路 由 選 擇 原 理

1.1路由選擇基礎知識
　　路由是將對象從一個地方轉達發(fā)到另一個地方的一個中繼過程

　　學習和維持網(wǎng)絡拓樸結構知識的機制被認為是路由功能。渡越數(shù)據(jù)流經(jīng)路由器進入接口

　　穿過路由器被移送到外出接口的過程，是另一項單獨的功能，被認為是交換/轉發(fā)功能。路由設備必須同時具有路由和交換的功能才可以作為一臺有效的中繼設備。

　　為了進行路由，路由器必須知道下面三項內容：

　　l、路由器必須確定它是否激活了對該協(xié)議組的支持；
　　2、路由器必須知道目的地網(wǎng)絡；
　　3、路由器必須知道哪個外出接口是到達目的地的最佳路。

　　路由選擇協(xié)議通過度量值來決定到達目的地的最佳路徑。小度量值代表優(yōu)選的路徑；如果兩條或更多路徑都有一個相同的小度量值，那么所有這些路徑將被平等地分享。通過多條路徑分流數(shù)據(jù)流量被稱為到目的地的負載均衡。

　　執(zhí)行路由操作所需要的信息被包含在路由器的路由表中，它們由一個或多個路由選擇協(xié)議進程生成。路由表由多個路由條目組成，每個條目指明了以下內容：

　　*學習該路由所用的機制（動態(tài)或手動）
　　*邏輯目的地
　　*管理距離
　　*度量值（它是度量一條路徑的總"總開銷"的一個尺度）
　　*去往目的地下一HOP的中繼設備（路由器）的地址；
　　*路由信息的新舊程度
　　*與要去往目的地網(wǎng)絡相關聯(lián)的接口
　　使用命令SHOW IP ROUTE可看到以上內容

　　缺省管理距離的預先分配原則是：人工設置的路由條目優(yōu)先級高于動態(tài)學到路由條目，度量值算法復雜的路由選擇協(xié)議優(yōu)先級高于度量值算法簡單的路由選擇協(xié)議。

　　路由器一般選擇具有最小度量值的路徑；CISCO路由器的IP環(huán)境中如果同時出現(xiàn)了多條度量值最低且相同的路徑，那么在這多條路徑上將啟用負載均衡，C ISCO默認支持4條相同度量值的路徑，通過使用"maximum-paths"命令可以認CISCO路由器支持最多達6條相同度量值路徑。

　　RIP是一種用在小到中型TCP/IP網(wǎng)絡中采用的路由選擇協(xié)議，它采用跳數(shù)作為度量值，它的負載均衡功能是缺省啟用的，RIP決定最佳路徑時是不考慮帶寬的！?。?br>
　　IGRP是一種用在中到大型TCP/IP網(wǎng)絡中采用的路由選擇協(xié)議，它采用復合的度量值，它考慮了帶寬、延遲、可靠性、負載和最大傳輸單元（M TU），但缺省地使用了帶寬和延時值。IGRP也能進行負載均衡。

　　在路由器啟動之后，它立刻試圖與其相鄰路由設備建立路由關系。該初始通信的目的是為了識別相鄰設備，并且開始進行通信并學習網(wǎng)絡相結構。建立相鄰關系的方法和對拓樸結構的初始學習隨路由選擇協(xié)議的不同而不同。

　　路由選擇協(xié)議會交換定期的HELLO消息或定期的路由更新數(shù)據(jù)包，以維持相鄰設備間進行著通信。

　　在了解了網(wǎng)絡拓樸結構，且路由表中已包含了到已知地網(wǎng)絡的最佳路徑后，向這些目的地的數(shù)據(jù)轉發(fā)就可以開始了。

1.2 路由選擇協(xié)議

有類別路由選擇（classful routing）概述

　　不隨各網(wǎng)絡地址發(fā)送子網(wǎng)掩碼信息的路由選擇協(xié)議被稱為有類別的選擇協(xié)議（RIPv1、IGRP）
　　當采用有類別路由選擇協(xié)議時，屬于同一主類網(wǎng)絡（A類、B類和C類）有所有子網(wǎng)絡都必須使用同一子網(wǎng)掩碼。運行有類別路由選擇協(xié)議的路由選擇協(xié)議的路由器將執(zhí)行下面工作的一項以確定該路由型網(wǎng)絡部分：

　　*如果路由更新信息是關于在接收接口上所配的同一主類網(wǎng)絡的，路由器將采用配置在接口上的子網(wǎng)掩碼；
　　*如果路由更新是關于在接收接口上所配的不同主類的網(wǎng)絡的，路由器將根據(jù)其所屬地址類別采用缺省的子網(wǎng)掩碼。

　　有類別歸納路由的生成是由有類別路由選擇協(xié)議自動處理的

無類別路由選擇(classless routing)概述

　　無類別路由選擇協(xié)議包括開放最短路徑優(yōu)先（OSPF）、EIGRP、RIPV2、中間系統(tǒng)到中間系統(tǒng)（IS-IS）和邊界網(wǎng)關協(xié)議版本4（BGP4）。

　　在同一主類網(wǎng)絡中使用不同的掩碼長度被稱為可變長度的子網(wǎng)掩碼（VLSM）。無類別路由選擇路由選擇協(xié)議支持VLSM，因此可以更為有效的設置子網(wǎng)掩碼，以滿足不同子網(wǎng)對不同主機數(shù)目的需求，可以更充分的利用主機地址。

　　多數(shù)距離矢量型路由選擇協(xié)議產(chǎn)生的定期的、例行的路由更新只傳輸?shù)街苯酉噙B的路由設備。

　　在純距離矢量型路由環(huán)境中，路由更新包括一個完整的路由表，通過接收相鄰設備的全路由表，路由能夠核查所有已知路由，然后根據(jù)所接收到的更新信息修改本地路由表。解決路由問題的距離矢量法有時被稱為" 傳聞路由（routing by rumor）"

　　CISCO IOS支持幾種距離矢量型路由選擇協(xié)議，兇手RIPv1、RIPv2和IGRP。CISCO也直持EIGRP，它是一種高級的距離矢量型路由選擇協(xié)議。

　　路由選擇協(xié)議通常與協(xié)議組的網(wǎng)絡層關聯(lián)

　　大多數(shù)距離矢量型路由選擇協(xié)議采用貝樂曼-福特(Bellman-Ford)算法來計算路由。EIGRP是一種高級的距離矢量路由協(xié)議，它采用彌散修正算法（D UAL）

Cisco的IP距離矢量型路由選擇協(xié)議的比較

　　特征RIPv1RIPv2IGRPEIGRP
　　計數(shù)到無限ＸＸＸ
　　橫向距離ＸＸＸＸ
　　抑制計時器ＸＸＸ
　　觸發(fā)式更新，路由反向 ＸＸＸＸ
　　負載均衡-等成本路徑ＸＸＸＸ
　　負載均衡-非等成本路徑ＸＸ
　　VLSM支持ＸＸ
　　路由算法貝爾曼-福特貝爾曼-福特貝爾曼-福特DUAL
　　度量值跳數(shù)跳數(shù)復合復合
　　跳數(shù)限制1515100100
　　易擴展性小小中大
　　注：IGRP和EIGRP的跳數(shù)限制缺省為100，但是可以配置到最大為255。

　　鏈路狀態(tài)型路由選擇協(xié)議只當網(wǎng)絡拓樸結構發(fā)生變化時才生成路由更新數(shù)據(jù)包。當鏈路狀態(tài)發(fā)生變化時，檢測到這一變化的設備就生成一個關于該鏈路（路由）的鏈路狀態(tài)通告（L SA）。隨后LSA通過一個特殊的多目組播地址被傳播給所有相鄰設備。每臺路由設備都會保留LSA拷貝，并向其相鄰設備轉發(fā)該LSA（這個過程變稱為擴散f looding）然后更新其拓樸結構數(shù)據(jù)庫（這是一個包含網(wǎng)絡所有鏈路狀態(tài)信息表）。LSA擴散被用于確保所有路由設備都能了解到這個變化，這樣它們就能夠更新它們的數(shù)據(jù)，并生成一個更新過的、反映新的網(wǎng)絡拓樸結構的路由表。

Cisco的鏈路狀態(tài)型路由選擇協(xié)議的比較

　　特征OSPFIS-ISEIGRP
　　要求體系化拓樸結構ＸＸ
　　保留對所有可能路由的了解ＸＸＸ
　　路由歸納-人工ＸＸＸ
　　路由歸納-自動Ｘ
　　事件觸發(fā)式通告ＸＸＸ
　　負載均衡-等成本路徑ＸＸＸ
　　負載均衡-非等成本路徑Ｘ
　　VLSM支持ＸＸＸ
　　路由算法DijkstraIS-ISDUAL
　　度量值鏈路成本（帶寬）鏈路成本（帶寬）復合
　　跳數(shù)限制無１０２４１００
　　易擴展性大很大大

　　各路由器中的路由進程都必須留有到各可能目的地邏輯網(wǎng)絡的無環(huán)路單路徑，當所有路由表都達到同步，且每個路由表都包含有到各目的地網(wǎng)絡的一條可用路由時，網(wǎng)絡就達到了收斂狀態(tài)。收斂是在網(wǎng)絡拓樸結構發(fā)生變化后，比如增加了新的路由或現(xiàn)有路由的狀態(tài)發(fā)生了變化后，與路由表同步相關聯(lián)的活動。

　　收斂時間是網(wǎng)絡中所有路由對當前拓樸結構的認知達到一致所需的時間，網(wǎng)絡的大小、所使用的路由選擇協(xié)議以及眾多可配置的計時器都能夠影響收斂時間。

　　有兩種檢測的方法：

　　*當物理層或數(shù)據(jù)鏈路層沒能接收到一定數(shù)量（通常是3）的連續(xù)keepalive消息時，就認為該鏈路失效。

　　*當路由選擇協(xié)議沒能接收到一定數(shù)量（通常是3）的連續(xù)Hello消息或路由更新或相類似消息時，就認為該鏈路失效了。

　　大多數(shù)路由選擇協(xié)議都具有防止在鏈路狀態(tài)轉換過程中產(chǎn)生拓樸結構環(huán)路用的計時器。 文章錄入：csh    責任編輯：csh 

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