路由協(xié)議的分類和作用詳解

路由器提供了異構(gòu)網(wǎng)互聯(lián)的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)將一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包發(fā)送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。而路由就是指導(dǎo)IP數(shù)據(jù)包發(fā)送的路徑信息。路由協(xié)議就是在路由指導(dǎo)IP數(shù)據(jù)包發(fā)送過程中事先約定好的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。

　　原理

　　路由協(xié)議通過在路由器之間共享路由信息來支持可路由協(xié)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?？傊酚蓞f(xié)議創(chuàng)建了路由表，描述了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；路由協(xié)議與路由器協(xié)同工作，執(zhí)行路由選擇和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)功能。

　　常見路由協(xié)議的分類

　　網(wǎng)關(guān)-網(wǎng)關(guān)協(xié)議(GGP)

　　核心網(wǎng)關(guān)為了正確和高效地路由報(bào)文需要知道Internet其他部分發(fā)生的情況，包括路由信息和子網(wǎng)特性。

　　當(dāng)一個(gè)網(wǎng)關(guān)處理重負(fù)載而使速度特別慢，并且這個(gè)網(wǎng)關(guān)是訪問子網(wǎng)的惟一途徑時(shí)，通常使用這種類型的信息，網(wǎng)絡(luò)中的其他網(wǎng)關(guān)能剪裁交通流量以減輕網(wǎng)關(guān)的負(fù)載。

　　GGP主要用于交換路由信息，不要混淆路由信息(包括地址、拓?fù)浜吐酚裳舆t細(xì)節(jié))和作出路由決定的算法。路由算法在網(wǎng)關(guān)內(nèi)通 常是固定的且不被GGP改變。核心網(wǎng)關(guān)之間通過發(fā)送GGP信息，并等待應(yīng)答來通信，之后如果收到含特定信息的應(yīng)答就更新路由表。

　　注意GGP的最新改進(jìn)SPREAD已經(jīng)用于Internet，但它還不如GGP普及。GGP被稱為向量-距離協(xié)議。要想有效工作，網(wǎng)關(guān)必須含有互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上有關(guān)所有網(wǎng)關(guān)的完整信息。否則，計(jì)算到一個(gè)目的地的有效路由將是不可能的。因?yàn)檫@個(gè)原因，所有的核心網(wǎng)關(guān)維護(hù)一張Internet上所有核心網(wǎng)關(guān)的列表。這是一個(gè)相當(dāng)小的表，網(wǎng)關(guān)能容易地對(duì)其進(jìn)行處理。

　　外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(EGP)

　　外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議用于在非核心的相鄰網(wǎng)關(guān)之間傳輸信息。非核心網(wǎng)關(guān)包含互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上所有與其直接相鄰的網(wǎng)關(guān)的路由信息及其所連機(jī)器信息，但是它們不包含Internet上其他網(wǎng)關(guān)的信息。對(duì)絕大多數(shù)EGP而言，只限制維護(hù)其服務(wù)的局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)信息。這樣可以防止過多的路由信息在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)之間傳輸。EGP強(qiáng)制在非核心網(wǎng)關(guān)之間交流路由信息。

　　由于核心網(wǎng)關(guān)使用GGP，非核心網(wǎng)關(guān)使用EGP，而二者都應(yīng)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(wǎng)關(guān)給其他系統(tǒng)發(fā)送“可達(dá)”信息，這些信息至少要送到一個(gè)核心網(wǎng)關(guān)。如果有一個(gè)更大的自治網(wǎng)絡(luò)，常常認(rèn)為有一個(gè)網(wǎng)關(guān)來處理這些可達(dá)信息。
和GGP一樣，EGP使用一個(gè)查詢過程來讓網(wǎng)關(guān)清楚它的相鄰網(wǎng)關(guān)并不斷地與其相鄰者交換路由和狀態(tài)信息。EGP是狀態(tài)驅(qū)動(dòng)的協(xié)議，意思是說它依賴于一個(gè)反映網(wǎng)關(guān)情況的狀態(tài)表和一組當(dāng)狀態(tài)表項(xiàng)變化時(shí)必須執(zhí)行的一組操作。

　　內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(IGP)

　　有幾種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議可用，最流行的是RIP和HELLO，另一個(gè)協(xié)議稱為開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議(OSPF)，這些協(xié)議沒有一個(gè)是占主導(dǎo)地位的，但是RIP可能是最常見的IGP協(xié)議。選擇特定的IGP以網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。

　　RIP和HELLO協(xié)議都是計(jì)算到目的地的距離，它們的消息包括機(jī)器標(biāo)識(shí)和到機(jī)器的距離。一般來講，由于它們的路由表包含很多項(xiàng)，因此消息比較長(zhǎng)。RIP和HELLO一直維護(hù)相鄰網(wǎng)關(guān)之間的連接性以確保機(jī)器是活躍的。
路由信息協(xié)議使用廣播技術(shù)。意思是說網(wǎng)關(guān)每隔一定時(shí)間要把路由表廣播給其他網(wǎng)關(guān)。這也是RIP的一個(gè)問題，因?yàn)檫@會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)流量，降低網(wǎng)絡(luò)性能。

　　HELLO協(xié)議與RIP的不同之處在于HELLO使用時(shí)間而不是距離作為路由因素。這要求網(wǎng)關(guān)對(duì)每條路由有合理的準(zhǔn)確時(shí)間信息。由于這個(gè)原因，所以HELLO協(xié)議依賴于時(shí)鐘同步消息。

　　開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議是由Internet工程任務(wù)組開發(fā)的協(xié)議，希望它能成為居于主導(dǎo)地位的IGP。用“最短路徑”來描述協(xié)議的路由過程不準(zhǔn)確。更好一些的名字是“最優(yōu)路徑”， 這其中要考慮許多因素來決定到達(dá)目的地的最佳路由。

　　路由協(xié)議的作用

　　路由協(xié)議主要運(yùn)行于路由器上，路由協(xié)議是用來確定到達(dá)路徑的，它包括RIP,IGRP,EIGRP,OSPF。起到一個(gè)地圖導(dǎo)航，負(fù)責(zé)找路的作用。它工作在網(wǎng)絡(luò)層。 　
　
　　路由選擇協(xié)議主要是運(yùn)行在路由器上的協(xié)議，主要用來進(jìn)行路徑選擇。 　
　
　　路由協(xié)議作為TCP/IP協(xié)議族中重要成員之一，其選路過程實(shí)現(xiàn)的好壞會(huì)影響整個(gè)Internet網(wǎng)絡(luò)的效率。按應(yīng)用范圍的不同，路由協(xié)議可分為兩類：在一個(gè)AS（Autonomous System，自治系統(tǒng)，指一個(gè)互連網(wǎng)絡(luò)，就是把整個(gè)Internet劃分為許多較小的網(wǎng)絡(luò)單位，這些小的網(wǎng)絡(luò)有權(quán)自主地決定在本系統(tǒng)中應(yīng)采用何種路由選擇協(xié)議）內(nèi)的路由協(xié)議稱為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（interior gateway protocol），AS之間的路由協(xié)議稱為外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（exterior gateway protocol）。這里網(wǎng)關(guān)是路由器的舊稱?，F(xiàn)在正在使用的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議有以下幾種：RIP-1，RIP-2，IGRP，EIGRP，IS-IS和OSPF。其中前4種路由協(xié)議采用的是距離向量算法，IS-IS和OSPF采用的是鏈路狀態(tài)算法。對(duì)于小型網(wǎng)絡(luò)，采用基于距離向量算法的路由協(xié)議易于配置和管理，且應(yīng)用較為廣泛，但在面對(duì)大型網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不但其固有的環(huán)路問題變得更難解決，所占用的帶寬也迅速增長(zhǎng)，以至于網(wǎng)絡(luò)無法承受。因此對(duì)于大型網(wǎng)絡(luò)，采用鏈路狀態(tài)算法的IS-IS和OSPF較為有效，并且得到了廣泛的應(yīng)用。IS-IS與OSPF在質(zhì)量和性能上的差別并不大，但OSPF更適用于IP，較IS-IS更具有活力。IETF始終在致力于OSPF的改進(jìn)工作，其修改節(jié)奏要比IS-IS快得多。這使得OSPF正在成為應(yīng)用廣泛的一種路由協(xié)議?，F(xiàn)在，不論是傳統(tǒng)的路由器設(shè)計(jì)，還是即將成為標(biāo)準(zhǔn)的MPLS（多協(xié)議標(biāo)記交換），均將OSPF視為必不可少的路由協(xié)議。 　　

　　外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議最初采用的是EGP。EGP是為一個(gè)簡(jiǎn)單的樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，隨著越來越多的用戶和網(wǎng)絡(luò)加入Internet，給EGP帶來了很多的局限性。為了擺脫EGP的局限性，IETF邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議工作組制定了標(biāo)準(zhǔn)的邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議--BGP。