h3c路由协议概述

路由协议

1. 路由协议概述

路由器成为网络中不可或缺的核心组件，在确保数据包高效传递方面发挥着关键作用。这些路由器在传输层发挥作用，并通过维护动态的路由信息数据库来决定最佳的数据包传输路线。根据其配置信息更新机制的不同，在网络层面主要分为静态路由方案与动态路由方案两大类。

1.1 可路由协议与路由协议

| 路由协议

路由器用来计算、维护网络路由信息的协议，通常有一定的算法工作在传输层或应用层。
常见的路由协议有RIP、OSPF、BGP等。
可路由协议
可被路由器转发的协议,工作在网络层。
常见的可路由协议有IPv4，IPv6。 |
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路由协议（routing protocols），简单来说就是用于计算和维护路由信息的协议。它们通常采用特定算法来生成路径，并采用一种方法来验证路径的有效性。

routed protocols are also known as routing protocols, which enable routers to route packets across different logical network segments. Such as the IP protocol and IPv6 protocol, these protocols typically operate within the network layer of the OSI model, defining the format and purpose of each field within a data packet, including the network address through which routers can forward data packets accordingly.

1.2 路由协议在协议线中的位置

动态路由协议在协议线中的位置
BGP	RIP	OSPF
TCP	UDP
IP	PAW IP
链路层
物理层

| RIP基于UDP,端口号520
OSPF基于IP，协议号89

BGP基于TCP,端口号179

不同路由协议采用的底层通信protocol存在差异

2. 路由协议的分类

路由器协议按照不同的标准可以从多个维度进行分类。各类路由协议各有特色，并适应于不同的网络环境与需求。合理选择路由器时应综合评估网络的具体情况。

2.1 工作区域

基于工作区域的不同划分

内部网关协议（IGP）：

位于自主系统（AS）内部的路由协议，在AS内部网络之间负责将数据包传输至目的地。常见的IGP包括RIP、OSPF和IGRP等协议。

外部网关协议（EGP）：

用于在不同自主系统（AS）间传输数据包的路由协议，在网络设备之间建立通信链路并实现数据包转发的关键组件。其中最著名的EGP协议包括BGP（ Border Gateway Protocol）。

2. 2目的地址

根据目的地址的不同，路由协议可以分为静态路由和动态路由。

静态路由协议

静态路由协议被定义为由网络管理员手动配置路由表项的一种通信协议。这意味着管理员必须主动配置每个目的网络及其下一跳地址的具体路由条目。该方法以其简单的设计和高效的运行特性著称，并不会给网络带来额外负担。然而，其主要缺点体现在较高的维护成本以及难以及时适应复杂的网络拓扑结构变化。

手动配置	需要网络管理员手动配置路由信息，包括目标网络的IP地址、子网掩码以及下一跳地址或出口接口。
固定路径	路由路径是固定的，一旦配置完成，路由表中的条目不会因网络拓扑的变化而自动更改。
网络拓扑不变	静态路由适用于网络拓扑结构相对稳定的场景。在网络设备较少、网络结构简单的环境中，静态路由能够提供高效、稳定的路由服务。
易于管理和调试	由于静态路由的配置简单明了，管理员可以更容易地理解和管理路由表。此外，在调试网络问题时，静态路由也更容易定位和解决。

动态路由协议

与静态路由协议不同的是，在动态路由协议中, 路由器能够自动学习并更新其 routing table entries (即路径表项)。这些 routing protocols (即协议)通过在这些 router 之间交换信息来构建该 routing table (即路径表)。因为 network topology (即网络拓扑结构)的变化能够被自动处理, 在实际应用中这类 protocol (即协议)往往表现出更高的灵活性, 并且特别适合于大型和复杂的应用环境。

自动学习路由	能够自动学习网络拓扑结构，并根据一定的算法计算出最优路径。
路径选择算方法	使用不同的路径选择算法（如RIP的距离向量算法、OSPF的链路状态算法等）来确定最优路径。
拓扑变化适应	当网络拓扑结构发生变化时，动态路由协议能够自动感知并重新计算路由路径，使得动态路由协议在复杂的网络环境中更具优势，能够保证网络通信的连续性和稳定性。
协议类型多样	动态路由协议有多种类型，如RIP、OSPF、BGP等。这些协议各有优缺点，适用于不同的网络场景和需求。

2.3 算法类型

根据使用的算法类型，路由协议可以分为距离向量协议和链路状态协议。

距离向量协议

基于距离的动态路由机制是一种网络通信模式

RIP

RIP协议是一种典型的距离矢量路由协议。它的优点是配置简单，算法占用较少的内存和CPU处理时间。它的缺点是算法本身不能完全杜绝路由自环，收敛相对较慢，周期性广播路由更新占用网络带宽较大，扩展性较差，最大跳数不能超过16跳。

BGP

BGP协议也是一种距离矢量路由协议，与RIP不同，BGP 采用一些方法能够防止路由环路，且采用增量更新机制来发送路由更新，只有当路由表变化时才发送路由更新信息，节省了相邻路由器之间的链路带宽。

链路状态协议

路状协议属于一类动态路由协议，在其运行过程中会向所有自治系统发送链路状态信息。

OSPF

OSPF（即开放最短路径优先算法）是由IETF开发的一种采用链路状态的内网路由协议。
该协议仅传递不适用于目标设备的路由信息，并能快速实现网络收敛和有效节省网络资源。
该协议直接作用于IP层之上，并指定其传输控制协议版本号为89。
该算法通过分组地址发送数据。

IS-IS

IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）是一种基于链路状态的内部网关协议（IGP），用于自治系统内部 IS-IS可以在不同的子网上操作，包括广播型的LAN（局域网）、WAN（广域网）和点到点链路。 IS-IS是一种基于链路状态并使用最短路径优先算法进行路由计算的IGP协议，具有分层设计和广泛的网络适应性。

2.4 IP协议版本

基于当前使用的IP协议类型，路由协议主要将网络通信地址划分为IPv4和IPv6两种类型。

IPv4路由协议	适用于使用IPv4地址的网络。大多数传统路由协议，如RIP、OSPF、BGP等，都支持IPv4地址。
IPv6路由协议	适用于使用IPv6地址的网络。随着IPv4地址资源的枯竭，IPv6逐渐普及。一些现代的路由协议，如RIPng（RIP for IPv6）和OSPFv3（OSPF for IPv6），支持IPv6地址

3.路由协议原理

在该网络中所有 routers 已经遵循统一的 routing protocol 并已启用该协议。
当某个 router 发现其连接至外部网络时会进行邻居识别。
这些 router 会通过发送广播报文或向指定的 neighbors 发送主动介绍自己的信息以便将其引入本网络内的其他 router。
在 routing 网络中各 router 之间会进行通信：当某个 router 拥有其他 router 的位置信息时它会将自身已知的路由信息传递给相邻 router。
为了确定最佳路径每个 router 都会运行某种算法来计算最终的最佳 routing 路径。
为了维持邻居关系各 router 间需要定期交换特定控制信息。

各种路由协议所共同的目的是计算与维护路由。

为了能在各路由器间实现路由数据的传输,必须确保这些设备支持运行相同类型的路由协议.每个路由协议都有其特定的数据包格式（如特定的报文类型）,只有当各路由器支持并运行相同的路由协议时,才可能进行有效通信.一旦两台或更多设备均实现了同一特定的路由协议并启用了该协议,则它们就可以建立通信基础.

4. 路由协议选择

在进行路由协议选择时，则需综合考量多个关键因素。这些因素包括如网络规模大小、网络拓扑结构复杂度、安全性要求以及收敛速度等因素。对于小型网络和较为简单的网络架构，在选择路由协议时通常会优先考虑静态路由方案。然而，在大型复杂网络环境中，则更适合采用动态路由协议策略。此外，在进行选择时还需综合考虑各候选方案间的兼容性和扩展性问题。

5. 路由协议配置

正确配置路由协议要求精心规划和妥善管理。这不仅涉及确定参与该路由协议的路由器集合，并且要设定相应的网络参数（如AS号与度量标准等），最后还要配置好路由过滤与策略设置。适当配置将确保该路由协议在网内正常运行，并实现最优化路径选择。

6. 路由协议优化

路由协议的优化是显著提升网络运行效率与稳定性的关键环节。该过程可通过多种措施实现：首先可从减少路由跳数入手；其次应致力于实现负载均衡管理；此外建议采用更为先进的算法设计；最后不可忽视错误检测与恢复机制的有效配置。同时建议建立完善的数据监测系统并定期对路由表及网络性能数据进行分析评估。