浅析路由协议的实现算法

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伴随着网络规模的不断扩大，路由器在沟通子网连接和实现信息交换方面的重要作用逐渐被人们所认知。本文将以Cisco路由器为例扼要阐述路由器之间交换路由信息的两种主要算法：间隔向量法（Distance Vector Routing）和链路状态算法（Link-State Routing）。 一、 路由协议（Routing Protocol） 　　路由协议是路由器之间实现路由信息共享的一种机制，它答应路由器之间相互交换和维护各自的路由表。当一台路由器的路由表由于某种原因发生变化时，它需要及时地将这一变化通知与之相连接的其他路由器，以保证数据的正确传递。路由协议不承担网络上终端用户之间的数据传输任务。Cisco路由器中用于TCP/IP的路由协议包括RIP（路由信息协议，Routing Information Protocol）、IGRP（内部网关路由协议，Interior Gateway Routing Protocol）、OSPF（Open Shortest Path First）、NLSP（Netware链路服务协议，Netware Link Services Protocol）和EIGRP（增强IGRP）。二、 静态路由和动态路由的概念 1、 静态路由 　　静态路由是指由网络治理员手工配置的路由信息。当网络的拓扑结构或链路的状态发生变化时，网络治理员需要手工去修改路由表中相关的静态路由信息。静态路由信息在缺省情况下是私有的，即它不会传递给其他的路由器。当然，你也可以通过对路由器进行设置使之成为共享的。静态路由一般适用于比较简单的网络环境，由于在这样的环境中，网络治理员易于清楚地了解网络的拓扑结构，便于设置正确的路由信息。下面是两个适合使用静态路由的实例。  　　在左图中，假设Network 1之外的其他网络需要访问Network1时必须经过路由器A和路由器B，则可以在路由器A中设置一条指向路由器B的静态路由信息，这样做的好处在于可以减少路由器A和路由器B之间WAN链路上的数据传输量，由于使用静态路由后，路由器A和B之间没有必要进行路由信息的交换。 　　在一个支持DDR（dial-on-demand routing）的网络中，拨号链路只在需要时才拨通，因此不能为动态路由信息表提供路由信息的变更情况。这种情况下，也适合使用静态路由。 　　使用静态路由的另一个好处在于其安全保密性。使用动态路由时，需要路由器之间频繁地交换各自的路由表，而通过对路由表的分析可以揭示网络的拓扑结构和网络地址等信息，因此，出于安全方面的考虑也可以采用静态路由。 　　在大型和复杂的网络环境中，往往不宜采用静态路由，一方面由于网络治理员难以全面地了解整个网络的拓扑结构；另一方面，当网络的拓扑结构和链路状态发生变化时，需要大范围地调整路由器中的静态路由信息，这一工作的难度和复杂程度是可想而知的。 2、 动态路由 　　动态路由使路由器能够自动地建立起自己的路由表，并且能够根据情况的变化适时地进行调整。 动态路由机制的运做依靠路由器的两个基本功能： 对路由表的维护 路由器之间适时的路由信息交换 前面提到，路由器之间的路由信息交换是基于路由协议实现的。通过左图可以直观地看到路由信息交换的过程。交换路由信息的终极目的在于通过路由表找到一条数据交换的“最佳”路径。每一种路由算法都有其衡量“最佳”的一套原则。大多数算法使用一个量化的参数来衡量路径的优劣，一般说来，参数值越小，路径越好。该参数可以通过路径的某一特性进行计算，也可以在综合多个特性的基础上进行计算，几个比较常用的特征是：路径所包含的路由器结点数（hop count） 网络传输用度（cost） 带宽（bandwidth） 延迟（delay）负载（load） 可靠性（reliability） 最大传输单元MTU（maximum transmission unit） 三、路由协议的实现算法 　　本文主要先容两种基本的路由算法，即间隔向量法（Distance Vector Routing）和链路状态算法（Link-State Routing）。路由协议和路由算法只针对动态路由。 （一）、间隔向量法（Distance Vector Routing） 　　在间隔向量法中，相邻路由器之间周期性地相互交换各自的路由表备份。当网络拓扑结构发生变化时，路由器之间也将及时地相互通知有关变更信息。 　　在图3中，每一个路由器从与之直接相邻的路由器那儿获得对方的路由表。例如，路由器B从路由器A和C那里获得路由信息后，根据其所得到的信息对自己的路由表进行加工，然后将加工后的路由表再传送给路由器A和C。路由器通过这种方法不断地积累路由信息，直到终极收敛为止。值得一提的是，在这种算法中，路由器不可能获知整个网络确切的拓扑结构。路由器是如何根据收到的路由信息对自身路由表进行加工，又是如何达到收敛的呢？ 1、路由表的建立与更新 　　在图4中，有三个路由器：A、B和C。路由器A的两个网络接口E0和S0分别连接在10.1.0.0和10.2.0.0网段上；路由器B的两个网络接口S0和S1分别连接在10.2.0.0和10.3.0.0网段上；路由器C的网络接口S0和E0分别连接在10.3.0.0和10.4.0.0网段上。        1/3 123下一页尾页