静态路由和动态路由协议的综合分析
可能很多人不太了解静态路由和动态路由协议。这里我们主要介绍RIP路由协议和OSPF路由协议。静态路由是路由器中配置的固定路由表。除非网络管理员介入,否则静态路由不会改变。
因为静态路由不能反映网络的变化,所以一般用在网络规模小、拓扑固定的网络中。静态路由的优点是简单、高效和可靠。在所有路由中,静态路由的优先级最高。当动态路由协议与静态路由冲突时,以静态路由为准。动态路由协议是网络中的路由器相互通信、传输路由信息并使用收到的路由信息更新路由表的过程。它能实时适应网络结构的变化。如果路由更新信息表明网络发生了变化,路由软件将重新计算路由并发送新的路由更新信息。这些消息通过各种网络,导致路由器重新启动其路由算法并更新其路由表,以动态反映网络拓扑的变化。动态路由协议适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然,各种动态路由协议都会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。
静态路由和动态路由协议各有特点和适用范围,因此动态路由协议通常被用作网络中静态路由的补充。当一个包在路由器中进行寻路时,路由器首先寻找一条静态路由,如果找到,就按照对应的静态路由转发该包;否则,请寻找动态路由协议。根据是否在自治域内使用,动态路由协议分为内部网关协议(IGP)和外部网关协议(EGP)。这里的自治域是指具有统一管理组织和统一路由策略的网络。自治域中使用的路由协议称为内部网关协议,常用的有RIP和OSPF。外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由,常用的有BGP和BGP-4。下面分别简单介绍一下。
RIP路由协议
RIP协议最初是为Xerox网络系统中Xerox parc的通用协议而设计的,是互联网中常用的路由协议。RIP采用距离矢量算法,即路由器根据距离选择路由,所以也叫距离矢量协议。路由器收集所有可以到达目的地的不同路径,并保留关于到达每个目的地的最少停留次数的路径信息,并丢弃除到达目的地的最佳路径之外的任何其他信息。同时,路由器还通过RIP协议将收集到的路由信息通知其他邻居路由器。这样,正确的路由信息逐渐传播到整个网络。RIP应用广泛。它简单、可靠且易于配置。但是,RIP只适用于小型同构网络,因为允许站点的最大数量是15,任何超过15个站点的目的地都标记为不可达。而且RIP每30s一次的路由信息广播也是造成网络广播风暴的重要原因之一。
OSPF路由协议
80年代中期,RIP无法适应大规模异构网络的互联,0SPF应运而生。它是由网络间工程任务组(IETF)的内部网关协议工作组为IP网络开发的路由协议。0SPF是基于链路状态的路由协议,它要求每台路由器向同一管理域中的所有其它路由器发送链路状态广播信息。OSPF的链路状态广播包括所有接口信息、所有度量和其它变量。使用0SPF的路由器首先要收集相关的链路状态信息,按照一定的算法计算出到各个节点的最短路径。然而,基于距离矢量的路由协议只向它的邻居路由器发送路由更新信息。
与RIP不同,OSPF将自治域细分为区域,相应地有两种类型的路由方法:当源和目的地在同一区域时,采用区域内路由;当源和目的地在不同区域时,采用区间路由。这大大降低了网络开销,增加了网络的稳定性。当一个区域的路由器出现故障时,不会影响自治域内其他区域路由器的正常工作,这也给网络的管理和维护带来了方便。
BGP和BGP-4路由协议
BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议,用于多个自治域之间。它不是基于纯链路状态算法或纯距离矢量算法。它的主要功能是与其他自治域中的BGP交换网络可达信息。每个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括网络号/自治域路径的配对信息。自治域的路径包括到达特定网络必须经过的自治域字符串。这些更新的信息通过TCP传输,以确保传输的可靠性。为了满足互联网日益增长的需求,BGP还在发展中。在最新的BGp4中,相似的路由也可以合并成一条路由。
路由表条目的优先级问题
在路由器中,可以同时配置静态路由和一个或多个动态路由协议。它们维护的路由表被提供给转发器,但是这些路由表中的条目之间可能存在冲突。这种冲突可以通过配置每个路由表的优先级来解决。通常情况下,静态路由默认具有最高优先级,当其他路由表条目与之冲突时,它们都由静态路由转发。
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