潘強(qiáng)

【摘要】路由信息協(xié)議RIP（Routing Information Protocol）與開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF（Open Shortest Path First）都是工作在TIC/IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)層的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP），在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渎窂綄ぶ分袚?dān)任重要的角色。筆者介紹這兩種協(xié)議的基本特點(diǎn)，以及兩者的應(yīng)用領(lǐng)域，在此基礎(chǔ)上探討這兩種網(wǎng)路協(xié)議的不同之處。

【關(guān)鍵字】RIP OSPF IGP 網(wǎng)路拓?fù)?/p>

1 引言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展越來(lái)越迅猛，更多的傳統(tǒng)設(shè)備如電視，手機(jī)，空調(diào)，汽車等接入到了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，如何訪問(wèn)這些設(shè)備，需要更加完善的網(wǎng)絡(luò)中繼器，比如集線器，交換機(jī)，路由器等。要使這些設(shè)備正常工作則需要各種配置協(xié)議。

本文從計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)出發(fā)，引出網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議中基于不同算法進(jìn)行路由尋址的兩種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議RIP和OSPF，闡述兩者的基本內(nèi)容與特點(diǎn)，從其報(bào)文格式，路由算法，可作用的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模來(lái)探討兩者的區(qū)別。

2 動(dòng)態(tài)路由協(xié)議

拓?fù)湓谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中即是指連接各結(jié)點(diǎn)的形式與方法。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)反映出網(wǎng)中各實(shí)體的結(jié)構(gòu)關(guān)系，是實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)。

不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)稱為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)有不同的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)，路由器使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)可以相互訪問(wèn)。路由器根據(jù)其內(nèi)部的路由表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，路由表里的項(xiàng)目存儲(chǔ)著數(shù)據(jù)包從某個(gè)網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)所經(jīng)過(guò)的物理端口，從該端口發(fā)送出去就可以到達(dá)該路由上的下一跳路由器或該端口直接相連的主機(jī)。

隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，手工配置靜態(tài)路由變得越來(lái)越困難，出錯(cuò)率增大，而動(dòng)態(tài)路由協(xié)議可按照一定的算法自動(dòng)修改或刷新路由表。使用更先進(jìn)的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議來(lái)配置路由可大大減少工作量，降低出錯(cuò)率，提高工作效率。

按照不同的工作范圍，動(dòng)態(tài)路由協(xié)議分為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）。為了方便網(wǎng)絡(luò)管理和提高網(wǎng)絡(luò)的保密性，會(huì)將互聯(lián)網(wǎng)劃分若干較小的自治系統(tǒng)（AS）。

EGP是負(fù)責(zé)不同自治系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送，目前使用最多的是BGP-4（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議4版本）。IGP則負(fù)責(zé)AS內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送，使用最多的是RIP和OSPF。

3 RIP和OSPF的基本特點(diǎn)

RIP是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議，該協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)路由器都要維護(hù)自己到其他目的網(wǎng)絡(luò)的距離記錄（“距離”即 ”跳數(shù)”）。

RIP的路由配置比較簡(jiǎn)單。首先它僅和相鄰路由器（兩個(gè)可直接交換信息的路由器互稱為相鄰路由器）交換信息；其次使用RIP協(xié)議交換的是某路由器所知道的全部信息（即整個(gè)路由表）“即該路由器到本自治系統(tǒng)中所有網(wǎng)絡(luò)的最短距離，以及到每個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)經(jīng)過(guò)的下一跳路由器”，最后不管網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫欠癜l(fā)生變化，RIP協(xié)議都規(guī)定路由器需要定期交換路由信息，路由器根據(jù)接受的信息更新路由表，若發(fā)生網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化，則該路由器將變化信息轉(zhuǎn)發(fā)給與自己相鄰的其他路由器。

OSPF是一種基于分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議，相較于RIP它使用的是洪泛法向自治系統(tǒng)中所有的路由器發(fā)送信息，與其相鄰的路由器都可以接收到該消息，接受之后又將消息發(fā)往除發(fā)送該消息之外的所有相鄰路由器，至整個(gè)自治系統(tǒng)的路由器都得到這個(gè)消息為止。

另外它不同于RIP發(fā)送所有網(wǎng)絡(luò)距離和下一跳地址，它發(fā)送的只是所有相鄰路由器的鏈路狀態(tài)，這里的“鏈路狀態(tài)”指的是與該路由器相鄰的是哪些路由器以及表示“費(fèi)用”，“時(shí)延”，“帶寬”，“距離”等度量信息，發(fā)送的是部分信息而不是整個(gè)路由表。

最后不同于RIP協(xié)議定時(shí)發(fā)送更新信息，OSPF只在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，才用洪泛法向所有路由器發(fā)送消息，很大程度上減少了網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載。

4 RIP與OSPF的算法特征及其性能指標(biāo)

RIP有RIPv1和RIPv2兩個(gè)版本，都使用D-V路由算法。基于UDP的520端口，度量以跳數(shù)表示，相鄰路由器之間默認(rèn)跳數(shù)為1，16跳為不可到達(dá)，默認(rèn)30秒更新一次廣播信息。相較于RIPv1，RIPv2可以用組播方式發(fā)送信息，組播地址為224.0.0.9，支持驗(yàn)證和VLSM.。

RIP優(yōu)點(diǎn)是配置簡(jiǎn)單，可維護(hù)性好，支持IP，IPX等網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，所占內(nèi)存較少已經(jīng)CPU處理時(shí)間較少，缺點(diǎn)也很明顯，首先它的擴(kuò)展性不好，最大跳數(shù)不超過(guò)16，路由收斂速度比較慢，開銷比較大.RIP適合小型規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。

OSPF則基于迪克斯加算法（Dijkstra），該算法被用來(lái)計(jì)算最短路徑樹，使用增量更新機(jī)制，發(fā)送的不是整個(gè)路由表，而是包含鏈路狀態(tài)變化的部分信息，也不是定期發(fā)送更新，只在鏈路狀態(tài)發(fā)生變化的時(shí)候才更新路由信息，這種方式節(jié)省了更多開銷，該算法提供比D-V算法更大的擴(kuò)展性和快速收斂性，但是更耗內(nèi)存和CPU時(shí)間。

OSPF路由協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)是路由狀態(tài)收斂速度快，可擴(kuò)展性好，適應(yīng)大型網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與狀態(tài)變化，不會(huì)形成路由自環(huán)，支持區(qū)域劃分，支持等值路由劃分，支持驗(yàn)證，支持路由分級(jí)管理以及可以使用組播方式發(fā)送報(bào)文。缺點(diǎn)則是占用較多的內(nèi)存以及較多的CPU時(shí)間，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能有一定的要求。

5 RIP和OSPF各自適用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

RIP與OSPF都是目前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用廣泛的協(xié)議，鑒于兩者不同的報(bào)文格式，使用不同的算法，以及不同的報(bào)文傳送方式，其具有不同的性能，各自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也不相同。RIP憑借簡(jiǎn)單的配置，良好的可維護(hù)性，以及對(duì)硬件設(shè)備較低的要求使得其在小型網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)能最大程度發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，其收斂速度和擴(kuò)展性的限制（超過(guò)16跳便不可達(dá)）又使得RIP不適應(yīng)大，中型網(wǎng)絡(luò)的性能要求。

OSPF則更適合在大，中型網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮作用，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更復(fù)雜，容易出現(xiàn)路由自環(huán)現(xiàn)象，OSPF可以避免自環(huán)的出現(xiàn)，支持區(qū)域劃分，等值路由劃分，以及分級(jí)管理。另外大型網(wǎng)絡(luò)的投入使得其更有可能具有性能更好的設(shè)備以滿足裝載OSPF的要求，OSPF更能滿足大型網(wǎng)絡(luò)單位時(shí)間內(nèi)大量路由信息變化的處理需求。

總結(jié)：RIP與OSPF都有彼此無(wú)法取代的優(yōu)勢(shì)，充分了解兩者各自優(yōu)缺點(diǎn)才能更好地將其運(yùn)用于網(wǎng)絡(luò)管理，筆者從動(dòng)態(tài)協(xié)議工作機(jī)制入手，從兩種協(xié)議的基本特點(diǎn)，報(bào)文格式，算法等方面簡(jiǎn)單剖析了兩種協(xié)議的不同，最后探討兩種協(xié)議各自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，希望能給更多網(wǎng)絡(luò)管理的專業(yè)人員提供一個(gè)參考。