常见路由协议的分析、比较

一、内部网关协议

RIP：

RIP是“路由信息协议(Route Information Protocol)”的简写。
概述：RIP主要是用来传递路由信息的，通过每隔30秒广播一次路由表，维护相邻路由器的位置关系，同时根据收到的路由表信息计算自己的路由表信息。报文交换采用的形式是UDP。RIP是一个距离矢量路由协议,最大跳数为16跳,16跳以及超过16跳的网络则认为目标网络不可达。此协议通常用在网络架构较为简单的小型网络环境，比如校园网。RIP的收敛速度较慢。路由收敛指网络的拓扑结构发生变化，路由表重新建立到发送再到学习直至稳定，并通告网络中所有相关路由器都得知该变化的过程。也就是网络拓扑变化引起的通过重新计算路由而发现替代路由的行为。
DV算法： RIP采用的是距离矢量算法，也就是DV算法。D表示距离，V表示节点。每个路由器都维护着一张记录该路由器到所有其他路由器的最短距离的表，这张表可以通过与相邻路由器交换路由信息后更新，在获取相邻路由器的表之后判断并更新到其他点的最短距离，然后继续转发，直至收敛。
RIP的缺点：如果AS中的一个路由器宕机了，那么当它的相邻路由器找不到它时，就会向它相邻的其他路由器转发RIP报文继续询问，同样，那台路由器也不能找到宕机的路由器，继续转发这个报文，当转发16跳后，才判定主机不可达，这导致收敛速度很慢，性能较差。这个问题的原因就在于RIP的视野很小，只能看到邻居且信任它的邻居，而看不到全局。
区分ARP和RIP：这两个协议名称很接近，但是确实完全不一样的协议。ARP是地址解析协议，用于实现IP到MAC的映射，而RIP是路由信息协议，用来实现IP和IP直接的路由。两者分工不同，一般是先通过RIP找到目标路由，然后可以再通过ARP来判断到指定MAC的接口。

IGRP：

IGRP协议是“内部网关路由协议（Interior Gateway Routing Protool）”的缩写。
IGRP和RIP的相同点：它们同属距离矢量路由协议，IGRP也是周期性的广 播路由表，也存在最大跳数（默认为100跳，达到或超过100跳则认为目标网络不可达）。
IGRP和RIP的不同点：IGRP最大的特点是使用了混合度量值，同时考虑了链路的带宽、 延迟、负载、MTU、可靠性5个方面来计算路由的度量值，而不像其他IGP协议单纯的考虑某一个方面来计算度量值。
EIGRP：由于IGRP协议的种种缺陷以及不足，出现了EIGRP协议（增强型内部网关路由协议）来取代IGRP协议。EIGRP属于高级距离矢量 路由协议，继承了IGRP的混合度量值，最大特点在于引入了非等价负载均衡技术，并拥有极快的收敛速度。EIGRP协议被广泛部署。

OSPF：

OSPF协议是“开放式最短路径优先(Open Shortest Path First)”的缩写，属于链路状态路由协议。
DR和BDR：在广播网络中,任意两台路由器之间都要交换路由信息，这使得任何一台路由器的路由变化都会导致多次传递,浪费了带宽资源。为解决这一问题，OSPF协议定义了指定路由器DR(Designated Router)，所有路由器都只将信息发送给DR，由DR将网络链路状态发送出去。如果DR由于某种故障而失效，则网络中的路由器必须重新选举DR，再与新的DR同步，这需要较长的时间，在这段时间内，路由的计算是不正确的。为了能够缩短这个过程，OSPF提出了BDR(Backup Designated Router，备份指定路由器)的概念。BDR实际上是对DR的一个备份，在选举DR的同时也选举出BDR，BDR也和本网络内的所有路由器建立邻接关系并交换路由信息。当DR失效后，BDR会立即成为DR。由于不需要重新选举，并且邻接关系事先已建立，所以这个过程是非常短暂的。这时还需要再重新选举出一个新的BDR，这个选举过程不会影响路由的计算。DR和BDR之外的路由器(称为DR Other)之间将不再建立邻接关系，也不再交换任何路由信息。这样就减少了广播网上各路由器之间邻接关系的数量。
链路状态数据库：DR和BDR的维护着一个相同的链路状态数据库（LSDB），它包含整个网络的完整拓扑。每个区域中所有路由器维护着一个相同的链路状态数据库 （LSDB）。OSPF利用所维护的链路状态数据 库，通过最短生成树算法（SPF算法）计算得到路由表。OSPF的收敛速度较快。
区域：OSPF协议引入“分层路由”的概念，将网络分割成一个“主干”连接的一组相互独立的部分，这些相互独立的部分被称为“区域”(Area)，“主干”的部分称为“主干区域”。每个区域就如同一个独立的网络，该区域的OSPF路由器只保存该区域的链路状态。每个路由器的链路状态数据库都可以保持合理的大小，路由计算的时间、报文数量都不会过大。
链路状态（LS）协议：OSPF协议可以认为是LS协议的一个实现和展开。LS协议的特点是：仅在路由发生变化的时候才发送报文更新信息；向AS中的所有路由器广播路由信息；信息描述了该路由器与相邻路由器的链路状态。
OSPF的另外一种解释： AS中的每一个路由器都维护着一个链路状态数据库，它是全局的拓扑。和上述的DR的方式的区别就是不需要选举一个指定路由器来承载全局的路由信息，每个路由器都是一个可以判断路由的最小单位，这样也是可以的。

IS-IS：

IS-IS协议是Intermediate system to intermediate system（中间系统到中间系统）的缩写，属于链路状态路由协议。集成化IS-IS协议是ISP骨干网上最常用的IGP协议。
IS-IS和OSPF协议的相同点：IS-IS也使用了“区域”的概念，同样也维护着一份链路状态数据库，通过最短生成树算法（SPF）计算出最佳路径。 IS-IS的收敛速度也较快。
IS-IS和OSPF协议的不同点：IS-IS 只定义了两种网络拓扑类型：broadcast和general topology。OPSF定义了5种网络类型：point-to-point、point-to-multipoint、broadcast和NBMA，以及virtual links。因此他们的区别是结构以及点与点之间的关系不同。

二、外部网关协议

BGP：

BGP是“边界网关协议(Border Gateway Protocol)”的缩写，是自治系统外部路由协议，用来在AS之间传递路由信息。
BGP制定的目的：为了维护各个ISP的独立利益，标准化组织制定了ISP间的路由协议BGP，处理各ISP之间的路由传递。但是BGP运行在相对核心的地位，需要用户对网络的结构有相当的了解，否则可能会造成较大损失。
解决环路问题：为了从设计上避免了环路的发生，其路由信息中携带了所经过的全部AS路径列表。这样，接收该路由信息的BGP路由器可以明确的知道此路由信息是否源于自己的AS，如果是源于自己的AS，BGP就会丢弃此条路由，这样就根本的解决了AS之间产生环路的可能。
使用TCP：天然的可靠传输机制，重传、排序等机制来保证BGP协议信息交换的可靠性。