路由选择协议的分类
路由器原理及常用的路由协议、路由算法
路由器原理及常用的路由协议、路由算法一、引言随着互联网的迅猛发展和智能设备的广泛应用，路由器作为网络通信的核心设备之一，发挥着重要的作用。
本文将介绍路由器的原理以及常用的路由协议和路由算法，帮助读者更好地理解路由器的工作原理和网络通信的基本概念。
二、路由器的原理路由器是一种通过转发数据包实现不同网络之间通信的设备。
它通过将数据包从源地址到目的地址进行转发，实现不同子网之间的通信。
路由器具有两个基本功能：转发和路由选择。
1. 转发路由器在接收到数据包后，根据目的IP地址进行路由选择，将数据包转发到相应的目的地址。
转发过程是根据路由表来完成的，路由表记录了不同目的地址对应的下一跳地址。
2. 路由选择路由器在接收到数据包后，需要根据一定的路由选择算法从多个可选的路由路径中选择一条最优路径进行数据包转发。
路由选择算法的目标是选择最短路径、最快速的路由路径，以及避免网络拥塞。
三、常用的路由协议路由协议是路由器之间进行路由选择的一种协议，常用的路由协议包括RIP、OSPF和BGP。
1. RIP（Routing Information Protocol）RIP是一种距离矢量路由协议，其路由选择是根据跳数进行计算的。
RIP协议使用固定的跳数上限（通常为15跳），当达到跳数上限时，该路由被认为是不可达的。
2. OSPF（Open Shortest Path First）OSPF是一种链路状态路由协议，其路由选择是根据链路的质量和开销进行计算的。
OSPF协议使用Dijkstra算法来计算最短路径，并支持分层的路由。
3. BGP（Border Gateway Protocol）BGP是一种路径向量路由协议，用于互联网中的自治系统之间的路由选择。
BGP主要用于在不同自治系统之间交换路由信息，并实现互联网的互连。
四、常用的路由算法路由算法是在路由选择过程中用来决定最优路径的算法，常用的路由算法包括静态路由和动态路由。
1. 静态路由静态路由是由网络管理员手动配置的路由，其路由路径是固定的，并不会根据网络拓扑的变化而改变。
（十二）网络层--路由选择协议
（⼗⼆）⽹络层--路由选择协议互联⽹的路由选择协议这篇⽂章开始我们⼀起来学习下⼏种常⽤的路由选择协议，也就是要讨论路由表是怎样得出的。
基本概念路由选择协议的核⼼就是路由算法，即需要何种算法来获得路由表中的各项⽬，⼀个理想的路由算法应具有如下的⼀些特点：算法必须是正确的和完整的即沿着路由表所指引的路由，分组⼀定能够最终到达⽬的⽹络和⽬的主机。
算法在计算上应简单路由选择的计算不应使⽹络通信量增加太多的额外开销。
算法应能适应通信量和⽹络拓扑的变化当⽹络中的通信量发⽣变化时，算法能⾃适应的改变路由。
当某个结点、链路发⽣故障，或者修理好再投⼊运⾏时，算法能及时改变路由。
算法应具有稳定性在⽹络通信量和⽹络拓扑相对稳定的情况下，路由算法应收敛于⼀个可以接受的解，⽽不应使得出的路由不停地变化。
算法应是公平的路由选择算法应对所有⽤户都是平等的，例如仅仅使某个⽤户的端到端时延为最⼩，但却不考虑其它⽤户，这明显是不公平的。
算法应是最佳的路由选择算法应当能够找出最好的路由，使得分组平均时延最⼩，⽽⽹络吞吐量最⼤。
从路由算法能否随⽹络的通信量或拓扑⾃适应的进⾏调整变化的⾓度来划分，有两⼤类：静态路由选择策略也叫作⾮⾃适应路由选择，其特点是简单、开销较⼩，但不能及时适应⽹络的变化。
⼩⽹络可以使⽤它，⼈⼯配置每⼀条路由。
动态路由选择策略也叫作⾃适应路由选择，其特点是能较好的适应⽹络的变化，但实现起来较为复杂，开销也⽐较⼤。
因此，它适⽤于较⼤的⽹络。
由于以下两个原因，互联⽹采⽤分层次的路由选择协议：（1）互联⽹的规模⾮常⼤。
如果让所有的路由器知道所有的⽹络应怎样到达，那么这种路由表将⾮常⼤，处理起来也太花时间，⽽所有这些路由器之间交换路由信息所需的带宽就会使互联⽹的通信链路饱和。
（2）许多单位不愿意外界了解⾃⼰单位⽹络的布局细节和本部门所采⽤的路由选择协议，但同时还希望连接到互联⽹上。
因此，把整个互联⽹划分为许多较⼩的⾃治系统，⾃治系统是在单⼀技术管理下的⼀组路由器，这些路由器使⽤⼀种⾃治系统内部的路由选择协议和共同的度量。
软考 网络工程师 路由选择协议知识汇总
路由选择协议知识汇总网络工程师考试对于路由选择协议的考查，主要包括计算机互联网络系统中信息包的传递和路由选择过程、各种常用路由选择技术的特性，以及不同路由选择协议间的区别与联系。
从近几次考试的真题来看，本知识点占有比较重要的地位，基本上每次考试都有涉及，如RIP、OSPF、IGRP等常见路由协议，更加偏向于理论知识的考查。
具体如表1-1所示：表1-1 路由选择协议的应用范围考试时间分值题号与知识点05.056分【35】【36】RIP内部网关协议【37】OSPF协议【38】OSPF拓扑数据库【39】OSPF协议【40】BGP4边界网关协议05.114分【37】距离矢量路由协议【38】BGP外部网关协议【39】OSPF协议更新时间【40】OSPF协议指定路由器DR06.051分【23】OSPF协议06.113分【24】IGRP路由更新周期【25】RIPv1与RIPv2的区别【26】OSPF协议07.052分【23】BGP 协议的作用【24】RIP协议07.114分【23】OSPF协议基础知识【24】RIP协议与水平分割法【25】链路状态协议与距离矢量协议【26】自治系统AS 下面就几种常见的路由选择协议以及它们之间区别与联系进行具体介绍：一、路由选择协议的应用范围根据路由选择协议的应用范围，可以将其分为内部网关协议(IGP)、外部网关协议(EGP)和核心网关协议(GGP)三大类。
其分类如图1-1所示：图1-1 路由选择协议的应用范围l 自治系统(AS)：是指同构型的网关连接的互连网络，通常是由一个网络管理中心控制的。
l 内部网关协议(IGP)：在一个自治系统内运行的路由选择协议，主要包括RIP 、OSPF 、IGRP 、EIGRP 等。
l 外部网关协议(EGP)：是指在两个自治系统之间使用的路由选择协议，最新的EGP 协议是BGP ，其主要的功能是控制路由策略。
l 核心网关协议：Internet 中有个主干网，所有的自治系统都连接到主干网上，主干网中的网关称为核心网关，核心网关之间交换路由信息时使用的是核心网关协议GGP 。
路由选择信息协议(RIP)
路由选择信息协议百科名片路由信息协议（RIP）是一种在网关与主机之间交换路由选择信息的标准。
RIP 是一种内部网关协议。
在国家性网络中如当前的因特网，拥有很多用于整个网络的路由选择协议。
作为形成网络的每一个自治系统，都有属于自己的路由选择技术，不同的AS 系统，路由选择技术也不同。
目录路由信息协议（RIP）光栅图像处理器RNA 免疫共沉淀展开编辑本段路由信息协议（RIP）简介（RIP/RIP2/RIPng：Routing Information Protocol）作为一种内部网关协议或IGP（内部网关协议），路由选择协议应用于AS 系统。
连接AS 系统有专门的协议，其中最早的这样的协议是“EGP”（外部网关协议），目前仍然应用于因特网，这样的协议通常被视为内部AS 路由选择协议。
RIP 主要设计来利用同类技术与大小适度的网络一起工作。
因此通过速度变化不大的接线连接，RIP 比较适用于简单的校园网和区域网，但并不适用于复杂网络的情况。
RIP 2 由RIP 而来，属于RIP 协议的补充协议，主要用于扩大RIP 2 信息装载的有用信息的数量，同时增加其安全性能。
RIP 2 是一种基于UDP 的协议。
在RIP2 下，每台主机通过路由选择进程发送和接受来自UDP 端口520的数据包。
RIP的特点（1）仅和相邻的路由器交换信息。
如果两个路由器之间的通信不经过另外一个路由器，那么这两个路由器是相邻的。
RIP协议规定，不相邻的路由器之间不交换信息。
（2）路由器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）按固定时间交换路由信息，如，每隔30秒，然后路由器根据收到的路由信息更新路由表。
适用RIP 和RIP 2 主要适用于IPv4 网络，而RIPng 主要适用于IPv6 网络。
本文主要阐述RIP 及RIP 2。
RIPng：路由选择信息协议下一代（应用于IPv6）（RIPng：RIP for IPv6）RIPng与RIP 1和RIP 2 两个版本不兼容。
常见的路由协议
常见的路由协议首先，我们来了解一下静态路由协议。
静态路由协议是由网络管理员手动配置的路由信息，它需要管理员对网络拓扑结构有较深的了解，手动配置路由表，适用于网络规模较小且拓扑结构不经常变化的情况。
静态路由的优点是配置简单、稳定性高，但缺点是当网络拓扑结构发生变化时，需要手动修改路由表，维护成本较高。
其次，我们来介绍一下动态路由协议。
动态路由协议是根据网络拓扑结构的变化自动更新路由表的一种路由协议，它能够根据网络的变化自动调整路由信息，减少了管理员的工作量，提高了网络的灵活性和可靠性。
常见的动态路由协议有RIP （路由信息协议）、OSPF（开放最短路径优先协议）和EIGRP（增强内部网关路由协议）等。
动态路由协议的优点是能够自动适应网络拓扑的变化，但缺点是配置复杂，可能会产生路由震荡等问题。
最后，我们来讨论一下路由信息协议（RIP）。
RIP是一种最早的动态路由协议，它使用跳数作为路径选择的度量标准，最大跳数为15。
RIP协议的优点是配置简单，但由于其使用的是跳数作为度量标准，可能导致出现计数到达不了的网络的情况，因此在实际应用中使用较少。
除了RIP协议外，OSPF（开放最短路径优先协议）也是一种常见的动态路由协议。
OSPF协议使用链路状态作为路径选择的度量标准，它能够根据链路状态动态计算出最短路径，提高了网络的收敛速度和路由计算的准确性。
OSPF协议的优点是灵活性高、收敛速度快，但缺点是配置复杂，占用网络带宽较大。
另外，EIGRP（增强内部网关路由协议）也是一种常见的动态路由协议。
EIGRP协议结合了距离向量和链路状态的优点，它能够根据带宽、延迟等因素动态计算出最优路径，提高了网络的性能和稳定性。
EIGRP协议的优点是快速收敛、低带宽占用，但缺点是只能在思科设备上使用。
总的来说，不同的路由协议适用于不同的网络环境和需求。
在实际应用中，我们需要根据网络的规模、拓扑结构的变化频率、带宽和延迟等因素来选择合适的路由协议，以提高网络的性能和稳定性。
常见的路由协议
常见的路由协议首先是RIP（Routing Information Protocol），它是一种基于距离向量的内部网关协议，用于在小型网络中实现路由选择。
RIP通过跳数来衡量路径的优劣，最大跳数为15，超过这个跳数的路径将被认为是不可达的。
RIP的优点是简单易用，但由于其跳数的限制，不适合大型复杂网络的使用。
其次是OSPF（Open Shortest Path First），它是一种基于链路状态的内部网关协议，通过构建链路状态数据库来计算最短路径。
OSPF支持VLSM（可变长度子网掩码）和路由聚合等功能，适用于大型复杂网络的部署。
OSPF的优点是快速收敛、灵活性强，但配置和维护相对复杂。
最后是BGP（Border Gateway Protocol），它是一种外部网关协议，用于在不同自治系统之间交换路由信息。
BGP通过路径属性来选择最佳路径，支持策略路由和多路径等功能，适用于互联网核心路由器之间的连接。
BGP的优点是灵活性强、可扩展性好，但需要精心设计和配置。
总的来说，不同的路由协议适用于不同的网络环境和需求。
在实际网络部署中，我们需要根据网络规模、性能要求和安全策略等因素来选择合适的路由协议。
同时，合理的路由协议选择和配置对于网络的稳定性和可靠性至关重要，需要结合实际情况进行综合考虑和优化设计。
在网络运维中，我们还需要密切关注路由协议的运行状态和路由表的变化，及时发现和解决可能出现的故障和问题。
同时，定期的网络性能评估和优化也是必不可少的工作，以确保网络的高效运行和良好的用户体验。
综上所述，路由协议是网络中至关重要的一部分，合理的选择和配置对于网络的稳定性和性能至关重要。
我们需要充分理解各种路由协议的特点和适用范围，灵活运用于实际网络设计和运维中，以确保网络的高效运行和稳定可靠。
第4章 网络层5——路由选择协议
“链路状态”说明本路由器都和哪些路由器相邻，以及该链路的 “度量”(metric) 。 度量包括费用、距离、时延、带宽等
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。
链路状态数据库(link-state database)
各路由器之间频繁地交换链路状态信息，所有路 由器最终都能建立一个链路状态数据库。
每一个区域都有一个32位的区域标识符（用点分 十进制表示）。
区域不能太大，在一个区域内的路由器最好不超 过 200 个。
OSPF 划分为两种区域：主干区域和非主干区 域。主干区域(backbone area)，标识符规定为 0.0.0.0，用于连通非主干区域。
至其他自治系统 自治系统 AS
R1 网1 R2 网2 R3 R5
Traceroute（tracert）：跟踪分组从源点到 终点的路径
通过发送小的数据包到目的设备直到其返回， 来测量其需要多长时间。 输出结果包括测试的时间(ms)和设备IP地址。
PING 的应用举例
Traceroute 的应用举例
4.5 因特网的路由选择协议
静态路由选择策略 — 即非自适应路由选择 ，特点是简单和开销较小，但不能及时适应 网络状态的变化。 动态路由选择策略 — 即自适应路由选择， 特点是能较好适应网络状态的变化，但实现 起来较为复杂，开销比较大。
1. 工作原理
RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选 择协议。
RIP 协议要求网络中的每一个路由器都要维 护从它自己到其他目的网络的距离记录。
“距离”的定义
RIP认为一个好的路由是通过的路由器数目少， 即“距离短”。
路由相关协议
路由相关协议在计算机网络中，路由相关协议用于确定数据包在网络中的传输路径。
以下是一些常见的路由相关协议：1. IPv4: IPv4是当前最常用的互联网协议，它使用32位的地址来标识网络上的设备。
路由器使用IPv4协议来确定数据包的传输路径。
2. IPv6: IPv6是IPv4的下一代协议，它使用128位的地址，解决了IPv4地址空间枯竭的问题。
与IPv4类似，路由器也使用IPv6协议来确定数据包的传输路径。
3. OSPF: 开放最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）是一种内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP），用于在一个自治系统（Autonomous System，AS）内部进行路由选择。
它基于链路状态算法，根据网络拓扑的变化来计算最短路径，并将信息通过链路状态广播到网络中的其他路由器。
4. RIP: 路由信息协议（Routing Information Protocol，RIP）是一种距离矢量路由协议，用于在小型网络或中等规模的互联网中进行路由选择。
RIP将网络拓扑信息传播到所有相连路由器，并使用跳数（hop count）作为路由选择的指标。
5. BGP: 边界网关协议（Border Gateway Protocol，BGP）是一种用于互联网自治系统之间的路由选择协议。
BGP使用路径向量算法，根据AS路径（AS Path）和其他标准来选择最佳的路由。
BGP的主要功能是连接互联网上的不同自治系统，使得数据包可以跨越多个自治系统进行传输。
这些协议在互联网中起着关键的作用，确保了数据包能够通过合适的路径到达目的地。
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路由选择协议的分类
路由选择协议相关分类
静态路由选择协议
•特点：路由表手动配置，不会动态进行路由更新
•示例：RIP、IGRP、OSPF
•优点：简单易实现，网络管理灵活
•缺点：不适用于大规模网络，无法应对网络拓扑变化快速更新路由信息
动态路由选择协议
•特点：根据网络拓扑动态更新路由表
•示例：RIPng、OSPFv3、IS-IS、BGP
•优点：适用于大规模网络，可自动适应网络拓扑变化
•缺点：相比静态路由选择协议，实现和管理复杂
内部网关协议（IGP）
•特点：用于在自治系统内部进行路由选择
•示例：RIP、IGRP、OSPF、IS-IS
•优点：适用于构建小型或中型网络，易于管理和配置
•缺点：无法进行自治系统间的路由选择
外部网关协议（EGP）
•特点：用于自治系统之间的路由选择
•示例：BGP
•优点：适用于构建大型网络，可实现自治系统之间的路由选择•缺点：配置复杂，需要专业知识和技术支持
内部网关协议与外部网关协议的区别
•内部网关协议只适用于自治系统内部，而外部网关协议可用于自治系统间的路由选择；
•内部网关协议主要包括RIP、IGRP、OSPF等，管理和配置相对较简单；
•外部网关协议主要包括BGP，配置复杂，需要专业知识和技术支持；
•内部网关协议常用于构建小型或中型网络，而大型网络通常需要使用外部网关协议。
以上是关于路由选择协议的一些分类及相关说明。
不同类型的协议适用于不同规模和需求的网络环境，根据具体情况选择合适的路由选择协议对于网络性能和管理效率的提升都具有重要意义。