路由协议大荟萃.doc

路由协议大荟萃1. 内部网关协议1.1 OSPF路由协议20世纪80年代中期，RIP已不能适应大规模异构网络的互连，OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）路由协议随之产生。它是网间工程任务组织（1ETF）的内部网关协议工作组为IP网络而开发的一种路由协议。1.1.1OSPF路由协议简介OSPF是一种基于链路状态的路由协议，需要每个路由器向其同一管理域的所有其他路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的量度和其他一些变量。利用OSPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息，并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径。而基于距离向量的路由协议仅向其邻接路由器发送有关路由更新信息。开放最短路由优先协议OSPF是IETF组织开发的一个基于链路状态的内部网关协议。目前使用的是版本2（RFC2328），其特性如下：适应范围。支持各种规模的网络，最多可支持几百台路由器。快速收敛。在网络的拓扑结构发生变化后立即发送更新报文，使这一变化在自治系统中同步。无自环。由于OSPF根据收集到的链路状态用最短路径树算法计算路由，从算法本身保证了不会生成自环路由。区域划分。允许自治系统的网络被划分成区域来管理，区域间传送的路由信息被进一步抽象，从而减少了占用的网络带宽。等值路由。支持到同一目的地址的多条等值路由。路由分级。使用4类不同的路由，按优先顺序来说分别是：区域内路由、区域间路由、第1类外部路由、第2类外部路由。支持验证。支持基于接口的报文验证以保证路由计算的安全性。组播发送。支持组播地址。1.1.2OSPF路由计算过程每个支持OSPF协议的路由器都维护着一份描述整个自治系统拓扑结构的链路状态数据库LSDB（Link State Database）。每台路由器根据自己周围的网络拓扑结构生成链路状态广播LSA（Link State Advertisement），通过相互之间发送协议报文将LSA发送给网络中其他路由器。这样每台路由器都收到了其他路由器的LSA，所有的LSA放在一起便组成了链路状态数据库。OSPF路由协议利用链路状态算法建立和计算到每个目标网络的最短路径，该算法本身十分复杂，下面简单、概括地描述了链路状态算法工作的总体过程：初始化阶段，路由器将产生链路状态通告，该链路状态通告包含了该路由器全部链路状态。所有路由器通过组播的方式交换链路状态信息，每台路由器接收到链路状态更新报文时，将拷贝一份到本地数据库，然后再传播给其他路由器。当每台路由器都有一份完整的链路状态数据库时，路由器应用算法针对所有目标网络计算最短路径树，结果内容包括：目标网络、下一跳地址、花费，是IP路由表的关键部分。如果没有链路花费、网络增删变化，OSPF将会十分安静，如果网络发生了任何变化，OSPF通过链路状态进行通告，但只通告变化的链路状态，变化涉及到的路由器将重新运行算法，生成新的最短路径树。每台路由器都使用算法计算出一棵以自己为根的最短路径树，这棵树给出了到自治系统中各节点的路由，外部路由信息为叶子节点，外部路由可由广播它的路由器进行标记以记录关于自治系统的额外信息。显然，各个路由器各自得到的路由表是不同的。此外，为使每台路由器能将本地状态信息（如可用接口信息、可达邻居信息等）广播到整个自治系统中，在路由器之间要建立多个邻接关系，这使得任何一台路由器的路由变化都会导致多次传递，既没有必要，也浪费了宝贵的带宽资源。为解决这一问题，OSPF协议定义了“指定路由器”DR（Designated Router），所有路由器都只将信息发送给DR，由DR将网络链路状态广播出去。这样就减少了多址访问网络上各路由器之间邻接关系的数量。1.1.3OSPF协议报文OSPF有5种报文类型：HELLO报文（Hello Packet）最常用的一种报文，周期性的发送给本路由器的邻居。内容包括一些定时器的数值、DR、BDR（Backup Designated Router）以及自己已知的邻居。DD报文（Database Description Packet）两台路由器进行数据库同步时，用DD报文来描述自己的LSDB，内容包括LSDB中每一条LSA的摘要（摘要是指LSA的HEAD，通过该HEAD可以唯一标识一条LSA）。这样做是为了减少路由器之间传递信息的量，因为LSA的HEAD只占一条LSA的整个数据量的一小部分，根据HEAD，对端路由器就可以判断出是否已有这条LSA。LSR报文（Link State Request Packet）两台路由器互相交换过DD报文之后，知道对端的路由器有哪些LSA是本地的LSDB 所缺少的，这时需要发送LSR报文向对方请求所需的LSA。内容包括所需要的LSA的摘要。LSU报文（Link State Update Packet）用来向对端路由器发送所需要的LSA，内容是多条LSA（全部内容）的集合。LSAck报文（Link State Acknowledgment Packet）用来对接收到的LSU报文进行确认。内容是需要确认的LSA的HEAD（一个报文可对多个LSA 进行确认）。1.1.4OSPF协议相关概念（1）路由器ID号一台路由器如果要运行OSPF协议，必须存在Router ID。如果没有配置ID号，系统会从当前接口的IP 地址中自动选一个作为路由器的ID号。（2）DR和BDR指定路由器DR（Designated Router）。为使每台路由器能将本地状态信息广播到整个自治系统中，在路由器之间要建立多个邻居关系，但这使得任何一台路由器的路由变化都会导致多次传递，浪费了宝贵的带宽资源。为解决这一问题，OSPF协议定义了DR，所有路由器都只将信息发送给DR，由DR将网络链路状态广播出去，两台不是DR 的路由器（称为DR Other）之间将不再建立邻居关系，也不再交换任何路由信息。【提示】 哪一台路由器会成为本网段内的DR并不是人为指定的，而是由本网段中所有的路由器共同选举出来的。备份指定路由器BDR（Backup Designated Router）。如果DR由于某种故障而失效，这时必须重新选举DR，并与之同步。这需要较长的时间，在这段时间内，路由计算是不正确的。为了能够缩短这个过程，OSPF提出了BDR的概念。BDR实际上是对DR的一个备份，在选举DR的同时也选举出BDR，BDR也和本网段内的所有路由器建立邻接关系并交换路由信息。当DR失效后，BDR会立即成为DR。（3）区域（Area）一组运行OSPF路由协议的路由器，组成了OSPF路由域的自治域系统。一个自治域系统是指由一个组织机构控制管理的所有路由器，自治域系统内部只运行一种IGP路由协议，自治域系统之间通常采用BGP路由协议进行路由信息交换。不同的自治域系统可以选择相同的IGP路由协议，如果要连接到互联网，每个自治域系统都需要向相关组织申请自治域系统编号。随着网络规模日益扩大，当一个巨型网络中的路由器都运行OSPF路由协议时，路由器数量的增多会导致LSDB非常庞大，占用大量的存储空间，并使得运行SPF算法的复杂度增加，导致CPU负担很重；同时，网络规模增大之后，拓扑结构发生变化的概率也增大，网络会经常处于“动荡”之中，造成网络中会有大量的OSPF协议报文在传递，降低了网络的带宽利用率。而且每一次变化都会导致网络中所有的路由器重新进行路由计算。当OSPF路由域规模较大时，一般采用分层结构，即将OSPF路由域分割成几个区域（AREA），区域之间通过一个骨干区域互联，每个非骨干区域都需要直接与骨干区域连接。在OSPF路由域中，根据路由器的部署位置，有3种路由器角色。一是区域内部路由器，该路由器的所有接口网络都属于一个区域。二是区域边界路由器，也称为ABR（Area Border Routers），该路由器的接口网络至少属于两个区域，其中一个必须为骨干区域。三是自治域边界路由器，也称为ASBR（Autonomous System Boundary Routers），是OSPF路由域与外部路由域进行路由交换的必经之路。（4）骨干区域和虚连接骨干区域（Backbone Area）。OSPF划分区域之后，并非所有的区域都是平等的关系。其中有一个区域是与众不同的，它的区域号（Area ID）是0，通常被称为骨干区域。虚连接（Virtual link）。由于所有区域都必须与骨干区域在逻辑上保持连接，特别引入了虚连接的概念，使那些物理上分割的区域仍可保持逻辑上的连通性。（5）路由聚合AS被划分成不同的区域，每一个区域通过OSPF边界路由器（ABR）相连，区域间可以通过路由汇聚来减少路由信息，减小路由表的规模，提高路由器的运算速度。ABR在计算出一个区域的区域内路由之后，查询路由表，将其中每一条OSPF路由封装成一条LSA发送到区域之外。1.1.5. OSPF协议优缺点与RIP协议不同，OSPF将一个自治域再划分为区，相应地即有两种类型的路由选择方式。当源和目的地在同一区时，采用区内路由选择；当源和目的地在不同区时，则采用区间路由选择。这就大大减少了网络开销，并增加了网络的稳定性。当一个区内的路由器出了故障时并不影响自治域内其他区路由器的正常工作，这也给网络的管理、维护带来方便。（1）OSPF协议主要优点OSPF协议主要优点如下：快速收敛。OSPF是真正的LOOP- FREE（无路由自环）路由协议。源自其算法本身链路状态及最短路径树算法，OSPF收敛速度快，能够在最短的时间内将路由变化传递到整个自治系统。区域划分。提出区域（Area）划分的概念，将自治系统划分为不同区域后，通过区域之间的对路由信息的摘要，大大减少了需传递的路由信息数量，也使得路由信息不会随网络规模的扩大而急剧膨胀。开销控制。将协议自身的开销控制到最小。目的如下所示：用于发现和维护邻居关系的是定期发送的不含路由信息的hello报文，非常短小。包含路由信息的报文是触发更新的机制，而且只有在路由变化时才会发送。但为了增强协议的健壮性，每1800秒全部重发一次。在广播网络中，使用组播地址（而非广播）发送报文，减少对其他不运行OSPF的网络设备的干扰。在各类可以多址访问的网络中（广播型网络和非广播型多路访问），通过选举DR（指定路由器），使同网段的路由器之间的路由交换（同步）次数由O（NN）次减少为O（N）次。提出STUB区域的概念，使得STUB区域内不再传播引入的ASE路由。在ABR（区域边界路由器）上支持路由聚合，进一步减少区域间的路由信息传递。在点到点接口类型中，通过配置按需播号属性（OSPF over On Demand Circuits），使得OSPF不再定时发送hello报文及定期更新路由信息。只在网络拓扑真正变化时才发送更新信息。路由可信。通过严格划分路由的级别（共分4级），提供更可信的路由选择。安全性高。良好的安全性，OSPF支持基于接口的明文及MD5 验证。适应性广。OSPF适应各种规模的网络，最多可达数千台。（2）OSPF协议主要缺点OSPF协议主要缺点如下：配置相对复杂。由于网络区域划分和网络属性的复杂性，需要网络分析员有较高的网络知识水平才能配置和管理OSPF网络。路由负载均衡能力较弱。OSPF虽然能根据接口的速率、连接可靠性等信息，自动生成接口路由优先级，但在通往同一目的的不同优先级路由中，OSPF只选择优先级较高的转发，不同优先级的路由中，不能实现负载分担。只有相同优先级的，才能达到负载均衡的目的，不像EIGRP那样可以根据优先级不同，自动匹配流量。1.2 RIP路由协议RIP（Routing Information Protocol，路由信息协议）作为一种较为简单的动态路由协议，在实际使用中有着广泛的应用。RIP协议是一个应用于网关（路由器）和主机之间交换路由器信息的距离矢量协议，目前最新版本是RIP v2。RIP采用距离矢量算法，即路由器根据距离选择路由，所以，也称为距离向量协议。路由器收集所有可到达目的地的不同路径，并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息，除到达目的地的最佳路径外，任何其他信息均予以丢弃。同时，路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其他路由器。这样，正确的路由信息逐渐扩散到了全网。1.2.1RIP工作机制RIP是一种基于距离矢量（Distance-Vector）算法的协议，它使用UDP报文进行路由信息的交换。RIP使用跳数（Hop Count）来衡量到达信宿机的距离，称为路由权（Routing Metric）。在RIP中，路由器到与它直接相连网络的跳数为0，通过一个路由器可达的网络的跳数为1，其余依此类推。为限制收敛时间，RIP规定metric取值在015之间的整数，大于或等于16的跳数被定义为无穷大，即目的网络或主机不可达。RIP每隔30 秒钟发送一次路由刷新报文，如果在180秒内收不到从某一网络邻居发来的路由刷新报文，则将该网络邻居的所有路由标记为不可达。如果在300秒之内收不到从某一网上邻居发来的路由刷新报文，则将该网上邻居的路由从相应协议路由表中清除。为提高性能，防止产生路由环，RIP支持水平分割（Split Horizon）和毒性逆转（Poison Reverse）。RIP还可引入其他路由协议所得到的路由。每个运行RIP的路由器管理一个路由数据库，该路由数据库包含了到网络所有可达信宿的路由项，这些路由项包含下列信息。目的地址：指主机或网络的地址。下一跳地址：指为到达目的地，本路由器要经过的下一个路由器地址。接口：指转发报文的接口。metric值：指本路由器到达目的地的开销，是一个016之间的整数。定时器：从路由项最后一次被修改到现在所经过的时间，路由项每次被修改时，定时器重置为0。路由标记：区分路由为内部路由协议的路由还是外部路由协议的路由的标记。1.2.2. RIP的启动和运行RIP启动和运行的整个过程可描述如下：某路由器刚启动RIP时，以广播或组播的形式向相邻路由器发送请求报文，相邻路由器的RIP收到请求报文后，响应该请求，回送包含本地路由表信息的响应报文。路由器收到响应报文后，修改本地路由表，同时向相邻路由器发送触发修改报文，广播路由修改信息。相邻路由器收到触发修改报文后，又向其各自的相邻路由器发送触发修改报文。在一连串的触发修改广播后，各路由器都能得到并保持最新的路由信息。同时，RIP每隔30秒向相邻路由器广播本地路由表，相邻路由器在收到报文后，对本地路由进行维护，选择一条最佳路由，再向其各自相邻网络广播修改信息，使更新的路由最终能达到全局有效。同时，RIP采用超时机制对过时的路由进行超时处理，以保证路由的实时性和有效性。1.2.3. RIP-1和RIP-2RIP有RIP-1和RIP-2两个版本，可以指定接口所处理的RIP 报文版本。RIP-1的报文传送方式为广播方式。RIP-2有两种报文传送方式，即广播方式和组播方式，默认将采用组播方式发送报文。RIP-2中组播地址为224.0.0.9。组播发送报文的好处是在同一网络中那些没有运行RIP的主机可以避免接收RIP的广播报文。另外，以组播方式发送报文还可以使运行RIP-1的主机避免错误地接收和处理RIP-2中带有子网掩码的路由。当接口运行RIP-2 广播方式时，也可接收RIP-1的报文。RIP是目前应用较为广泛的协议，它简单、可靠，便于配置。但是，由于其收敛速度较慢，所以，只适用于中小型同构网络，因为它允许的最大站点数为15，任何超过15个站点的目的地均被标记为不可达。而且RIP每隔30秒一次的路由信息广播，也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。RIP正被大多数IP路由器厂商广泛使用，并被广泛应用于大多数局域网及结构较简单的连续性强的地区性网络。对于更复杂环境及大型网络，一般不使用RIP。1.2.4RIP协议优缺点RIP协议的优点是配置简单，非常适用于小规模网络。RIP协议的缺点包括：大量广播。RIP向所有邻居每隔30秒广播一次完整的路由表，将占用宝贵的带宽资源，在较慢的广域网链路上尤其有问题。没有成本概念。RIP没有网络延迟和链路成本的概念。当采用RIP时，路由/转发的决定只是基于跳线，这样，很容易导致无法选择最佳路由。例如，一条链路拥有较高的带宽，但是，跳数较多，从而不能被选择。支持的网络规模有限。由于RIP最多只支持16个步跳，当超过该跳数时，网络将认为无法到达。因此，RIP只能适用于规模较少的网络。1.3 IS-IS路由协议在ISO规范中，一个路由器就是一个IS（中间系统），提供IS和IS（路由器和路由器）之间通信的协议就是路由协议，即IS-IS路由协议。IS-IS协议和OSPF协议非常类似，都是链路状态路由选择协议，其实它的出现要比OSPF的原型更早，OSPF在Internet和TCP/IP网络IP通信的路由选择中使用。IS-IS既可在IP通信中使用，也可在OSI通信中使用并且可以为同一个域内两个路由器之间传送信息分组提供动态路由。所谓集成化IS-IS简介中间系统到中间系统的域内路由信息交换协议IS-IS （Intermediate System-to-Intermediate System intra-domain routing information exchange protocol）最初是ISO（International Organization for Standardization，国际标准化组织）为它的无连接网络协议CLNP（Connection-Less Network Protocol）设计的一种动态路由协议，为了提供对IP 的路由支持，IETF 在RFC1195 中对IS-IS进行了扩充和修改，使它能够同时应用在TCP/IP 和OSI 环境中，称为集成化IS-IS（Integrated IS-IS 或Dual IS-IS）。IS-IS路由协议是一种链路状态协议，使用最短路径优先SPF（Shortest Path First）算法，与OSPF协议有很多相似之处。IS-IS路由协议属于内部网关协议IGP（Interior Gateway Protocol），用于自治系统内部。1.3.1IS-IS 路由协议相关概念（1）IS-IS路由协议术语IS（Intermediate System，中间系统）。相当于TCP/IP 中的路由器，是IS-IS协议中生成路由和传播路由信息的基本单元。在下文中IS 和路由器具有相同的含义。ES（End System，终端系统）。相当于TCP/IP 中的主机系统。ES 不参与IS-IS路由协议的处理，ISO有专门的ES-IS协议定义终端系统与中间系统间的通信。RD（Routing Domain，路由域）。在一个路由域中一群IS 通过相同的路由协议来交换路由信息。Area（区域）。路由域的划分单元。LSDB（Link State DataBase，链路状态数据库）。所有的网络内连接状态组成了链路状态数据库，在每一个IS 中都至少有一个LSDB。IS使用SPF算法，利用LSDB来生成自己的路由。LSPDU（Link State Protocol Data Unit，链路状态协议数据单元）。在IS-IS中，每一个IS都会生成一个LSP，此LSP包含了本IS的所有链路状态信息。每个IS收集本区域内所有的LSP生成自己的LSDB。NPDU（Network Protocol Data Unit，网络协议数据单元）。是ISO中的网络层协议报文，相当于TCP/IP中的IP报文。DIS（Designated IS）即广播网上的指定中间系统。NSAP（Network Service Access Point，网络服务接入点）。是ISO中网络层的地址。用来标识一个抽象的网络层访问服务点，描述ISO 模型的网络地址结构。（2）IS-IS路由协议适用的链路类型IS-IS可以运行在点到点链路（Point to Point Links），如PPP、HDLC等，也可以运行在广播链路（Broadcast Links），如Ethernet、Token-Ring 等，对于NBMA（Non-Broadcast Multi-Access）网络，如ATM，需对其配置子接口，并将子接口类型配置为P2P 或广播网络。IS-IS 不能在点到多点链路（Point to Multi Point Links）上运行。1.3.3.IS-IS 路由协议结构为了支持大规模的路由网络，IS-IS 在路由域内采用两级的分层结构。一个大的路由域被分成一个或多个区域。区域内的路由通过Level-1路由器管理，区域间的路由通过Level-2路由器管理。（1）Level-1路由器Level-1路由器负责区域内的路由，它与同一区域的Level-1路由器或Level-1-2路由器形成邻居关系，维护一个Level-1的LSDB，该LSDB 包含本区域的路由信息，到区域外的报文转发给最近的Level-2路由器。（2）Level-2路由器Level-2路由器负责区域间的路由，可以与其他区域的Level-2路由器或Level-1-2路由器形成邻居关系，维护一个Level-2的LSDB，该LSDB包含区域间的路由信息。所有Level-2路由器组成路由域的骨干网，负责在不同区域间通信，路由域中的Level-2路由器必须是连续的，以保证骨干网的连续性。（3）Level-1-2路由器同时属于Level-1和Level-2的路由器称为Level-1-2路由器，每个区域至少有一个Level-1-2路由器，以将区域连在骨干网上。它维护两个LSDB，Level-1的LSDB用于区域内路由，Level-2的LSDB用于区域间路由。1.3.4IS-IS路由协议使用的报文IS-IS报文直接封装在数据链路帧中，主要分3类，即Hello报文。LSP和SNP。（1）Hello报文Hello报文用于建立和维持邻居关系，也称为IIH（IS-to-IS Hello PDUs），其中，广播局域网中的Level-1路由器使用Level-1 LAN IIH；广播局域网中的Level-2路由器使用Level-2 LAN IIH；非广播网络中则使用Point-to-Point IIH。（2）LSPLSP（Link State Packet，链路状态报文）。用来交换链路状态信息。LSP分为两种，即Level-1 LSP和Level-2 LSP。Level-2 LSP由Level-2路由器传送，Level-1 LSP由Level-1 路由器传送，Level-1-2路由器则可传送以上两种LSP。（3）SNPSNP（Sequence Number Packet，时序报文）。用于确认邻居之间最新接收的LSP，作用类似于确认（Acknowledge）报文，但更有效。SNP 包括CSNP（Complete SNP，全时序报文）和PSNP（Partial SNP，部分时序报文），进一步又分为Level-1 CSNP、Level-2 CSNP、Level-1 PSNP和Level-2 PSNP。PSNP只列举最近收到的一个或多个LSP的序号，它能够一次对多个LSP进行确认，当发现LSDB不同步时，也用PSNP来请求邻居发送新的LSP。CSNP包括LSDB中所有LSP的摘要信息，从而可以在相邻路由器间保持LSDB同步。在广播网络上，CSNP由DIS定期发送（默认的发送周期为10秒）；在点到点线路上，CSNP只在第一次建立邻接关系时发送。1.4 EIGRP路由协议IGRP（Interior Gateway Routing Protocol，内部网关路由选择协议）是Cisco特有的基于距离矢量的路由协议，虽然同样应用于规模较小的局域网络，但是，与RIP路由协议有所不同，IGRP使用IP层的端口号9进行报文交换，而RIP则是使用520端口进行报文交换。1.4.1IGRP与EIGRP路由协议IGRP同样是一种动态距离向量路由协议，它由Cisco公司20世界80年代中期设计推出，使用跳数来确定到达一个网络的最佳路径，使用延迟、带宽、可靠性和负载来确定最优路由。默认状态下，IGRP每90秒钟发送一次路由更新广播，在3个更新周期（即270秒）内，如果没有从路由中的第一个路由器接受到更新，则宣布路由器不可访问。在7个周期（即630秒）后，Cisco IOS（网际操作系统）软件会从路由表中清除该路由。EIGRP结合了链路状态和距离矢量型路由选择协议的Cisco专用协议，采用弥散修正算法（DUAL）来实现快速收敛，可以不发送定期的路由更新信息以减少带宽的占用，支持Appletalk、IP、Novell和NetWare等多种网络层协议。自从EIGRP路由协议诞生后，IGRP路由协议便很少再被使用了。1.4.2EIGRP路由协议优缺点（1）EIGRP路由协议主要优点EIGRP路由协议主要优点如下：精确路由计算和多路由支持。EIGRP协议继承了IGRP协议的最大的优点是矢量路由权。EIGRP协议在路由计算中要对网络带宽、网络时延、信道占用率和信道可信度等因素作全面的综合考虑，所以EIGRP的路由计算更为准确，更能反映网络的实际情况。同时EIGRP协议支持多路由，使路由器可以按照不同的路径进行负载分担。较少带宽占用。使用EIGRP协议的对等路由器之间周期性的发送很小的hello报文，以此来保证从前发送报文的有效性。路由的发送使用增量发送方法，即每次只发送发生变化的路由。发送的路由更新报文采用可靠传输，如果没有收到确认信息则重新发送，直至确认。EIGRP还可以对发送的EIGRP报文进行控制，减少EIGRP报文对接口带宽的占用率，从而避免连续大量发送路由报文而影响正常数据业务的事情发生。快速收敛。路由计算的无环路和路由的收敛速度是路由计算的重要指标。EIGRP协议由于使用了DUAL算法，使得EIGRP协议在路由计算中不可能有环路路由产生，同时路由计算的收敛时间也有很好的保证。因为，DUAL算法使得EIGRP在路由计算时，只会对发生变化的路由进行重新计算；对一条路由，也只有此路由影响的路由器才会介入路由的重新计算。MD5认证。为确保路由获得的正确性，运行EIGRP协议进程的路由器之间可以配置MD5认证，对不符合认证的报文丢弃不理，从而确保路由获得的安全。路由聚合。EIGRP协议可以通过配置，对所有的EIGRP路由进行任意掩码长度的路由聚合，从而减少路由信息传输，节省带宽。实现负载分担。去往同一目的的路由表项，可根据接口的速率、连接质量和可靠性等属性，自动生成路由优先级，报文发送时可根据这些信息自动匹配接口的流量，达到几个接口负载分担的目的。配置简单。使用EIGRP协议组建网络，路由器配置非常简单，它没有复杂的区域设置，也无需针对不同网络接口类型实施不同的配置方法。使用EIGRP协议只需使用router eigrp命令在路由器上启动EIGRP 路由进程，然后再使用network 命令使能网络范围内的接口即可。（2）EIGRP路由协议主要缺点EIGRP路由协议主要缺点如下：没有区域概念。EIGRP没有区域的概念，而OSPF在大规模网络的情况下，可以通过划分区域来规划和限制网络规模。所以EIGRP适用于网络规模相对较小的网络，这也是矢量-距离路由算法（RIP协议就是使用这种算法）的局限所在。定时发送HELLO报文。运行EIGRP的路由器之间必须通过定时发送HELLO报文来维持邻居关系，这种邻居关系即使在拨号网络上，也需要定时发送HELLO报文，这样在按需拨号的网络上，无法定位这是有用的业务报文还是EIGRP发送的定时探询报文，从而可能误触发按需拨号网络发起连接，尤其在备份网络上，引起不必要的麻烦。所以，一般运行EIGRP的路由器，在拨号备份端口还需配置Dialer list和Dialer group，以便过滤不必要的报文，或者运行TRIP协议，这样做增加路由器运行的开销。而OSPF可以提供对拨号网络按需拨号的支持，只用一种路由协议就可以满足各种专线或拨号网络应用的需求。基于分布式的DUAL算法。EIGRP的无环路计算和收敛速度是基于分布式的DUAL算法的，这种算法实际上是将不确定的路由信息散播（向邻居发query报文），得到所有邻居的确认后（reply报文）再收敛的过程，邻居在不确定该路由信息可靠性的情况下又会重复这种散播，因此某些情况下可能会出现该路由信息一直处于活动状态（这种路由被称为活动路由栈），并且，如果在活动路由的这次DUAL计算过程中，出现到该路由的后继（successor）的测量发生变化的情况，就会进入多重计算，这些都会影响DUAL算法的收敛速度。而OSPF算法则没有这种问题，所以从收敛速度上看，虽然整体相近，但在某种特殊情况下，EIGRP还有不理想的情况。EIGRP是Cisco公司的私有协议。Cisco公司是该协议的发明者和唯一具备该协议解释和修改权的厂商。如果要支持EIGRP协议需向Cisco公司购买相应版权，并且Cisco公司修改该协议没有义务通知任何其他厂家和使用该协议的用户。而OSPF是开放的协议，是IETF组织公布的标准。世界上主要的网络设备厂商都支持该协议，所以它的互操作性和可靠性由于公开而得到保障，并且在众多的厂商支持下，该协议也会不断走向更加完善。2. 边缘网关协议2.1 EGP：外部网关协议（Exterior Gateway Protocol）外部网关协议（EGP）是一种在自治系统的相邻两个网关主机间交换路由信息的协议。EGP 通常用于在因特网主机间交换路由表信息。它是一个轮询协议，利用 Hello 和 I-Heard-You 消息的转换，能让每个网关控制和接收网络可达性信息的速率，允许每个系统控制它自己的开销，同时发出命令请求更新响应。路由表包含一组已知路由器及这些路由器的可达地址以及路径开销，从而可以选择最佳路由。每个路由器每间隔 120 秒或 480 秒会访问其邻居一次，邻居通过发送完整的路由表以示响应。EGP 的最新版本是 EGP2。BGP，作为最新的外部网关协议，提供了许多其他性能。协议结构NameFunctionRequestRequest Acquisition of Neighbor and/or Initialize Polling VariablesConfirmConfirm Acquisition of Neighbor and/or Initialize Polling VariablesRefuseRefuse Acquisition of NeighborCeaseRequest De-Acquisition of NeighborCease-ackConfirm De-Acquisition of NeighborHelloRequest Neighbor ReachabilityI-H-UConfirm Neighbor ReachabilityPollRequest Net-Reachability UpdateUpdateNet-Reachability UpdateErrorError8162432bitVersionTypeCodeStatusChecksumAutonomous System numberSequence numberDifferent for different messagesVersion 版本号。此处为2。Type 识别信息类型。Code 识别信息代码。Status 包含独立信息状态。Checksum 计算校验和时，Checksum 字段应该设为0。Autonomous System Number 用来识别特殊自治系统的分配号。Sequence Number 发送状态变量（命令）或接收状态变量（响应和指示）。2.2 BGP路由协议2.2.1、背景 路由包括两个基本的动作：确定最佳路径和信息群（通常称为分组）通过网络的传输。通过网络传输分组相对较简单， 而路径的确定可以分复杂。BGP就是当今网络中实现路径选择的一种协议。本文简述BGP的基本操作，并提供其协议组件的描述。BGP在TCP/IP网中实现域间路由。BGP是一种外部网关协议（EGP），即它在多个自治系统或域间执行路由、 与其它BGP系统交换路由和可达性信息。BGP设计用以代替其前身（现在已不用了）外部网关协议（EGP）作为全球因特网的标准外部网关路由协议。 BGP解决了EGP的严重问题，能更有效地适应因特网的飞速发展。注：EGP是外部网关协议（也叫EGP）的一种，这二者不要混淆。下面是核心路由器用BGP在AS间路由数据的示意图。 BGP在多个RFC中规定： RFC1771 - 描述了BGP4，即BGP的当前版本。 RFC1654 - 描述了第一个BGP4规范。 RFC1105，RFC1163和RFC1267 - 描述了BGP4之前的BGP版本。 2.2.2、BGP操作BGP执行三类路由：AS间路由、AS内部路由和贯穿AS路由。AS间路由发生在不同AS的两个或多个BGP路由器之间，这些系统的对等路由器使用BGP来维护一致的网络拓扑视图， AS间通信的BGP邻居必须处于相同的物理网络。因特网就是使用这种路由的实例，因为它由多个AS（或称管理域）构成， 许多域为构成因特网的研究机构、公司和实体。BGP经常用于为因特网内提供最佳路径而做路由选择。 AS内路由发生在同一AS内的两个或多个BGP路由器间，同一AS内的对等路由器用BGP来维护一致的系统拓扑视图。 BGP也用于决定哪个路由器作为外部AS的连接点。再次重申，因特网提供了AS间路由的实例。一个组织，如大学， 可以利用BGP在其自己的管理域（或称AS）内提供最佳路由。BGP协议既可以提供AS间也可以提供AS内部路由。贯穿(pass-through)AS路由发生在通过不运行BGP的AS交换数据的两个或多个BGP对等路由器间。在贯穿AS环境中， BGP通信既不源自AS内，目的也不在该AS内的节点，BGP必须与AS内使用的路由协议交互以成功地通过该AS传输BGP通信， 下图所示为贯穿AS环境： 2.2.3、BGP路由 与其它路由协议一样，BGP维护路由表、发送路由更新信息且基于路由metric决定路由。 BGP系统的主要功能是交换其它BGP系统的网络可达信息，包括AS路径的列表信息，此信息可用于建立AS系统连接图， 以消除路由环，及执行AS级策略确定。每个BGP路由器维护到特定网络的所有可用路径构成的路由表，但是它并不清除路由表， 它维持从对等路由器收到的路由信息直到收到增值(incremental)更新。BGP设备在初始数据交换和增值更新后交换路由信息。当路由器第一次连接到网络时，BGP路由器交换它们的整个BGP路由表， 类似的，当路由表改变时，路由器发送路由表中改变的部分。BGP路由器并不周期性发送路由更新， 且BGP路由更新只包含到某网络的最佳路径。BGP用单一的路由metric决定到给定网络的最佳路径。这一metric含有指定链路优先级的任意单元值， BGP的metric通常由网管赋给每条链路。赋给一条链路的值可以基于任意数目的尺度， 包括途经的AS数目、稳定性、速率、延迟或代价等。2.2.4、BGP消息类型RFC1771中规定了四种BGP消息类型：初始(open)消息，更新消息、通知消息和keep-alive消息。初始消息在对等路由器间打开一个BGP通信会话，是建立传输协议后发送的第一个消息， 初始消息由对等设备发送的keep-alive消息确认，且必须得到确认后才可以交换更新、通知和keep-alive消息。更新消息用于提供到其它BGP系统的路由更新，使路由器可以建立网络拓扑的一致视图。更新用TCP发送以保证传输的可靠性。 更新消息可以从路由表中清除一条或多条失效路由，同时发布若干路由。通知消息在检查到有错误时发送。通知消息用于关闭一条活动的会话，并通知其它路由器为何关闭该会话。keep-alive消息通知对等BGP路由器该设备仍然alive。keep-alive消息发布足够频繁以防止会话过期。2.2.5、BGP分组格式本节简述BGP初始、更新、通知和keep-alive消息类型及基本的BGP信头格式。1)、信头格式所有的BGP消息类型都使用基本的分组信头。初始、更新和通知消息有附加的域，而keep-alive消息只使用基本的分组信头。下图为BGP信头使用的域： 每个BGP分组都包含信头，其主要目的是标识该分组的功能。下面简述信头中的每个域。 标记 - 含有认证值。 长度 - 指示消息的总长度，以字节计。 类型 - 标识消息类型为下列类型之一： 初始 更新 通知 keep-alive 数据：为可选域，含有上层信息。 2)、初始消息格式BGP初始消息由BGP信头和附加域构成，下图为BGP初始消息的附加域： 在信头的类型域中标识为BGP初始消息的BGP分组包含下列各域，这些域为两个BGP路由器建立对等关系提供了交换方案： 版本 - 提供BGP版本号，使接收者可以确认它是否与发送者运行同一版本协议。 自治系统 - 提供发送者的AS号。 保持时间(Hold-time) - 在发送者被认为失效前最长的不接收消息的秒数。 BGP标识 - 提供发送者的标识（IP地址），在启动时决定，对所有本地接口和所有对等BGP路由器而言都是相同的。 可选参数长度 - 标识可选参数域的长度（如果存在的话）。 可选参数 - 包含一组可选参数。目前只定义了一个可选参数类型：认证信息。认证信息含有下列两个域：认证码：标识使用的认证类型。认证数据：包含由认证机制使用的数据。 3)、更新消息格式 BGP更新消息由BGP信头和附加域构成，下图为BGP更新消息的附加域： 收到更新消息分组后，路由器就可以从其路由表中增加或删除指定的表项以保证路由的准确性。更新消息包含下列域： 失效路由长度 - 标识失效路由域的总长度或该域不存在。 失效路由 - 包含一组失效路由的IP地址前缀。 总路径属性长度 - 标识路径属性域的总长度或该域不存在。 路径属性 - 描述发布路径的属性，可能的值如下： 源：必选属性，定义路径信息的来源。 AS路径：必选属性，由一系列AS路径段组成。 下一跳：必选属性，定义了在网络层可达信息域中列出的应用作到目的地下一跳的边缘路由器的IP地址。 多重出口区分：可选属性，用于在到相邻AS的多个出口间进行区分。 本地优先权：可选属性，用以指定发布路由的优先权等级。 原子聚合：可选属性，用于发布路由选择信息。 聚合：可选属性，包含聚合路由信息。 网络层可达信息 - 包含一组发布路由的IP地址前缀。4)、通知消息格式：下图为BGP通知消息使用的附加域： 通知消息分组用于给对等路由器通知某种错误情况。 错误码 - 标识发生的错误类型。下面为定义的错误类型：消息头错：指出消息头出了问题，如不可接受的消息长度、标记值或消息类型。 初始消息错：指出初始消息出了问题，如不支持的版本号，不可接受的AS号或IP地址或不支持的认证码。 更新消息错：指出更新消息出了问题，如属性列表残缺、属性列表错误或无效的下一跳属性。 保持时间过期：指出保持时间已过期，这之后BGP节点就被认为已失效。 有限状态机错：指示期望之外的事件。 终止：发生严重错误时根据BGP设备的请求关闭BGP连接。 错误子码 - 提供关于报告的错误的更具体的信息。 错误数据 - 包含基于错误码和错误子码域的数据，用于检测通知消息发送的原因。BGP协议补充：BGP是为TCP/