路由协议类型：静态、动态、IP、CISCO
布莱斯利奥
什么是路由协议？
路由协议是路由器用于在源地址和目标地址之间进行通信的一组规则。它们本身并不传输数据，而只是更新保存路径信息的路由表。
路由协议还规定了路由器之间如何通信，并允许网络选择计算机网络上任意两个节点之间的路由。
路由协议的类型
网络路由协议主要分为两大类：
- 静止
- 动态
下图展示了路由协议如何分为静态路由和动态路由两类，以及每类路由下的主要动态路由协议：
静态路由协议
静态路由协议用于管理员手动分配从源网络到目标网络的路径。这种方法能为网络提供更高的安全性。
优势
- 不占用路由器CPU资源。
- 链路之间没有未使用的带宽。
- 只有管理员才能添加路由。
缺点
- 管理员必须知道每个路由器是如何连接的。
- 对于大型网络而言，这不是一个理想的选择，因为它非常耗时。
- 一旦某个链路发生故障，整个网络就会瘫痪，这在大网络中是不可行的。
动态路由协议
动态路由协议是另一种重要的路由协议。它们帮助路由器自动将来自已连接路由器的信息添加到自身的路由表中。此外，当网络拓扑结构发生变化时，这些协议还会发送拓扑更新。
优势
- 即使在大型网络中，配置也更加容易。
- 如果链路中断，它们可以动态选择其他路径。
- 它们可以帮助您在多个链路之间进行负载均衡。
缺点
- 更新数据在路由器之间共享，因此会消耗带宽。
- 路由协议会给路由器的 CPU 和内存带来额外的负担。
距离矢量路由协议 (DVR)
距离矢量协议会定期向每个直接连接的邻居通告其路由表，这会占用大量带宽，并且收敛速度较慢。
在距离矢量路由协议中，当一条路由不可用时，所有路由表都需要用新信息进行更新。
优势
- 网络更新会定期交换，并且始终会进行广播。
- 该协议信任从邻近路由器接收的路由信息。
缺点
- 由于路由信息是定期交换的，因此会产生不必要的流量，从而消耗可用带宽。
互联网路由协议
以下是一些帮助数据包在互联网上传输的协议类型。每种协议都属于上文所述的距离矢量协议、链路状态协议或混合协议类别。
路由信息协议 (RIP)
RIP协议既用于局域网（LAN），也用于广域网（WAN），它运行在应用层。 OSI模型RIP 有两个版本：
- 路由协议1
- 路由协议2
原始版本 RIPv1 根据 IP 地址目标地址和路径跳数来确定网络路径。RIPv1 通过向连接到网络的所有路由器广播其 IP 地址表来与网络交互。
RIPv2 更复杂一些，因为它将路由表发送到组播地址而不是广播。
内部网关路由协议 (IGRP)
IGRP 是由思科公司开发的一种距离矢量内部网关协议。它的出现是为了克服 RIP 的局限性。IGRP 使用的指标包括负载、带宽、延迟、MTU 和可靠性，用于在自治系统内交换路由数据。
该协议适用于大型网络，因为它每 90 秒广播一次，最大支持 255 跳数。它通过在路由更改时自动更新自身来防止路由环路，并且可以在度量成本相等或不等的路径上进行流量负载均衡。
链路状态路由协议
链路状态协议采用独特的方法来寻找最佳路由路径。在该协议中，路由的计算基于到达目的地的路径速度和资源成本。
路由协议表
链路状态路由协议维护以下三个表：
- 邻居表： 此表仅包含有关路由器邻居的信息——例如，已与其建立邻接关系的路由器。
- 拓扑表： 此表存储有关整个拓扑结构的信息——例如，到达特定已发布网络的最佳路由和备用路由。
- 路由表： 此表包含到达所宣传网络的所有最佳路径。
优势
- 该协议为最佳路由和备用路由分别维护单独的表，因此它比任何距离矢量路由协议都更了解网络间情况。
- 采用触发式更新，因此不会消耗不必要的带宽。
- 只有当拓扑结构发生变化时才会触发部分更新，因此不需要交换整个路由表。
外部网关协议 (EGP)
EGP是一种用于在自治系统内相邻网关主机之间交换数据的协议。它允许路由器跨不同域共享信息，包括已知路由器、网络地址、路由成本和相邻设备。
增强型内部网关路由协议 (EIGRP)
EIGRP 是一种混合路由协议，它结合了距离矢量路由协议和链路状态路由协议的特点。它路由的协议与 IGRP 相同，并且使用与 IGRP 相同的复合度量，这有助于网络选择到达目的地的最佳路径。
开放最短路径优先 (OSPF)
开放最短路径优先 (OSPF) 是一种专为 IP 网络量身定制的链路状态 IGP，它使用最短路径优先 (SPF) 方法。
OSPF维护着一个数据库，详细记录着网络拓扑结构。当网络拓扑发生变化时，它使用Dijkstra最短路径算法重新计算网络路径。此外，它还具有安全性，因为它能够验证协议变更，从而保护数据安全。
以下是距离矢量路由协议和链路状态路由协议的一些主要区别：
| 距离向量 | 链接状态 |
|---|---|
| 距离向量协议发送整个路由表。 | 链路状态协议仅发送链路状态信息。 |
| 它容易受到路由循环的影响。 | 它不太容易受到路由循环的影响。 |
| 有时会使用广播发送更新。 | 它仅使用组播方式进行路由更新。 |
| 配置很简单。 | 配置起来比较困难。 |
| 它不知道网络拓扑结构。 | 它了解整个拓扑结构。 |
| 例如：RIP、IGRP。 | 例如：OSPF、IS-IS。 |
中间系统到中间系统 (IS-IS)
IS-IS 是思科 (CISCO) 的一种路由协议，用于在互联网上发送信息。 IP路由 信息。它由一系列组件组成，包括终端系统、中间系统、区域和域。
根据 IS-IS 协议，路由器被组织成称为区域的组，多个区域被组合成一个域。
边界网关协议 (BGP)
BGP是列表中最后一个路由协议，也是互联网运行的基础协议。它属于距离路径矢量协议（DPVP）。
该协议仅在路由表发生更改时才发送更新后的路由表数据。它不会自动发现拓扑变更，这意味着必须手动配置 BGP。
路由协议的目的是什么？
由于以下原因，需要路由协议：
- 它们可以实现最优路径选择。
- 它们提供无环路由。
- 它们能实现快速收敛。
- 它们最大限度地减少了更新流量。
- 它们配置起来很简单。
- 他们能够适应变化。
- 它们可以放大到很大尺寸。
- 它们与现有主机和路由器保持兼容。
- 它们支持可变长度子网掩码。
有类路由协议与无类路由协议
以下是这两类路由协议的主要区别：
| 有类路由协议 | 无类路由协议 |
|---|---|
| 有类路由协议在路由更新期间从不发送子网掩码详细信息。 | 无类别路由协议可以在路由更新期间发送 IP 子网掩码信息。 |
| RIPv1 和 IGRP 是有类协议，因为它们不包含子网掩码信息。 | RIPv2、OSPF、EIGRP 和 IS-IS 都是无类别协议，因为它们在更新中携带子网掩码信息。 |
RIP、IGRP、OSPF 和 EIGRP 的比较
下表总结了最常用的路由协议之间的区别：
| 产品特性 | RIP v1 | RIP v2 | IGRP | OSPF | 专家组 |
|---|---|---|---|---|---|
| 有类/无类 | 有分类的 | 无阶级 | 有分类的 | 无阶级 | 无阶级 |
| 米制 | 合 | 合 | 综合 | 带宽（成本） | 复合（带宽，延迟） |
| 定期更新 | 30秒 | 30秒 | 90秒 | 没有 | 无（已触发） |
| 广告地址 | 255.255.255.255 | 224.0.0.9 | 255.255.255.255 | 224.0.0.5 / 224.0.0.6 | 224.0.0.10 |
| 类别 | 距离向量 | 距离向量 | 距离向量 | 链接状态 | 混合型 |
| 默认行政距离 | 120 | 120 | 100 | 110 | 90 |
