路由協(xié)議一樣影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度 

大家通常認(rèn)為影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度的是路由器、交換機(jī)和網(wǎng)線等硬件設(shè)備，你可曾想到其他因素也會對網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度產(chǎn)生影響。

前不久，有一煤礦系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級改造。該網(wǎng)絡(luò)有三四百臺大小不等的路由器，型號多為Cisco系列，整體網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為類似星形或樹狀的一種扁平式結(jié)構(gòu)，而全網(wǎng)的路由協(xié)議卻是近幾年來頗為風(fēng)行的OSPF協(xié)議，結(jié)果帶來了一個嚴(yán)重的問題：在扁平的網(wǎng)絡(luò)中使用OSPF，造成網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度減慢。這樣既浪費系統(tǒng)資源，又不利于系統(tǒng)穩(wěn)定。

OSPF的應(yīng)用范圍

OSPF（Open Shortest Path First）近年來頗為流行，目前廣為使用的是OSPF第二版，最新標(biāo)準(zhǔn)為RFC 2328。

現(xiàn)在有一種趨勢，無論大小單位、何種網(wǎng)絡(luò)，凡是路由，必選OSPF，好像非OSPF就不先進(jìn)。然而，在路由協(xié)議中，OSPF有自己的應(yīng)用范圍。在采用OSPF的網(wǎng)絡(luò)中，每個路由器對自己所在網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的每一點變化都會關(guān)注，比如說右圖中的網(wǎng)絡(luò)，從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上可以看出，Route 1和Route 2之間本來關(guān)系并不密切，二者之間的任何一個宕機(jī)了，對另一個都不會有什么大影響，（唯一的影響就是另一個看不到宕機(jī)者了）；但在OSPF中，每個路由器密切關(guān)聯(lián)，即便是Route 2暫時停了一下機(jī)，Route 1也會很快知道，全網(wǎng)的每一個路由器都會知道，并修改自己的路由表，等一會兒Route 2又緩過來了，Route 1連同全網(wǎng)的所有路由器又會修改回來。

另外，在整個自治域（AS）中，每個路由器都維護(hù)一個相同的、完整的全網(wǎng)鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。這個數(shù)據(jù)庫很龐大，尋徑時，該路由器以自己為根，構(gòu)造最短路徑樹，然后再根據(jù)最短路徑構(gòu)造路由表。路由器彼此交換，并保存整個網(wǎng)絡(luò)的鏈路信息，從而掌握全網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并獨立計算路由。 

 

　　扁平而變化簡單的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) OSPF最大的特點就是其動態(tài)性、開放性和全局性，這一特性對于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型網(wǎng)絡(luò)來講，是十分優(yōu)異的特性。比如說，在復(fù)雜的因特網(wǎng)上，一個路由器壞了，馬上別的路由器就能自動調(diào)整，不用網(wǎng)絡(luò)管理員費心去檢測、重設(shè)路徑了；但它如果在一個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對簡單的扁平化網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，這一優(yōu)點卻成為其致命弱點，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的速度和穩(wěn)定性，即網(wǎng)絡(luò)上任一端口的故障、宕機(jī)均會影響到整個網(wǎng)絡(luò)，并引起所有路由器的重新計算，代價很高，比如剛才看到Route 1和Route 2。 三種路由協(xié)議比較 目前，最普遍的路由算法有三個，按照復(fù)雜程度，依次是：點到點的協(xié)議(PPP)、路由信息協(xié)議(RIP)以及開放最短路徑協(xié)議(OSPF)。 PPP協(xié)議是最早的路由協(xié)議之一，它只要求路由器能互相操作，而不提供任何路由選擇，這適用于連接兩個網(wǎng)，而每個網(wǎng)各自采用不同的路由協(xié)議。PPP協(xié)議能在兩個路由器之間互相傳遞數(shù)據(jù)分組的基本結(jié)構(gòu)信息。 RIP協(xié)議是一種靜態(tài)路由選擇，它基于距離向量算法（D-V），總是按最短的路由做出相同的選擇。這種協(xié)議比PPP提供了更多的功能，但路由功能并不強(qiáng)，它并不考慮當(dāng)時網(wǎng)絡(luò)的通信狀況以及通信費用等。與OSPF不同，使用這種協(xié)議的路由器只關(guān)心自己周圍的世界，只與自己相鄰的路由器交換信息，范圍限制在15跳之內(nèi)，再遠(yuǎn)，它就不關(guān)心了。這就限制了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，因此，RIP協(xié)議并不適合于大型網(wǎng)絡(luò)。 OSPF協(xié)議克服了RIP的一些缺點，不需經(jīng)常發(fā)送檢測信號，只是在發(fā)生意外情況下才發(fā)送，例如某個鏈路損壞了，這一情況需要通知所有路由器，以免再向損壞的鏈路路由分組。OSPF協(xié)議不僅能計算兩個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點之間的最短路徑，而且能計算通信費用?？筛鶕?jù)網(wǎng)絡(luò)用戶的要求來平衡費用和性能，以選擇相應(yīng)的路由。OSPF協(xié)議已被廣泛采用，因此，很多廠家如思科、北電、華為等都提供這類路由器產(chǎn)品。現(xiàn)在，不論是傳統(tǒng)的路由器設(shè)計，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。 OSPFv3支持轉(zhuǎn)發(fā)IPv6數(shù)據(jù) 相對于其它協(xié)議，OSPF有許多優(yōu)點。OSPF支持各種不同鑒別機(jī)制（如簡單口令驗證、MD5加密驗證等），并且允許各個系統(tǒng)或區(qū)域采用互不相同的鑒別機(jī)制；提供負(fù)載均衡功能，如果計算出到某個目的站有若干條費用相同的路由，OSPF路由器會把通信流量均勻地分配給這幾條路由，沿這幾條路由把該分組發(fā)送出去；在一個自治系統(tǒng)內(nèi)可劃分出若干個區(qū)域，每個區(qū)域根據(jù)自己的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算最短路徑，這減少了OSPF路由實現(xiàn)的工作量；OSPF屬動態(tài)的自適應(yīng)協(xié)議，對于網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化可以迅速地做出反應(yīng)，進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，提供短的收斂期，使路由表盡快穩(wěn)定化，并且與其它路由協(xié)議相比，OSPF在對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓奶幚磉^程中僅需要最少的通信流量；OSPF提供點到多點接口，支持CIDR（無類型域間路由）地址。 最近，OSPF還進(jìn)行了一次全面的升級，OSPFv3（OSPF第3版本）已經(jīng)支持路由器在網(wǎng)絡(luò)上轉(zhuǎn)發(fā)IPv6數(shù)據(jù)。OSPFv3提高了通用性，使網(wǎng)絡(luò)可以適應(yīng)不斷變化的要求。這使復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)得以簡化，并且它采取了一些增強(qiáng)措施以保證升級方便地進(jìn)行，OSPFv3還進(jìn)行了優(yōu)化，并且安全性也得到了提高。不可否認(rèn)，OSPF已成為目前Internet廣域網(wǎng)和Intranet企業(yè)網(wǎng)采用最多、應(yīng)用最廣泛的路由協(xié)議之一。 小型網(wǎng)絡(luò)需要RIP 盡管OSPF有著上述種種優(yōu)點，但它卻并不能完全替代RIP，因為這種算法本身也存在著諸多缺陷和局限性。首先就是它開銷大，占用CPU和內(nèi)存等資源嚴(yán)重，這就是它的代價。由于每臺路由器都必須保存整個網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（LSDB形態(tài)），每一個端點的故障或宕機(jī)等變化都要引起整個網(wǎng)絡(luò)中所有路由器的連鎖反應(yīng)，為此耗費了大量的資源。其次，OSPF配置十分復(fù)雜，命令繁多，各種不同品牌路由器的配置也不相同，對配置人員的專業(yè)要求很高。還有，OSPF有它的適用范圍，那就是大型網(wǎng)絡(luò)。何謂大型網(wǎng)絡(luò)？不是機(jī)器多就是大型網(wǎng)絡(luò)，而是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，最典型的就是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此外，就是規(guī)模大，路由站點很多。 再看看RIP，雖問世較早，卻并不能認(rèn)為它已經(jīng)過時，因為它有自己不可替代的優(yōu)點。它很踏實、穩(wěn)定，對于小型網(wǎng)絡(luò)，RIP就所占帶寬而言開銷小，采用基于距離向量算法的路由協(xié)議易于配置、管理和實現(xiàn)，并且RIP應(yīng)用較為廣泛，還在大量使用中，Internet上還在部分使用著RIP。為此，路由器協(xié)議并不是OSPF一枝獨秀，而仍是多種協(xié)議并存，在路由協(xié)議的選擇上一定不要盲目趕時髦，而應(yīng)仔細(xì)斟酌，針對網(wǎng)絡(luò)特點選擇協(xié)議。只有大型的、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)方可使用OSPF。而對于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、節(jié)點多且關(guān)系相對固定的網(wǎng)絡(luò)講，傳統(tǒng)的手工配置仍是最好的選擇。

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