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OSPF與EIGRP的比較

 更新時間:2007年09月19日 10:21:11   作者:  
OSPF和EIGRP都是近年來出現(xiàn)的比較好的動態(tài)路由協(xié)議,OSPF以協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng),支持廠家多,受到廣泛應(yīng)用,而EIGRP協(xié)議由網(wǎng)絡(luò)界公認(rèn)的領(lǐng)先廠商Cisco公司發(fā)明,并靠其在業(yè)界的影響力和絕對的市場份額,也受到用戶的普遍認(rèn)同。然而這兩種協(xié)議究竟哪種更好,誰更適合網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展的需要?本文就用戶普遍關(guān)心的問題,從技術(shù)角度客觀分析這兩種協(xié)議各自的優(yōu)缺點,以便網(wǎng)絡(luò)集成商和企業(yè)用戶在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計規(guī)劃時,能作為參考。

一、OSPF協(xié)議

(一)、OSPF協(xié)議簡介
  OSPF是Open Shortest Path First(即"開放最短路由優(yōu)先協(xié)議")的縮寫。它是IETF組織開發(fā)的一個基于鏈路狀態(tài)的自治系統(tǒng)內(nèi)部路由協(xié)議。在IP網(wǎng)絡(luò)上,它通過收集和傳遞自治系統(tǒng)的鏈路狀態(tài)來動態(tài)地發(fā)現(xiàn)并傳播路由。
  每一臺運行OSPF協(xié)議的路由器總是將本地網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài),(如可用接口信息、可達(dá)鄰居信息等)用LSA(鏈路狀態(tài)廣播)描述,并廣播到整個自治系統(tǒng)中去。這樣,每臺路由器都收到了自治系統(tǒng)中所有路由器生成的LSA,這些LSA的集合組成了LSDB(鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫)。由于每一條LSA是對一臺路由器周邊網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞拿枋?,則整個LSDB就是對該自治系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞恼鎸嵎从场?BR>  根據(jù)LSDB,各路由器運行SPF(最短路徑優(yōu)先)算法。構(gòu)建一棵以自己為根的最短路徑樹,這棵樹給出了到自治系統(tǒng)中各節(jié)點的路由。在圖論中,"樹"是一種無環(huán)路的連接圖。所以O(shè)SPF計算出的路由也是一種無環(huán)路的路由。

OSPF協(xié)議為了減少自身的開銷,提出了以下概念:
(1). DR:
在各類可以多址訪問的網(wǎng)絡(luò)中,如果存在兩臺或兩臺以上的路由器,該網(wǎng)絡(luò)上要選舉出一個"指定路由器"(DR)。"指定路由器"負(fù)責(zé)與本網(wǎng)段內(nèi)所有路由器進(jìn)行LSDB的同步。這樣,兩臺非DR路由器之間就不再進(jìn)行LSDB的同步。大大節(jié)省了同一網(wǎng)段內(nèi)的帶寬開銷。

(2). AREA:
OSPF可以根據(jù)自治系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分成不同的區(qū)域(AREA),這樣區(qū)域邊界路由器(ABR)向其它區(qū)域發(fā)送路由信息時,以網(wǎng)段為單位生成摘要LSA。這樣可以減少自治系統(tǒng)中的LSA的數(shù)量,以及路由計算的復(fù)雜度。
OSPF使用4類不同的路由,按優(yōu)先順序來說分別是:
區(qū)域內(nèi)路由
區(qū)域間路由
第一類外部路由
第二類外部路由
區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間路由描述的是自治系統(tǒng)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),而外部路由則描述了應(yīng)該如何選擇到自治系統(tǒng)以外目的地的路由。一般來說,第一類外部路由對應(yīng)于OSPF從其它內(nèi)部路由協(xié)議所引入的信息,這些路由的花費和OSPF自身路由的花費具有可比性;第二類外部路由對應(yīng)于OSPF從外部路由協(xié)議所引入的信息,它們的花費遠(yuǎn)大于OSPF自身的路由花費,因而在計算時,將只考慮外部的花費。

(二)、OSPF協(xié)議主要優(yōu)點:

1、OSPF是真正的LOOP- FREE(無路由自環(huán))路由協(xié)議。源自其算法本身的優(yōu)點。(鏈路狀態(tài)及最短路徑樹算法)

2、OSPF收斂速度快:能夠在最短的時間內(nèi)將路由變化傳遞到整個自治系統(tǒng)。

3、提出區(qū)域(area)劃分的概念,將自治系統(tǒng)劃分為不同區(qū)域后,通過區(qū)域之間的對路由信息的摘要,大大減少了需傳遞的路由信息數(shù)量。也使得路由信息不會隨網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大而急劇膨脹。

4、將協(xié)議自身的開銷控制到最小。見下:
1)用于發(fā)現(xiàn)和維護(hù)鄰居關(guān)系的是定期發(fā)送的是不含路由信息的hello報文,非常短小。包含路由信息的報文時是觸發(fā)更新的機(jī)制。(有路由變化時才會發(fā)送)。但為了增強(qiáng)協(xié)議的健壯性,每1800秒全部重發(fā)一次。
2)在廣播網(wǎng)絡(luò)中,使用組播地址(而非廣播)發(fā)送報文,減少對其它不運行ospf 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的干擾。
3)在各類可以多址訪問的網(wǎng)絡(luò)中(廣播,NBMA),通過選舉DR,使同網(wǎng)段的路由器之間的路由交換(同步)次數(shù)由 O(N*N)次減少為 O (N)次。
4)提出STUB區(qū)域的概念,使得STUB區(qū)域內(nèi)不再傳播引入的ASE路由。
5)在ABR(區(qū)域邊界路由器)上支持路由聚合,進(jìn)一步減少區(qū)域間的路由信息傳遞。
6)在點到點接口類型中,通過配置按需播號屬性(OSPF over On Demand Circuits),使得ospf不再定時發(fā)送hello報文及定期更新路由信息。只在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湔嬲兓瘯r才發(fā)送更新信息。

5、通過嚴(yán)格劃分路由的級別(共分四極),提供更可信的路由選擇。

6、良好的安全性,ospf支持基于接口的明文及md5 驗證。

7、OSPF適應(yīng)各種規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),最多可達(dá)數(shù)千臺。

二、EIGRP協(xié)議
EIGRP和早期的IGRP協(xié)議都是由Cisco發(fā)明,是基于距離向量算法的動態(tài)路由協(xié)議。EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)是增強(qiáng)版的IGRP協(xié)議。它屬于動態(tài)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議,仍然使用矢量-距離算法。但它的實現(xiàn)比IGRP已經(jīng)有很大改進(jìn),其收斂特性和操作效率比IGRP有顯著的提高。
EIGRP的收斂特性是基于DUAL ( Distributed Update Algorithm ) 算法的。DUAL 算法使得路徑在路由計算中根本不可能形成環(huán)路。它的收斂時間可以與已存在的其他任何路由協(xié)議相匹敵。

EIGRP協(xié)議主要具有如下特點:
1. 精確的路由計算和多路由的支持
EIGRP協(xié)議繼承了IGRP協(xié)議的最大的優(yōu)點:矢量路由權(quán)。EIGRP協(xié)議在路由計算中要對網(wǎng)絡(luò)帶寬,網(wǎng)絡(luò)時延,信道占用率,信道可信度等因素作全面的綜合考慮,所以EIGRP的路由計算更為準(zhǔn)確,更能反映網(wǎng)絡(luò)的實際情況。同時EIGRP協(xié)議支持多路由,使路由器可以按照不同的路徑進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)。

2. 較少的帶寬占用
使用EIGRP協(xié)議的對等路由器之間周期性的發(fā)送很小的hello報文,以此來保證從前發(fā)送報文的有效性。路由的發(fā)送使用增量發(fā)送方法,即每次只發(fā)送發(fā)生變化的路由。發(fā)送的路由更新報文采用可靠傳輸,如果沒有收到確認(rèn)信息則重新發(fā)送,直至確認(rèn)。EIGRP還可以對發(fā)送的EIGRP報文進(jìn)行控制,減少EIGRP報文對接口帶寬的占用率,從而避免連續(xù)大量發(fā)送路由報文而影響正常數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的事情發(fā)生。

3. 無環(huán)路由和較快的收斂速度
路由計算的無環(huán)路和路由的收斂速度是路由計算的重要指標(biāo)。EIGRP協(xié)議由于使用了DUAL算法,使得EIGRP協(xié)議在路由計算中不可能有環(huán)路路由產(chǎn)生,同時路由計算的收斂時間也有很好的保證。因為,DUAL算法使得EIGRP在路由計算時,只會對發(fā)生變化的路由進(jìn)行重新計算;對一條路由,也只有此路由影響的路由器才會介入路由的重新計算。
4. MD5認(rèn)證
為確保路由獲得的正確性,運行EIGRP協(xié)議進(jìn)程的路由器之間可以配置MD5認(rèn)證,對不符合認(rèn)證的報文丟棄不理,從而確保路由獲得的安全。

5. 任意掩碼長度的路由聚合
EIGRP協(xié)議可以通過配置,對所有的EIGRP路由進(jìn)行任意掩碼長度的路由聚合,從而減少路由信息傳輸,節(jié)省帶寬。

6. 同一目的但優(yōu)先級的路由可實現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)
去往同一目的的路由表項,可根據(jù)接口的速率、連接質(zhì)量、可靠性等屬性,自動生成路由優(yōu)先級,報文發(fā)送時可根據(jù)這些信息自動匹配接口的流量,達(dá)到幾個接口負(fù)載分擔(dān)的目的。

7. 協(xié)議配置簡單
使用EIGRP協(xié)議組建網(wǎng)絡(luò),路由器配置非常簡單,它沒有復(fù)雜的區(qū)域設(shè)置,也無需針對不同網(wǎng)絡(luò)接口類型實施不同的配置方法。使用EIGRP協(xié)議只需使用router eigrp命令在路由器上啟動EIGRP 路由進(jìn)程,然后再使用network 命令使能網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的接口即可。

三、OSPF和EIGRP的比較

OSPF和EIGRP都是收斂速度較快并且不會形成環(huán)路的算法,網(wǎng)絡(luò)帶寬占用較小,使用靈活,安全性較好的路由協(xié)議。但是從以上分析可以看出,各自還是有優(yōu)缺點。

(一)、OSPF的缺點

1、配置相對復(fù)雜。由于網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分和網(wǎng)絡(luò)屬性的復(fù)雜性,需要網(wǎng)絡(luò)分析員有較高的網(wǎng)絡(luò)知識水平才能配置和管理OSPF網(wǎng)絡(luò)。

2、路由負(fù)載均衡能力較弱。OSPF雖然能根據(jù)接口的速率、連接可靠性等信息,自動生成接口路由優(yōu)先級,但通往同一目的的不同優(yōu)先級路由,OSPF只選擇優(yōu)先級較高的轉(zhuǎn)發(fā),不同優(yōu)先級的路由,不能實現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)。只有相同優(yōu)先級的,才能達(dá)到負(fù)載均衡的目的,不象EIGRP那樣可以根據(jù)優(yōu)先級不同,自動匹配流量。

(二)、EIGRP的缺點

1. EIGRP沒有區(qū)域(AREA)的概念,而OSPF在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的情況下,可以通過劃分區(qū)域來規(guī)劃和限制網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。所以EIGRP適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相對較小的網(wǎng)絡(luò),這也是矢量-距離路由算法(RIP協(xié)議就是使用這種算法)的局限所在。

2. 運行EIGRP的路由器之間必須通過定時發(fā)送HELLO報文來維持鄰居關(guān)系,這種鄰居關(guān)系即使在撥號網(wǎng)絡(luò)上,也需要定時發(fā)送HELLO報文,這樣在按需撥號的網(wǎng)絡(luò)上,無法定位這是有用的業(yè)務(wù)報文還是EIGRP發(fā)送的定時探詢報文,從而可能誤觸發(fā)按需撥號網(wǎng)絡(luò)發(fā)起連接,尤其在備份網(wǎng)絡(luò)上,引起不必要的麻煩。所以一般運行EIGRP的路由器,在撥號備份端口還需配置Dialer list和Dialer group,以便過濾不必要的報文,或者運行TRIP協(xié)議,這樣做增加路由器運行的開銷。而OSPF可以提供對撥號網(wǎng)絡(luò)按需撥號的支持,只用一種路由協(xié)議就可以滿足各種專線或撥號網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。

3. EIGRP的無環(huán)路計算和收斂速度是基于分布式的DUAL算法的,這種算法實際上是將不確定的路由信息(active route)散播(向鄰居發(fā)query報文),得到所有鄰居的確認(rèn)后(reply報文)再收斂的過程,鄰居在不確定該路由信息可靠性的情況下又會重復(fù)這種散播,因此某些情況下可能會出現(xiàn)該路由信息一直處于active狀態(tài)(這種路由被稱為stuck in active route),并且,如果在active route的這次DUAL計算過程中,出現(xiàn)到該路由的后繼(successor)的metric發(fā)生變化的情況,就會進(jìn)入多重計算,這些都會影響DUAL算法的收斂速度。而OSPF算法則沒有這種問題,所以從收斂速度上看,雖然整體相近,但在某種特殊情況下,EIGRP還有不理想的情況。

4、EIGRP是Cisco公司的私有協(xié)議。Cisco公司是該協(xié)議的發(fā)明者和唯一具備該協(xié)議解釋和修改權(quán)的廠商。如果要支持EIGRP協(xié)議需向Cisco公司購買相應(yīng)版權(quán),并且Cisco公司修改該協(xié)議沒有義務(wù)通知任何其他廠家和使用該協(xié)議的用戶。而OSPF是開放的協(xié)議,是IETF組織公布的標(biāo)準(zhǔn)。世界上主要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商都支持該協(xié)議,所以它的互操作性和可靠性由于公開而得到保障,并且在眾多的廠商支持下,該協(xié)議也會不斷走向更加完善。


附錄: Quidway(R) 系列路由器對OSPF的支持

Quidway(R) 系列路由器上所實現(xiàn)的OSPF軟件遵循 Internet RFC 2328所描述的協(xié)議文本,下面列出一些主要特色:

支持STUB區(qū)域:定義STUB區(qū)域以節(jié)省該區(qū)域內(nèi)路由器引入ASE路由時的開銷。也可以用該命令過濾區(qū)域間路由。

支持按需撥號:OSPF 按需撥號(OSPF over On Demand Circuits)是對OSPF協(xié)議的一種改進(jìn),它通過抑制HELLO報文和連接狀態(tài)廣播報文的定時傳送,使得協(xié)議在ISDN、X.25 、SVCs 和 撥號線等按需撥號網(wǎng)上運行得更為有效。

豐富的路由策略:支持引入其它路由協(xié)議發(fā)現(xiàn)的路由。支持路由過濾功能。

授權(quán)驗證字:OSPF對同一區(qū)域內(nèi)的相鄰路由器之間可以選擇明文驗證字和MD5加密驗證字兩種報文合法性驗證手段。

路由器接口參數(shù)的靈活配置:在路由器的接口上,可以配置OSPF的參數(shù)包括:輸出花費、HELLO報文發(fā)送間隔、重傳間隔、接口傳輸時延、路由優(yōu)先級、相鄰路由器"死亡"時間、報文驗證方式和報文驗證字等。

虛連接: Quidway(R) 系列路由器的OSPF支持虛連接。以保證和增強(qiáng)骨干區(qū)域的連通性。

支持多種接口類型:支持協(xié)議中規(guī)定的廣播,NBMA,點到多點,點到點四種接口類型。并支持將某種類型的接口任意改為其它類型。

支持配置鄰接點:在NBMA等不支持多播發(fā)送報文的網(wǎng)絡(luò)上,可以手工配置鄰接點,單播發(fā)送協(xié)議報文。

支持區(qū)域間路由聚合: 如果某區(qū)域中存在一些連續(xù)的網(wǎng)段,可以在它的區(qū)域邊界路由器(ABR)上使用聚合命令將這些連續(xù)的網(wǎng)段聚合成一個網(wǎng)段??梢詼p少其它區(qū)域中鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(LSDB)的規(guī)模。

豐富的調(diào)試信息: Quidway(R) 系列路由器的OSPF,提供了豐富的調(diào)試信息幫助用戶診斷故障。

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