RIP和OSPF的详解与对比

目录

RIP路由信息协议

OSPF开放式最短路径优先协议

RIP和OSPF 的区别

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RIP路由信息协议

RIP路由信息协议(Routing Information Protocol)是DV距离矢量(Distance Vector)中路由选择协议，利用跳数来作为计量标准。

工作原理
(1)路由建立
路由器运行RIP后，会首先发送路由更新请求，收到请求的路由器会发送自己的RIP路由进行响应；网络稳定后，路由器会周期性（30s）发送路由更新信息。
(2)距离矢量的计算
RIP度量的单位是跳数，其单位是1，也就是每经过一台路由器＋1跳，而不考虑链路的实际带宽的问题，RIP的最大跳数为15跳。
RIP利用度量来表示它和所有已知目的地间的距离。
当一个RIP更新报文到达时，接收方路由器和自己的RIP路由表中的每一项进行比较，并按照距离矢量路由算法对自己的RIP路由表进行修正。
(3)定时器
周期更新定时器：用来激发RIP路由器路由表的更新，每台启动RIP协议的路由器只有一个更新定时器，周期为30s。每30s路由器会向自己的邻居广播自己的路由表信息。
无效计时器：用来判定某条路由是否可用。每条路由项都有一个无效计时器，为180s。当一条路由激活或更新时，该定时器开始计时，如果在180s之内没有收到对端路由的更新报文，则将该路由置为无效，暂存于缓存中，此时不会立马删除。
垃圾收集计时器：判定是否需要删除一条路由。每条路由有一个垃圾收集计时器，为120s。当某条路由无效时，该计时器开始计时，如果在120s内没收到对端路由的更新，就从路由表中彻底删除这条路由。
(4)RIP环路
当网络中某台设备宕机或者网络结构发生突变时，RIP有可能产生路由环路。

解决办法：

水平分割---从此口学到的路由，不再从此口发出

毒性逆转---从此口学到的路由，会从此口发出，但是跳数置位16，也就是一条带毒的路由

触发更新--当某一个路由器中的路由项发生改变时，不需要等待下一次更新周期的到来，就可以直接将发生变化的路由项通过更新报文发送出去

最大跳数---RIP的最大跳数为15

RIP版本

• 更新方式

  • RIPV1使用广播更新

  • RIPV2使用组播更新（224.0.0.9）

• 更新时是否携带真实掩码

  • RIPV1不携带真实掩码

  • RIPV2携带真实掩码

• RIPV2支持手工认证和自动汇总

缺点

由于最大跳数为15，RIP协议只能应用于小规模的网络；
收敛速度慢（周期更新）；
基于跳数选择的路由，不一定是最优路由。

OSPF开放式最短路径优先协议

OSPF开放式最短路径优先(Open Shortest Path First)是LS链路状态(Link State)路由选择协议，隶属内部网关协议（IGP），度量标准是带宽和延迟。

rip协议是距离矢量路由选择协议，它选择路由的度量标准是跳数，最大跳数是15跳，如果大于15跳，它就会丢弃数据包。
ospf协议是链路状态路由选择协议，它选择路由的度量标准主要是带宽。

OSPF的工作过程

• 协议启动后，路由器A向本地所有启动协议的直连接口，使用组播地址224.0.0.5发送hello报文；hello报文中携带了本地的全网唯一的RID；之后对端路由器B也将回复hello报文，该报文中若携带了对端A的RID值，则A与B建立邻居关系，并生成邻居表

• 邻居关系建立后，邻居间进行条匹配，匹配失败停留在邻居关系，匹配成功后后，则可以开始建立邻接关系

• 邻接间共享DBD报文，将本地与邻接的DBD进行比对，查找本地没有的LSA信息，之后使用LSR来询问，对端使用LSU报文来回复具体的LSA信息，之后本地使用LSACK报文进行确认回复，该过程完成后，生成数据库表（LSDB）

• 在之后，本地基于数据库表，启用SPF算法，计算到达所有未知网段的最短路径，然后将其加载到本地的路由表中。此时收敛完成

• 最后，邻接之间使用hello包进行保活，并进行30min的周期更新

OSPF数据包类型---五种数据包

• HELLO包

  • 发现，建立邻居关系

  • 周期保活---hello-time 10s

  • 死亡时间---hold-time 4 倍的hello包时间

    • 如果在死亡时间内没有接受到对端邻居发送的hello包，则认为邻居不存在

    • Router-ID

      • 全网唯一（仅指的是本张网络中），标识路由器身份

      • 32位二进制组成，点分十进制

• DBD包

  • 数据库描述报文

  • 内部包含了所有的拓扑的目录信息

• LSR包

  • 链路状态请求报文

  • 请求获取未知的链路信息

• LSU包

  • 链路状态更新包文

  • 携带是完整的LSA信息的数据包

• LSACK包

  • 链路状态确认报文

OSPF七种状态机

• down：关闭状态----一旦 启动OSPF协议后，则发出hello报文，进入init状态

• init：初始化状态---收到hello报文中包含本地的rid时，进入下一状态

• 2-way：双向通信----邻居关系建立的标准

• 条件匹配：匹配成功后进入下一状态，匹配失败，则停留在邻居关系

• exstart：预启动状态----使用未携带信息的DBD报文进行主从选举，EID大为主

• exchange：准交换状态---使用携带信息的DBD报文进行目录共享

• loading ：加载状态---收到LSR后进入该状态，在该状态中使用LSR/LSU/LSACK三种报文来获取完整的拓扑信息

• full：转发状态---拓扑信息交换完成后，该状态是邻接关系建立的标志

条件匹配

• 三种接口角色

  • 指定路由器---DR

  • 备份指定路由器---BDR

  • 其他路由器---DROther

• OSPF成为邻接关系的条件---根据网络类型的不同而不同

  • MA网络（以太网）类型

  • 点到点网络类型（无需进行条件匹配，一定是邻接关系）

• 角色之间的关系

  • DR-----BDR 邻接关系

  • DR-----DROther 邻接关系

  • BDR----DROther 邻接关系

  • DROther----DROther 邻居关系

• 选举规则

  • 接口优先级（0-255），优先级越大，则越优。华为默认为1

  • 如果优先级一样，再比较RID，越大越优先

• 选举的范围

  • 一个广播域，进行一次DR/BDR的选举

  • 

• 选举模式

  • 非抢占型的，一旦确定DR/BDR后，该广播域中再有更优的路由器，不会进行选举，维持原有的。（认贼作父）

  • 一旦选举成功，不会因为新加入的设备进行重新选举

结构突变

• 新增网段

  • 直接使用更新包（LSU）告知邻居路由器

• 断开网段

  • 直接使用更新包告知邻居路由器

• 无法沟通

  • hello包10s发送一次，若40s未接受到对端发来的hello报文，即超出死亡时间

  • 断开邻接关系，删除路由

RIP和OSPF 的区别

1.路由信息协议（RIP）：
RIP代表路由信息协议，其中距离矢量路由协议用于数据/分组传输。在路由信息协议（RIP）中，最大跳数为15，因为它可以防止从源到目标的路由环路。使用诸如水平分割，毒性逆转和保持所有权之类的机制来防止错误或错误的路由信息​​。Sally Floyd和Van Jacobson [1994]提出，在不对计时器进行轻微随机化的情况下，计时器会随着时间的推移而同步。与其他路由协议相比，RIP（路由信息协议）较差并且限制了规模，即小型网络。使用RIP的主要优点是它使用UDP传输（用户数据报协议）。

2.开放式最短路径优先（OSPF）：
OSPF表示使用链路状态路由算法的开放式最短路径优先。使用路由器中可用的链路状态信息，它构造拓扑，在该拓扑中，拓扑确定用于路由决策的路由表。它支持可变长子网掩码和无类域间路由寻址模型。由于它使用Dijkstra的算法，因此它会为每条路线计算最短路径树（最重要的作用就是防环

）。OSPF（首先是开放式最短路径）的主要优点是它自己处理错误检测，并且使用多播寻址在广播域中进行路由