2.2 RIP协议
2.2.1 RIP的工作原理
路由信息协议（RIP）是一种内部网关协议（IGP），该协议主要应用在个人计算机网络中，而且许多其他路由协议的实现都是以该协议为基础。
有关路由信息协议的最新内容在RFC2453文档中介绍。
路由信息协议所采用的路由表算法为距离矢量路由算法。
在该算法中，每个路由器每隔30秒将其距离矢量发送给相邻的路由器。
各路由器根据距离矢量路由算法，将当前网络环境下最优的路由保存到路由表项相应的表项中。
在路由信息协议中规定，每个路由最大路程段树木最大值为15，不能超过该值。
如果超过则认为该路由所指的目的地是不可到达的。
另外，由于路由信息协议没有对线路速度进行考虑，所以，在该协议中不允许对度量单位的参数进行定义，例如，度量单位中的成本参数。
而对于度量单位中的路程段数目参数，该协议中只是基于最小路程段数目。
此处需要注意的一点是：由于在网络拓扑结构发生变化时，路由信息协议（RIP）的收敛速度很慢，所以，这种协议只适合作为小型网络的内部网关协议（IGP）。
在路由信息交换方面：
RIP协议让互联网中的所有路由器都和自己的相邻路由器不断交换路由信息，并不断更新其路由表，使得从每一个路由器到每一个目的网络的路由都是最短的（即跳数最少）。
虽然所有的路由器最终都拥有了整个自治系统的全局路由信息，但由于每一个路由器的位置不同，它们的路由表当然也应当是不同的。
RIP主要有几个特点：
①路由信息协议RIP是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议。
②RIP是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议。
③RIP 协议要求网络中的每一个路由器都要维护从它自己到其他每一个目的网络的距离记录。
2.2.2 RIP距离的定义
RIPv2 报文中的路由部分由若干个路由信息组成。
每个路由信息需要用 20 个字节。
地址族标识符（又称为地址类别）字段用来标志所使用的地址协议。
路由标记填入自治系统的号码，这是考虑使RIP 有可能收到本自治系统以外的路由选择信息。
再后面指出某个网络地址、该网络的子网掩码、下一跳路由器地址以及到此网络的距离。
而具体RIP距离定义的规定如下：
①从一路由器到直接连接的网络的距离定义为 1。
②从一个路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经过的路由器数加1。
③RIP 协议中的“距离”也称为“跳数”(hop count)，因为每经过一个路由器，跳数就加 1。
④RIP 认为一个好的路由就是它通过的路由器的数目少，即“距离短”。
⑤RIP 允许一条路径最多只能包含 15 个路由器。
⑥“距离”的最大值为16 时即相当于不可达。
可见 RIP 只适用于小型互联网。
⑦RIP 不能在两个网络之间同时使用多条路由。
RIP 选择一个具有最少路由器的路由（即最短路由），哪怕还存在另一条高速(低时延)但路由器较多的路由。
①仅和相邻路由器交换信息。
②交换的信息是当前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。
③按固定的时间间隔交换路由信息，例如，每隔30秒。
在路由信息交换方面：
RIP协议让互联网中的所有路由器都和自己的相邻路由器不断交换路由信息，并不断更新其路由表，使得从每一个路由器到每一个目的网络的路由都是最短的（即跳数最少）。
虽然所有的路由器最终都拥有了整个自治系统的全局路由信息，但由于每一个路由器的位置不同，它们的路由表当然也应当是不同的。
RIP的优缺点如下：
①RIP 存在的一个问题是当网络出现故障时，要经过比较长的时间才能将此信息传送到所有的路由器。
②RIP 协议最大的优点就是实现简单，开销较小。
③RIP 限制了网络的规模，它能使用的最大距离为 15（16 表示不可达）。
路由器之间交换的路由信息是路由器中的完整路由表，因而随着网络规模的扩大，开销也就增加。
2.3 OSPF路由协议
◆开放最短路径优先协议（Open Shortest Path First，OSPF）也是一种
内部
网关协议。
有关该协议的最新内容在RFC2740文档中介绍。
开放最短路径优先协议OSPF也是一种基于层次概念的协议。
在层次概念中，曾机的根是自治系统（AS），并将该自治系统分为若干的区域，每一个区域为一组互连的网络。
因此，在一个自治系统中存在两种不同形式的路由。
●区域内（intra-area）。
这种形式的路由是指在一个区域内的路由。
●区域间（inter-area）。
则华中形式的路由是指在不同区域内的路由。
其中，由于每一个自治系统都有一个不能相邻的主干区域，而且所有其他区域都必须连接到这个主干区域上，为了保证各个区域的内聚性，需要用户配置相应的虚拟链路。
采用开放最短路径优先协议的路由器分为以下4种路由器：
●内部路由器。
用来连接所有属于相同区域的子网路由器。
●区域边界路由器。
用来将主干区域和其他区域相连的路由器。
●主干路由器。
主干上有一个接口的路由器。
●自治系统边界路由器。
用来和其他自治系统的路由器交换路由表信息的路由器。
2.3.1 OSPF协议的基本思想
OSPF是基于区域实现的，建立在Dijkstra算法和链路状态算法基础之上的内部网关动态路由协议。
它由IETF的内部网关协议工作组提出。
OSPF的基本思想如下：
①每个OSPF路由器都维护一个用于跟踪网络状态的链路状态数据库（LSDB）。
数据库中的内容是反映路由器状态的各种链路状态各种链路状态通告LSA，这些状态包括路由器可用接口、已知可达路由和链路状态信息，各OSPF 路由器都会主动测试所有与之相邻的路由器的状态，并根据测试结果设置相关链路的状态。
利用LSDB，路由器就可以得到一张整个网络拓扑结构的图。
为了减少路由器的LSDB，不同的LSA又有不同的作用范围，这就使得OSPF具有一定的路由层次性。
这种路由层次性是用划分区域的方法来实现的。
②OSPF基于Dijkstra算法和自治系统中路由器的链路状态进行路由计算。
路由器在计算路由表要借助于Dijkstra算法建立起来的最短路径树。
路由器把自己作为树根，用该树跟踪系统中到每个目标的最短路径，并依此计算区域
内路由；接着，通过查看区域间LSA计算到自治系统内部其他区域目的的路由；最后，检查自治系统外部LSA，计算到自治系统目的的路由。
路由表更新通过LSA 发送给在同一个路由域内的所有别的路由器。
③OSPF的工作过程可以分成两个互相关联的主要部分，“呼叫”协议和“可靠泛洪”机制。
呼叫协议和可靠泛洪机制完成OSPF包的交互过程，并最终实现同一个路由域中所有路由器的LSDB一致。
2.3.2 OSPF的主要特点
与RIP等路由协议不同，OSPF的各类报文都是直接封装在IP报文中的，不需要使用传输层协议TCP、UDP等。
相对于基于距离算法的路由协议而言，OSPF的主要特点包括：对收敛速度快，支持链路开销的多种度量，支持可变长度子网划分和CIDR等。
OSPF的主要特点如下：
①“开放”表明OSPF协议不是受某一家厂商控制，而是公开发表的。
②“最短路径优先”是因为使用了Dijkstra提出的最短路径算法SPF。
③OSPF只是一个协议的名字，它并不表示其他的路由选择协议不是“最短路径优先”。
④是分布式的链路状态协议。
⑤OSPF对不同的链路可根据IP分组的不同服务类型TOS而设置成不同的代价。
因此，OSPF对于不同类型的业务可计算出不同的路由。
⑥如果到同一个目的网络有多条相同代价的路径，那么可以将通信量分配给这几条路径。
这叫作多路径间的负载平衡。
⑦所有在OSPF路由器之间交换的分组都具有鉴别的功能。
⑧支持可变长度的子网划分和无分类编址CIDR。
⑨每一个链路状态都带上一个32 bit的序号，序号越大状态就越新。
⑩OSPF还规定每隔一段时间，如30分钟，要刷新一次数据库中的链路状态。
由于一个路由器的链路状态只涉及到与相邻路由器的连通状态，因而与整个互联网的规模并无直接关系。
因此当互联网规模很大时，OSPF协议要比距离向量协议RIP好得多。
OSPF没有“坏消息传播得慢”的问题，据统计，其响应网络变化的时间小于100 ms。
OSPF的三个基本要点：
①向本自治系统中所有路由器发送信息，这里使用的方法是洪泛法。
②发送的信息就是与本路由器相邻的所有路由器的链路状态，但这只是路由器所知道的部分信息。
“链路状态”就是说明本路由器都和哪些路由器相邻，以及该链路的“度量”
(metric)。
③只有当链路状态发生变化时，路由器才用洪泛法向所有路由器发送此信息。
OSPF支持两种不同的网络：两个路由器之间的点对点连接；具有广播功能的局域网；无广播功能的广域网。
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