路由信息自动地建立自己的路由表，并且能够根据链路和节点的变化适时地进行自动调整。而路由协议是用于路由器之间交换路由信息的协议，路由协议的分类大致如下图所示：

图1 路由协议的分类

（1） 按用途分类
      动态路由协议按用途分类可以分为内部网关协议（Interior Gateway Protocol，简称IGP）和外部网关协议（Exterior Gateway Protocol，简称EGP）。一个Internet网可以被分成多个域或多个自治系统，各自治系统通过一个核心路由器连到主干网上，每个自治系统都有自己的路由技术，对不同的自治系统路由技术是不相同的。所谓内部网关协议，就是指用于自治系统内部的路由协议，而外部网关协议，就是指用于自治系统间接口上的单独的协议。

（2） 按操作分类
      动态路由协议按操作分类可以分为距离矢量路由协议、链路状态路由协议或路径矢量路由协议。其中距离矢量路由协议和链路状态路由协议属于内部网关协议，而路径矢量路由协议则属于外部网关协议。

（3） 按行为分类
      动态路由协议按行为分类可以分为有类路由协议和无类路由协议，他们二者本质区别就是在发送路由更新时是否发送子网掩码，有类路由协议不会在路由更新中发送子网掩码信息，而无类路由协议在路由更新中包含子网掩码信息。目前，仅RIPv1和IGRP是有类路由协议，所有其他IPv4和IPv6路由协议都是无类路由协议。

三、路由协议的使用

      在学习的过程中，面对众多的动态路由协议，我开始思考，这么多的路由协议在不同的网络中应该如何选择呢？为了解决这个疑问，就需要对这些动态路由协议的特性和优缺点进行比较，并根据实际情况选择出一个最佳方案。

（1） IGP和EGP
      首先，是内部网关协议和外部网关协议，对于这两个协议，根据它们各自的用途，很容易做出判断：在公司、组织、服务提供商各自的内部网络中使用IGP，而在服务提供商、公司和大型企业之间则使用EGP实现互联。目前，边界网关协议（BGP）是目前唯一可行的EGP，而对于IGP就有很多的选择如RIP、EIGRP、OSPF和IS-IS等。

（2） 距离矢量路由协议和链路状态路由协议
      根据路由算法，动态路由协议可分为距离向量路由协议和链路状态路由协议。距离矢量路由协议基于Bellman-Ford算法，主要有RIP、IGRP;链路状态路由协议基于Dijkstra算法，即最短优先路径算法，如OSPF。在距离向量路由协议中，路由器将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器;而在链路状态路由协议中，路由器将链路状态信息传递给在同一区域内的所有路由器。
距离矢量路由协议通过向其邻居发送自己的路由表的方式来维护自己本身的路由信息，有跳数限制，适合运用于小型网络中。链路状态路由协议从网络或者网络的限定区域内的所有其他路由器处收集信息然后在不依赖其他路由器的情况下计算到达各个网络的路由，收敛速度快，适合在大型网络中运行。

（3） RIPv2和EIGRP
      RIPv2和EIGRP均为距离矢量路由协议。RIP是路由器生产商之间使用的第一个开放标准，是最广泛的路由协议，在所有IP路由平台上都可以得到。RIP有两个版本：RIPv1和RIPv2，它们均基于经典的距离向量路由算法，最大跳数为15跳。RIP具有算法简单、可以与不同厂商的路由器互联的特点，但在路径较多时收敛速度慢，广播路由信息时占用的带宽资源较多，它适用于网络拓扑结构相对简单的小型网络中。
IGRP为第一代思科专有协议，是一种动态的、长跨度的路由协议，最大跳数为255跳，与RIP相比，IGRP的收敛时间更长，但传输路由信息所需的带宽减少，适合较为复杂的网络。EIGRP为IGRP的增强版，它使用与IGRP相同的路由算法，但它集成了链路状态路由协议和距离向量路由协议的长处，同时加入扩散更新算法(DUAL)具有快速收敛、减少了带宽的消耗、减少路由器CPU的利用等特点。

（4） OSPF和IS-IS
      OSPF和IS-IS是链路状态路由协议的两个最典型的代表，都采用STP算法来计算路由；开放式最短路径优先(OSPF)协议是一种为IP网络开发的内部网关路由选择协议，它能够在自己的链路状态数据库内表示整个网络，这极大地减少了收敛时间，并且支持大型异构网络的互联，具有快速收敛、区域划分、无跳数限制、安全性好等优点。中间系统到中间系统（IS-IS）是由国际标准化组织制定最初是为OSI协议簇设计的，后来添加了对IP网络的支持。ISIS和OSPF从基本功能与操作上都非常相似，但也存在着差异，如封装位置、划分边界、支持路由等。

四、总结

      以上对各类路由协议的描述，对于在不同的网络中选择何种路由协议这个问题可以得出初步的结论：在公司、组织各自的内部网络中使用IGP，而在服务提供商、公司和大型企业之间使用EGP实现互联。在IGP的配置中，如果网络规模较小，路由器的数量小于或等于15个，则可以考虑使用RIP或IGRP。对于小规模的网络，可以使用RIPv2协议；而对于中型的网络，使用EIGRP协议则更为合适；如果是大型网络，则需要考虑使用OSPF协议。