路由協議

A. 什麼是路由協議

可被路由的協議（Routed Protocol）由路由協議(Routing Protocol）傳輸，前者亦稱為網路協議。這些網路協議執行在回源與目的設備的用戶應用間通信所需的各種功能，不同的協議中這些功能可能差異很大。網路協議發生在OSI參考模型的上四層：傳輸層、會話層、表示層和應用層。

術語routed protocol（可被路由的協議）答和routing protocol（路由協議）經常被混淆。routed protocol在網路中被路由，例如IP、DECnet、AppleTalk、Novell NetWare、OSI、Banyan VINES和Xerox Network System(XNS)。而路由協議是實現路由演算法的協議，簡單地說，它給網路協議做導向。路由協議如：IGRP、EIGRP、OSPF、EGP、BGP、IS-IS及RIP等。

B. 什麼是路由選擇協議

IP層協議這一節包括3部分主要內容：IP地址；數據報傳輸以及IP路由選擇。前2者，尤其是IP地址的概念雖然很重要，但也比較好理解，後者既重要，又不好理解，包含的內容也非常多。如果要做非常詳細討論，意義並非很大，我們只能做一般性的討論，下面記述一下IP路由選擇這部分內容的基本思路。
路由選擇的內容又包括3部分：路由表；路由選擇原理，也就是路由選擇演算法；路由選擇協議的層次，也就是具體的路由選擇協議。如果時間允許，最好再討論下路由器基本工作原理，這部分內容雖然在第10章有介紹，但此處如果先介紹下，對於理解路由選擇原理有一定好處。
路由器連接不同類型的網路，通過運行路由選擇協議，實現對IP數據報（分組）的路由及交換。交換，在路由器這種中間結點中，又被稱為分組的存儲轉發。路由器主要由輸入輸出埠、交換機構和路由處理機組成，前2者用於交換，後者是路由器要討論的主要內容，即路由。路由處理機的功能是：建立和維持路由表，然後，對到來的分組選擇最合適的路由，並通過交換機構和輸出埠轉發出去。
路由器對到來的數據報，根據IP地址，通過路由表，實現對數據報的路由以及存儲轉發，我們稱這樣的機制為表驅動機制。那麼，路由表的內容又是什麼呢？事實上，路由器連接的是物理通信子網，路由器定址的是物理通信子網，而不是通信子網內的主機。因此，路由器的表項應該是：
目標網路，下一路由器
也就是說，當要定址某目標網路的時候，應該把數據報轉發到下一個路由器。可見，「下一路由器」實際上起到了路標的作用，而非畫出整個路由上的路徑。
另外，既然路由器定址的是物理通信子網，那麼，在路由表上還應該體現出：如果網路直接連接在路由器上，可以把數據報直接交付（給物理通信子網）；如果網路沒有直接連接在路由器上，則要通過「下一個路由器」進行轉發。也就是說，直接連接在路由器上的網路定址，實際上是在定址主機，這不是IP路由選擇的任務，可以直接交付。只有定址物理通信子網，才是IP路由器的任務。這一點，正是IP路由與第3章所討論的分組交換網路由的區別。
下面的問題是，路由表是如何形成的？實際上，路由表是由路由選擇演算法根據獲取的信息運算出來的，路由器必須定期與周邊的路由器進行信息交換，以便獲取網路的狀態信息，包括哪些路由器，可以連通哪些網路等。路由選擇演算法根據路由的度量值，計算出最佳的路由，並記錄在路由表項中，最後形成路由表。度量值包括帶寬，速率，路徑長度，延時，通信狀態，網路拓撲等。顯然，選擇一個好的路由選擇演算法，對於形成一個優良性能的路由表來說是非常重要的。
對路由選擇演算法性能優劣一般性的要求應該包括；正確性、穩定性、公平性、適應性以及演算法是否簡單等。正確性、公平性和穩定性都比較好理解，適應性是指，路由選擇演算法應該能夠適應網路通信狀態，以及拓撲結構發生變化的情況進行及時刷新，也就是說，路由應該能夠適應網路通信狀態的變化而變化，比如網路發生堵塞，或者網路發生故障時，應該能夠動態更新路由。
對於演算法，前幾項要求都是必要的，但是，如果為了獲得好的路由性能，演算法必然復雜，就一定要消耗過多網路通信資源，因此，如何保證路由演算法的簡單，對於一個好的路由演算法來說，也是很重要的。由此，可以把路由選擇演算法大致分成2類：非自適應的，和自適應的。非自適應的演算法，就是路由表不隨網路狀態的變化而變化，路由表是靜態的。這樣的路由選擇演算法雖然缺乏適應性，但演算法一定也是最簡單的，一般比較適合於小型網路。對於Internet來說，網路規模都非常大，因此，一般要選擇自適應的路由選擇演算法，路由表是動態變化的，是相對比較復雜些的。目前，在互聯網技術中，主要的路由選擇演算法有Dijkstra最短路徑演算法、距離向量演算法和鏈路狀態演算法等。
最後討論路由選擇協議的層次。實際上，並非在Internet上的所有的路由器都採用相同的路由選擇協議，這是由於Internet的結構的原因。目前，Internet採用自治系統的體系結構。自治系統一般是指一個組織或者機構，例如一個國家。在一個自治系統內，網路可以自行決定選擇網路拓撲結構，以及網路所採用的路由選擇協議，這樣的路由選擇協議被稱為內部網關協議；而在自治系統之間，則應該採用外部網關協議。目前常用的內部網關協議主要有RIP協議和OSPF協議；外部網關協議，一般採用EGP協議，這些，在教科書中已經有詳細的敘述，都是比較好理解的，這里不再贅述。

C. 路由協議包含什麼主要內容

路由協議通過在路由器之間共享路由信息來支持可路由協議。路由信息在相鄰路由器之間傳遞，確保所有路由器知道到其它路由器的路徑。總之，路由協議創建了路由表，描述了網路拓撲結構；路由協議與路由協同工作，執行路由選擇和數據包轉發功能。
路由選擇協議是用來確定到達路徑的，它包括RIP,IGRP,EIGRP,OSPF。起到一個地圖導航，負責找路的作用。它工作在傳輸層或應用層。

D. 常用路由協議有哪些

一般路由器支持多種
等。這些路由選擇協議可分為有
路由選擇協議，例如靜態路由、RIP
類路由選擇協議和無類路由選擇協議
、IGRP、RIPv2、EIGRP、OSPF和BGP等
。

---- 1．有類路由選擇協議

---- 一般把路由信息協議
由選擇協議中，只在路由器之間
各路由器通過下面2種方法判定
（RIP）和內部網關路由選擇協議（I
傳送路由和它的度量值，對每個轉發
目的地網路掩碼。
GRP）等稱為有類路由協議。在有類路
報文，路由器從報文中取出目的地址，

---- （1）如果有一個介面連到目的地網路，
須相同。
則使用此介面的網路掩碼。隸屬網路的所有子網的大小必

---- （2）否則，使用對應目的地址類的網路
網路使用24位掩碼。
掩碼。A類網路使用8位掩碼，B類網路使用16位掩碼，C類

---- 根據設置掩碼的規則
，轉發報文。因為路由選擇基於
端網路使用的掩碼，從而決定目
，除去目的地址中的「局部操縱」位
IP地址類（有A類、B類、C類和D類等
的地的網路地址，故此類路由選擇協
，在路由選擇表中查尋產生的網路地址
4類）或與之相連的網路介面來決定遠
議被稱為有類路由選擇協議。

---- 2．無類路由選擇協議

---- RIPv2、EIGRP、OSPF和BGP等是一些比較
與路徑一起廣播出去，這時網路掩碼也稱為前綴屏
為255.255.255.0，可標識為192.168.1.0/24。由
址類型和預設掩碼，這就是無類地址及無類路由選
新的路由選擇協議，它們在路由更新過程中，將網路掩碼
蔽或前綴。例如，如果C類IP地址192.168.1.0的網路掩碼
於在路由器之間傳送掩碼（前綴），因而沒有必要判斷地
擇，也是目前Internet上所基於的路由選擇協議。

---- 在無類路由中，IP地
都由前綴來決定用於網路標識的
碼對。通過使用無類路由，用戶
外，新的IP編址標准IPv6也使用
的是，通過使用無類路由協議，
網化。
址之間不再有類型差別，如A類地址
位數，IP地址不再歸屬於某一個類，
可以更充分地利用已有的IP地址空間
無類路由協議，通過使用無類路由，
用戶在子網化時非常方便，尤其是可

、B類地址或C類地址等之分，所有地址
取而代之的是將它們看作一個地址和掩
，從而避免浪費寶貴的IP地址資源。另
有助於向下一代IP協議過渡。更為重要
以使用可變長子網掩碼（VLSM）進行子

E. 路由協議有哪些

1、RIP協議-路由信息協議，屬於最早的動態路由協議優點:節約成本，對資源版消耗較低，配置簡單，對權硬體要求低，佔用CPU、內存低，所以在小型網路中還有使用到。缺點:計算路由慢，鏈路變化了收斂慢，能夠保存的路由表相對較小，最多隻能支持15台設備的網路，只適用於小型網路
2、OSPF協議-開放最短路徑優先協議，企業網主要使用的協議優點:技術成熟，碰到的問題基本上在資料上都能夠查到，收斂快，由於cisco的力推，會使用的人多缺點:收斂速度，安全性較ISIS差
3、ISIS協議-中間系統到中間系統協議，傳輸網/運營商網路主要使用的協議優點:演算法與OSPF類似，收斂快，安全性高缺點:異常處理資料不如OSPF豐富
4、BGP協議-邊界網關協議，用於核心網的路由的傳遞無所謂優缺點，因為它和其他的不重疊，一個簡單的應用，比如BGP可以用於網通和電信之間路由的相互傳遞，如果使用其它IGP(OSPF或者ISIS)的話，會由於路由數量太多，無法計算出來路由，或者路由計算非常慢，可以支持百萬級別的路由的計算和傳遞，對設備要求較高，對資源佔用較大

F. 路由協議的分類

昨天介紹了常用的內部網關協議OSPF，這里介紹一下路由協議的常見分類．

網關-網關協議(GGP)

核心網關為了正確和高效地路由報文需要知道Internet其他部分發生的情況，包括路由信息和子網特性。

當一個網關處理重負載而使速度特別慢，並且這個網關是訪問子網的惟一途徑時，通常使用這種類型的信息，網路中的其他網關能剪裁交通流量以減輕網關的負載。

GGP主要用於交換路由信息，不要混淆路由信息(包括地址、拓撲和路由延遲細節)和作出路由決定的演算法。路由演算法在網關內通 常是固定的且不被GGP改變。核心網關之間通過發送GGP信息，並等待應答來通信，之後如果收到含特定信息的應答就更新路由表。

注意GGP的最新改進SPREAD已經用於Internet，但它還不如GGP普及。GGP被稱為向量-距離協議。要想有效工作，網關必須含有互聯網路上有關所有網關的完整信息。否則，計算到一個目的地的有效路由將是不可能的。因為這個原因，所有的核心網關維護一張Internet上所有核心網關的列表。這是一個相當小的表，網關能容易地對其進行處理。

外部網關協議(EGP)

外部網關協議用於在非核心的相鄰網關之間傳輸信息。非核心網關包含互聯網路上所有與其直接相鄰的網關的路由信息及其所連機器信息，但是它們不包含Internet上其他網關的信息。對絕大多數EGP而言，只限制維護其服務的區域網或廣域網信息。這樣可以防止過多的路由信息在區域網或廣域網之間傳輸。EGP強制在非核心網關之間交流路由信息。

由於核心網關使用GGP，非核心網關使用EGP，而二者都應用在Internet上，所以必須有某些方法使二者彼此之間能夠通信。Internet使任何自治(非核心)網關給其他系統發送「可達」信息，這些信息至少要送到一個核心網關。如果有一個更大的自治網路，常常認為有一個網關來處理這些可達信息。

和GGP一樣，EGP使用一個查詢過程來讓網關清楚它的相鄰網關並不斷地與其相鄰者交換路由和狀態信息。EGP是狀態驅動的協議，意思是說它依賴於一個反映網關情況的狀態表和一組當狀態表項變化時必須執行的一組操作。

內部網關協議(IGP)

有幾種內部網關協議可用，最流行的是RIP和HELLO，另一個協議稱為開放式最短路徑優先協議(OSPF)，這些協議沒有一個是佔主導地位的，但是RIP可能是最常見的IGP協議。選擇特定的IGP以網路體系結構為基礎。

RIP和HELLO協議都是計算到目的地的距離，它們的消息包括機器標識和到機器的距離。一般來講，由於它們的路由表包含很多項，因此消息比較長。RIP和HELLO一直維護相鄰網關之間的連接性以確保機器是活躍的。

路由信息協議使用廣播技術。意思是說網關每隔一定時間要把路由表廣播給其他網關。這也是RIP的一個問題，因為這會增加網路流量，降低網路性能。

HELLO協議與RIP的不同之處在於HELLO使用時間而不是距離作為路由因素。這要求網關對每條路由有合理的准確時間信息。由於這個原因，所以HELLO協議依賴於時鍾同步消息。

開放式最短路徑優先協議是由Internet工程任務組開發的協議，希望它能成為居於主導地位的IGP。用「最短路徑」來描述協議的路由過程不準確。更好一些的名字是「最優路徑」， 這其中要考慮許多因素來決定到達目的地的最佳路由。

G. 常見的路由協議都有哪些

常用的Internet路由協議有RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP、BGP等
在連接情況較簡單的網路結構中，相連的版路由器也可以不採權用動態的路由協議，而直接採用靜態的
這些路由協議,在上達中型企業中,可能一般用到的是靜態路由,RIP
像OSPF 只是到達超大的路由環境才會用到.

H. 路由協議有哪些各有什麼作用

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。靜態路由表由網路管理員在系統安裝時根據網路的配置情況預先設定，網路結構發生變化後由網路管理員手工修改路由表。動態路由隨網路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。

根據路由演算法，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於Bellman-Ford演算法，主要有RIP、IGRP（IGRP為Cisco公司的私有協議）；鏈路狀態路由協議基於圖論中非常著名的Dijkstra演算法，即最短優先路徑（Shortest Path First，SPF）演算法，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。 根據路由器在自治系統（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，適合不同類型的網路。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路管理員建立，並且只能由網路管理員更改，所以只適於網路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，因此節省網路的帶寬、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路中，所有要連到網路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路的安全性。

· 有的情況下必須使用靜態路由，如DDR、使用NAT技術的網路環境。

靜態路由具有以下缺點：

· 管理者必須真正理解網路的拓撲並正確配置路由。

· 網路的擴展性能差。如果要在網路上增加一個網路，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台路由器通信時，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

I. 路由協議是什麼

路由協議又叫RIP協議。最初是為Xerox網路系統的Xerox parc通用協議而設計的，是Internet中常用的路由協議。

J. 路由協議

一般路由器支持多種
等。這些路由選擇協議可分為有
路由選擇協議，例如靜態路由、RIP
類路由選擇協議和無類路由選擇協議
、IGRP、RIPv2、EIGRP、OSPF和BGP等
。

---- 1．有類路由選擇協議

---- 一般把路由信息協議
由選擇協議中，只在路由器之間
各路由器通過下面2種方法判定
（RIP）和內部網關路由選擇協議（I
傳送路由和它的度量值，對每個轉發
目的地網路掩碼。
GRP）等稱為有類路由協議。在有類路
報文，路由器從報文中取出目的地址，

---- （1）如果有一個介面連到目的地網路，
須相同。
則使用此介面的網路掩碼。隸屬網路的所有子網的大小必

---- （2）否則，使用對應目的地址類的網路
網路使用24位掩碼。
掩碼。A類網路使用8位掩碼，B類網路使用16位掩碼，C類

---- 根據設置掩碼的規則
，轉發報文。因為路由選擇基於
端網路使用的掩碼，從而決定目
，除去目的地址中的「局部操縱」位
IP地址類（有A類、B類、C類和D類等
的地的網路地址，故此類路由選擇協
，在路由選擇表中查尋產生的網路地址
4類）或與之相連的網路介面來決定遠
議被稱為有類路由選擇協議。

---- 2．無類路由選擇協議

---- RIPv2、EIGRP、OSPF和BGP等是一些比較
與路徑一起廣播出去，這時網路掩碼也稱為前綴屏
為255.255.255.0，可標識為192.168.1.0/24。由
址類型和預設掩碼，這就是無類地址及無類路由選
新的路由選擇協議，它們在路由更新過程中，將網路掩碼
蔽或前綴。例如，如果C類IP地址192.168.1.0的網路掩碼
於在路由器之間傳送掩碼（前綴），因而沒有必要判斷地
擇，也是目前Internet上所基於的路由選擇協議。

---- 在無類路由中，IP地
都由前綴來決定用於網路標識的
碼對。通過使用無類路由，用戶
外，新的IP編址標准IPv6也使用
的是，通過使用無類路由協議，
網化。
址之間不再有類型差別，如A類地址
位數，IP地址不再歸屬於某一個類，
可以更充分地利用已有的IP地址空間
無類路由協議，通過使用無類路由，
用戶在子網化時非常方便，尤其是可

、B類地址或C類地址等之分，所有地址
取而代之的是將它們看作一個地址和掩
，從而避免浪費寶貴的IP地址資源。另
有助於向下一代IP協議過渡。更為重要
以使用可變長子網掩碼（VLSM）進行子