路由协议

A. 什么是路由协议

可被路由的协议（Routed Protocol）由路由协议(Routing Protocol）传输，前者亦称为网络协议。这些网络协议执行在回源与目的设备的用户应用间通信所需的各种功能，不同的协议中这些功能可能差异很大。网络协议发生在OSI参考模型的上四层：传输层、会话层、表示层和应用层。

术语routed protocol（可被路由的协议）答和routing protocol（路由协议）经常被混淆。routed protocol在网络中被路由，例如IP、DECnet、AppleTalk、Novell NetWare、OSI、Banyan VINES和Xerox Network System(XNS)。而路由协议是实现路由算法的协议，简单地说，它给网络协议做导向。路由协议如：IGRP、EIGRP、OSPF、EGP、BGP、IS-IS及RIP等。

B. 什么是路由选择协议

IP层协议这一节包括3部分主要内容：IP地址；数据报传输以及IP路由选择。前2者，尤其是IP地址的概念虽然很重要，但也比较好理解，后者既重要，又不好理解，包含的内容也非常多。如果要做非常详细讨论，意义并非很大，我们只能做一般性的讨论，下面记述一下IP路由选择这部分内容的基本思路。
路由选择的内容又包括3部分：路由表；路由选择原理，也就是路由选择算法；路由选择协议的层次，也就是具体的路由选择协议。如果时间允许，最好再讨论下路由器基本工作原理，这部分内容虽然在第10章有介绍，但此处如果先介绍下，对于理解路由选择原理有一定好处。
路由器连接不同类型的网络，通过运行路由选择协议，实现对IP数据报（分组）的路由及交换。交换，在路由器这种中间结点中，又被称为分组的存储转发。路由器主要由输入输出端口、交换机构和路由处理机组成，前2者用于交换，后者是路由器要讨论的主要内容，即路由。路由处理机的功能是：建立和维持路由表，然后，对到来的分组选择最合适的路由，并通过交换机构和输出端口转发出去。
路由器对到来的数据报，根据IP地址，通过路由表，实现对数据报的路由以及存储转发，我们称这样的机制为表驱动机制。那么，路由表的内容又是什么呢？事实上，路由器连接的是物理通信子网，路由器寻址的是物理通信子网，而不是通信子网内的主机。因此，路由器的表项应该是：
目标网络，下一路由器
也就是说，当要寻址某目标网络的时候，应该把数据报转发到下一个路由器。可见，“下一路由器”实际上起到了路标的作用，而非画出整个路由上的路径。
另外，既然路由器寻址的是物理通信子网，那么，在路由表上还应该体现出：如果网络直接连接在路由器上，可以把数据报直接交付（给物理通信子网）；如果网络没有直接连接在路由器上，则要通过“下一个路由器”进行转发。也就是说，直接连接在路由器上的网络寻址，实际上是在寻址主机，这不是IP路由选择的任务，可以直接交付。只有寻址物理通信子网，才是IP路由器的任务。这一点，正是IP路由与第3章所讨论的分组交换网路由的区别。
下面的问题是，路由表是如何形成的？实际上，路由表是由路由选择算法根据获取的信息运算出来的，路由器必须定期与周边的路由器进行信息交换，以便获取网络的状态信息，包括哪些路由器，可以连通哪些网络等。路由选择算法根据路由的度量值，计算出最佳的路由，并记录在路由表项中，最后形成路由表。度量值包括带宽，速率，路径长度，延时，通信状态，网络拓扑等。显然，选择一个好的路由选择算法，对于形成一个优良性能的路由表来说是非常重要的。
对路由选择算法性能优劣一般性的要求应该包括；正确性、稳定性、公平性、适应性以及算法是否简单等。正确性、公平性和稳定性都比较好理解，适应性是指，路由选择算法应该能够适应网络通信状态，以及拓扑结构发生变化的情况进行及时刷新，也就是说，路由应该能够适应网络通信状态的变化而变化，比如网络发生堵塞，或者网络发生故障时，应该能够动态更新路由。
对于算法，前几项要求都是必要的，但是，如果为了获得好的路由性能，算法必然复杂，就一定要消耗过多网络通信资源，因此，如何保证路由算法的简单，对于一个好的路由算法来说，也是很重要的。由此，可以把路由选择算法大致分成2类：非自适应的，和自适应的。非自适应的算法，就是路由表不随网络状态的变化而变化，路由表是静态的。这样的路由选择算法虽然缺乏适应性，但算法一定也是最简单的，一般比较适合于小型网络。对于Internet来说，网络规模都非常大，因此，一般要选择自适应的路由选择算法，路由表是动态变化的，是相对比较复杂些的。目前，在互联网技术中，主要的路由选择算法有Dijkstra最短路径算法、距离向量算法和链路状态算法等。
最后讨论路由选择协议的层次。实际上，并非在Internet上的所有的路由器都采用相同的路由选择协议，这是由于Internet的结构的原因。目前，Internet采用自治系统的体系结构。自治系统一般是指一个组织或者机构，例如一个国家。在一个自治系统内，网络可以自行决定选择网络拓扑结构，以及网络所采用的路由选择协议，这样的路由选择协议被称为内部网关协议；而在自治系统之间，则应该采用外部网关协议。目前常用的内部网关协议主要有RIP协议和OSPF协议；外部网关协议，一般采用EGP协议，这些，在教科书中已经有详细的叙述，都是比较好理解的，这里不再赘述。

C. 路由协议包含什么主要内容

路由协议通过在路由器之间共享路由信息来支持可路由协议。路由信息在相邻路由器之间传递，确保所有路由器知道到其它路由器的路径。总之，路由协议创建了路由表，描述了网络拓扑结构；路由协议与路由协同工作，执行路由选择和数据包转发功能。
路由选择协议是用来确定到达路径的，它包括RIP,IGRP,EIGRP,OSPF。起到一个地图导航，负责找路的作用。它工作在传输层或应用层。

D. 常用路由协议有哪些

一般路由器支持多种
等。这些路由选择协议可分为有
路由选择协议，例如静态路由、RIP
类路由选择协议和无类路由选择协议
、IGRP、RIPv2、EIGRP、OSPF和BGP等
。

---- 1．有类路由选择协议

---- 一般把路由信息协议
由选择协议中，只在路由器之间
各路由器通过下面2种方法判定
（RIP）和内部网关路由选择协议（I
传送路由和它的度量值，对每个转发
目的地网络掩码。
GRP）等称为有类路由协议。在有类路
报文，路由器从报文中取出目的地址，

---- （1）如果有一个接口连到目的地网络，
须相同。
则使用此接口的网络掩码。隶属网络的所有子网的大小必

---- （2）否则，使用对应目的地址类的网络
网络使用24位掩码。
掩码。A类网络使用8位掩码，B类网络使用16位掩码，C类

---- 根据设置掩码的规则
，转发报文。因为路由选择基于
端网络使用的掩码，从而决定目
，除去目的地址中的“局部操纵”位
IP地址类（有A类、B类、C类和D类等
的地的网络地址，故此类路由选择协
，在路由选择表中查寻产生的网络地址
4类）或与之相连的网络接口来决定远
议被称为有类路由选择协议。

---- 2．无类路由选择协议

---- RIPv2、EIGRP、OSPF和BGP等是一些比较
与路径一起广播出去，这时网络掩码也称为前缀屏
为255.255.255.0，可标识为192.168.1.0/24。由
址类型和缺省掩码，这就是无类地址及无类路由选
新的路由选择协议，它们在路由更新过程中，将网络掩码
蔽或前缀。例如，如果C类IP地址192.168.1.0的网络掩码
于在路由器之间传送掩码（前缀），因而没有必要判断地
择，也是目前Internet上所基于的路由选择协议。

---- 在无类路由中，IP地
都由前缀来决定用于网络标识的
码对。通过使用无类路由，用户
外，新的IP编址标准IPv6也使用
的是，通过使用无类路由协议，
网化。
址之间不再有类型差别，如A类地址
位数，IP地址不再归属于某一个类，
可以更充分地利用已有的IP地址空间
无类路由协议，通过使用无类路由，
用户在子网化时非常方便，尤其是可

、B类地址或C类地址等之分，所有地址
取而代之的是将它们看作一个地址和掩
，从而避免浪费宝贵的IP地址资源。另
有助于向下一代IP协议过渡。更为重要
以使用可变长子网掩码（VLSM）进行子

E. 路由协议有哪些

1、RIP协议-路由信息协议，属于最早的动态路由协议优点:节约成本，对资源版消耗较低，配置简单，对权硬件要求低，占用CPU、内存低，所以在小型网络中还有使用到。缺点:计算路由慢，链路变化了收敛慢，能够保存的路由表相对较小，最多只能支持15台设备的网络，只适用于小型网络
2、OSPF协议-开放最短路径优先协议，企业网主要使用的协议优点:技术成熟，碰到的问题基本上在资料上都能够查到，收敛快，由于cisco的力推，会使用的人多缺点:收敛速度，安全性较ISIS差
3、ISIS协议-中间系统到中间系统协议，传输网/运营商网络主要使用的协议优点:算法与OSPF类似，收敛快，安全性高缺点:异常处理资料不如OSPF丰富
4、BGP协议-边界网关协议，用于核心网的路由的传递无所谓优缺点，因为它和其他的不重叠，一个简单的应用，比如BGP可以用于网通和电信之间路由的相互传递，如果使用其它IGP(OSPF或者ISIS)的话，会由于路由数量太多，无法计算出来路由，或者路由计算非常慢，可以支持百万级别的路由的计算和传递，对设备要求较高，对资源占用较大

F. 路由协议的分类

昨天介绍了常用的内部网关协议OSPF，这里介绍一下路由协议的常见分类．

网关-网关协议(GGP)

核心网关为了正确和高效地路由报文需要知道Internet其他部分发生的情况，包括路由信息和子网特性。

当一个网关处理重负载而使速度特别慢，并且这个网关是访问子网的惟一途径时，通常使用这种类型的信息，网络中的其他网关能剪裁交通流量以减轻网关的负载。

GGP主要用于交换路由信息，不要混淆路由信息(包括地址、拓扑和路由延迟细节)和作出路由决定的算法。路由算法在网关内通 常是固定的且不被GGP改变。核心网关之间通过发送GGP信息，并等待应答来通信，之后如果收到含特定信息的应答就更新路由表。

注意GGP的最新改进SPREAD已经用于Internet，但它还不如GGP普及。GGP被称为向量-距离协议。要想有效工作，网关必须含有互联网络上有关所有网关的完整信息。否则，计算到一个目的地的有效路由将是不可能的。因为这个原因，所有的核心网关维护一张Internet上所有核心网关的列表。这是一个相当小的表，网关能容易地对其进行处理。

外部网关协议(EGP)

外部网关协议用于在非核心的相邻网关之间传输信息。非核心网关包含互联网络上所有与其直接相邻的网关的路由信息及其所连机器信息，但是它们不包含Internet上其他网关的信息。对绝大多数EGP而言，只限制维护其服务的局域网或广域网信息。这样可以防止过多的路由信息在局域网或广域网之间传输。EGP强制在非核心网关之间交流路由信息。

由于核心网关使用GGP，非核心网关使用EGP，而二者都应用在Internet上，所以必须有某些方法使二者彼此之间能够通信。Internet使任何自治(非核心)网关给其他系统发送“可达”信息，这些信息至少要送到一个核心网关。如果有一个更大的自治网络，常常认为有一个网关来处理这些可达信息。

和GGP一样，EGP使用一个查询过程来让网关清楚它的相邻网关并不断地与其相邻者交换路由和状态信息。EGP是状态驱动的协议，意思是说它依赖于一个反映网关情况的状态表和一组当状态表项变化时必须执行的一组操作。

内部网关协议(IGP)

有几种内部网关协议可用，最流行的是RIP和HELLO，另一个协议称为开放式最短路径优先协议(OSPF)，这些协议没有一个是占主导地位的，但是RIP可能是最常见的IGP协议。选择特定的IGP以网络体系结构为基础。

RIP和HELLO协议都是计算到目的地的距离，它们的消息包括机器标识和到机器的距离。一般来讲，由于它们的路由表包含很多项，因此消息比较长。RIP和HELLO一直维护相邻网关之间的连接性以确保机器是活跃的。

路由信息协议使用广播技术。意思是说网关每隔一定时间要把路由表广播给其他网关。这也是RIP的一个问题，因为这会增加网络流量，降低网络性能。

HELLO协议与RIP的不同之处在于HELLO使用时间而不是距离作为路由因素。这要求网关对每条路由有合理的准确时间信息。由于这个原因，所以HELLO协议依赖于时钟同步消息。

开放式最短路径优先协议是由Internet工程任务组开发的协议，希望它能成为居于主导地位的IGP。用“最短路径”来描述协议的路由过程不准确。更好一些的名字是“最优路径”， 这其中要考虑许多因素来决定到达目的地的最佳路由。

G. 常见的路由协议都有哪些

常用的Internet路由协议有RIP、OSPF、IS-IS、IGRP、EIGRP、BGP等
在连接情况较简单的网络结构中，相连的版路由器也可以不采权用动态的路由协议，而直接采用静态的
这些路由协议,在上达中型企业中,可能一般用到的是静态路由,RIP
像OSPF 只是到达超大的路由环境才会用到.

H. 路由协议有哪些各有什么作用

路由分为静态路由和动态路由，其相应的路由表称为静态路由表和动态路由表。静态路由表由网络管理员在系统安装时根据网络的配置情况预先设定，网络结构发生变化后由网络管理员手工修改路由表。动态路由随网络运行情况的变化而变化，路由器根据路由协议提供的功能自动计算数据传输的最佳路径，由此得到动态路由表。

根据路由算法，动态路由协议可分为距离向量路由协议（Distance Vector Routing Protocol）和链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）。距离向量路由协议基于Bellman-Ford算法，主要有RIP、IGRP（IGRP为Cisco公司的私有协议）；链路状态路由协议基于图论中非常著名的Dijkstra算法，即最短优先路径（Shortest Path First，SPF）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。 根据路由器在自治系统（AS）中的位置，可将路由协议分为内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP）和外部网关协议（External Gateway Protocol，EGP，也叫域间路由协议）。域间路由协议有两种：外部网关协议（EGP）和边界网关协议（BGP）。EGP是为一个简单的树型拓扑结构而设计的，在处理选路循环和设置选路策略时，具有明显的缺点，目前已被BGP代替。

EIGRP是Cisco公司的私有协议，是一种混合协议，它既有距离向量路由协议的特点，同时又继承了链路状态路由协议的优点。各种路由协议各有特点，适合不同类型的网络。下面分别加以阐述。

2 静态路由

静态路由表在开始选择路由之前就被网络管理员建立，并且只能由网络管理员更改，所以只适于网络传输状态比较简单的环境。静态路由具有以下特点：

· 静态路由无需进行路由交换，因此节省网络的带宽、CPU的利用率和路由器的内存。

· 静态路由具有更高的安全性。在使用静态路由的网络中，所有要连到网络上的路由器都需在邻接路由器上设置其相应的路由。因此，在某种程度上提高了网络的安全性。

· 有的情况下必须使用静态路由，如DDR、使用NAT技术的网络环境。

静态路由具有以下缺点：

· 管理者必须真正理解网络的拓扑并正确配置路由。

· 网络的扩展性能差。如果要在网络上增加一个网络，管理者必须在所有路由器上加一条路由。

· 配置烦琐，特别是当需要跨越几台路由器通信时，其路由配置更为复杂。

3 动态路由

动态路由协议分为距离向量路由协议和链路状态路由协议

I. 路由协议是什么

路由协议又叫RIP协议。最初是为Xerox网络系统的Xerox parc通用协议而设计的，是Internet中常用的路由协议。

J. 路由协议

一般路由器支持多种
等。这些路由选择协议可分为有
路由选择协议，例如静态路由、RIP
类路由选择协议和无类路由选择协议
、IGRP、RIPv2、EIGRP、OSPF和BGP等
。

---- 1．有类路由选择协议

---- 一般把路由信息协议
由选择协议中，只在路由器之间
各路由器通过下面2种方法判定
（RIP）和内部网关路由选择协议（I
传送路由和它的度量值，对每个转发
目的地网络掩码。
GRP）等称为有类路由协议。在有类路
报文，路由器从报文中取出目的地址，

---- （1）如果有一个接口连到目的地网络，
须相同。
则使用此接口的网络掩码。隶属网络的所有子网的大小必

---- （2）否则，使用对应目的地址类的网络
网络使用24位掩码。
掩码。A类网络使用8位掩码，B类网络使用16位掩码，C类

---- 根据设置掩码的规则
，转发报文。因为路由选择基于
端网络使用的掩码，从而决定目
，除去目的地址中的“局部操纵”位
IP地址类（有A类、B类、C类和D类等
的地的网络地址，故此类路由选择协
，在路由选择表中查寻产生的网络地址
4类）或与之相连的网络接口来决定远
议被称为有类路由选择协议。

---- 2．无类路由选择协议

---- RIPv2、EIGRP、OSPF和BGP等是一些比较
与路径一起广播出去，这时网络掩码也称为前缀屏
为255.255.255.0，可标识为192.168.1.0/24。由
址类型和缺省掩码，这就是无类地址及无类路由选
新的路由选择协议，它们在路由更新过程中，将网络掩码
蔽或前缀。例如，如果C类IP地址192.168.1.0的网络掩码
于在路由器之间传送掩码（前缀），因而没有必要判断地
择，也是目前Internet上所基于的路由选择协议。

---- 在无类路由中，IP地
都由前缀来决定用于网络标识的
码对。通过使用无类路由，用户
外，新的IP编址标准IPv6也使用
的是，通过使用无类路由协议，
网化。
址之间不再有类型差别，如A类地址
位数，IP地址不再归属于某一个类，
可以更充分地利用已有的IP地址空间
无类路由协议，通过使用无类路由，
用户在子网化时非常方便，尤其是可

、B类地址或C类地址等之分，所有地址
取而代之的是将它们看作一个地址和掩
，从而避免浪费宝贵的IP地址资源。另
有助于向下一代IP协议过渡。更为重要
以使用可变长子网掩码（VLSM）进行子