静态路由RIP和OSPF路由协议

1、网络工程结课论文题目：静态路由，RIP和OSPF路由协议 学院： XXXXXXXXXXXX 学院 专业班级：XXXXXXXXXXXXX班任课教师:Xxx姓名X X学号XXXXXXXX日期2010年01月静态路由,RIP和OSPF路由协议摘要随着计算机网络规模的不断扩大，大型互联网络的迅猛发展，路 由技术在网络技术中已逐渐成为关键部分，路由器也随之成为最重要 的网络设备。用户的需求推动着路由技术的发展和路由器的普及，人 们已经不满足于仅在本地网络上共享信息，而希望最大限度地利用全 球各个地区、各种类型的网络资源。路由协议可分为两类：在一个 AS ( Autonomous System )内的路由协议称为内部网关协议，AS 之间的路由协议称为外部网关协议。这里网关是路由器的旧称。现在 正在使用的内部网关路由协议有以下几种：RIP-1，RIP-2，IGRP， EIGRP JS-IS和OSPF。其中前4种路由协议采用的是距离向量算法， IS-IS 和 OSPF 采用的是链路状态算法。对于小型网络，采用基于距 离向量算法的路由协议易于配置和管理，且应用较为广泛，但在面对 大型网络时，不但其固有的

2、环路问题变得更难解决，所占用的带宽也 迅速增长，以至于网络无法承受。这使得OSPF正在成为应用广泛的 一种路由协议。现在，不论是传统的路由器设计，还是即将成为标准 的MPLS (多协议标记交换)，均将OSPF视为很好的路由协议。 关键词路由协议 静态路由 动态路由 RIP OSPF 网络工程正文一、各个路由协议的概况静态路由是指由网络管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，网络管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，不会传 递给其他的路由器。当然，网管员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，在这样的环 境中，网络管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。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。作为一种内部网关协议或IGP （内部

3、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JRIP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。OSPF路由协议是一种典型的链路状态（Lin k-state ）的路由协 议，一般用于同一个路由域内。在这里，路由域是指一个自治系统（A utonomous System人即AS，它是指一组通过统一的路由政策或 路由协议互相交换路由信息的网络。在这个AS中，所有的OSPF路 由器都维护一个相同的描述这个AS结构的数据库，该数据库中存放 的是路由域中相应链路的状态信息，OSPF路由器正是通过这个数据 库计算出其OSPF路由表的。作为一种链路状态的路由协议，OSPF 将链路状态广播数据包LSA (Link State Advertisement)传送给 在某一区域内的所有路由器，这一点与距离矢量路由协议不同。运行 距离矢量路由协议的路由器是将部

4、分或全部的路由表传递给与其相 邻的路由器。二、各个路由协议的比较以及优缺点在一个支持 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。在这种情况下，网络也适合使用静态路由。使用静态路由的另一个好处是网络安全保密性高。动态路由因为 需要路由器之间频繁地交换各自的路由表，而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，网络出于安全方面的考 虑也可以采用静态路由。大型和复杂的网络环境通常不宜采用静态路由。一方面，网络管 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，路由器中的静态路由信息需要大范围地 调整，这一工作的难度和复杂程度非常高。RIP 是路由信息协议(Routing Information Protocol)的缩写，采用距离向量算法，是当今应用最为广泛的内部网关协议。在默认情 况下，RIP使用一种非常简单的度量制度：距离就是通往目的站点所 需经过的链路数，取值为115，数值16表示无穷大。RIP进程使 用UDP的520端口来发送

5、和接收RIP分组。RIP分组每隔30s以广 播的形式发送一次，为了防止出现“广播风暴”，其后续的的分组将做 随机延时后发送。在RIP中，如果一个路由在180s内未被刷，则相 应的距离就被设定成无穷大，并从路由表中删除该表项。RIP分组分 为两种：请求分组和响应分组。RIP-1被提出较早，其中有许多缺陷。为了改善RIP-1的不足， 在RFC1388中提出了改进的RIP-2，并在RFC 1723和RFC 2453 中进行了修订。RIP-2定义了一套有效的改进方案，新的RIP-2支持 子网路由选择，支持 CIDR，支持组播，并提供了验证机制。随着OSPF和IS-IS的出现，许多人认为RIP已经过时了。但事 实上RIP也有它自己的优点。对于小型网络，RIP就所占带宽而言开 销小，易于配置、管理和实现，并且 RIP 还在大量使用中。但 RIP 也有明显的不足，即当有多个网络时会出现环路问题。为了解决环路 问题，IETF提出了分割范围方法，即路由器不可以通过它得知路由 的接口去宣告路由。分割范围解决了两个路由器之间的路由环路问 题，但不能防止3个或多个路由器形成路由环路。触发更新是解决环 路问题的

6、另一方法，它要求路由器在链路发生变化时立即传输它的路 由表。这加速了网络的聚合，但容易产生广播泛滥。总之，环路问题 的解决需要消耗一定的时间和带宽。若采用 RIP 协议，其网络内部所 经过的链路数不能超过 15，这使得 RIP 协议不适于大型网络。OSPF路由协议rip协议是距离矢量路由选择协议，它选择路由的度量标准(metric) 是跳数，最大跳数是15跳，如果大于15跳，它就会丢弃数据包。 ospf协议是链路状态路由选择协议，它选择路由的度量标准是带宽， 延迟。RIP的局限性在大型网络中使用所产生的问题：RIP的15跳限制，超过15跳的路由被认为不可达RIP不能支持可变长子网掩码(VLSM)，导致IP地址分配的低效 率周期性广播整个路由表，在低速链路及广域网云中应用将产生很 大问题收敛速度慢于OSPF，在大型网络中收敛时间需要几分钟RIP没有网络延迟和链路开销的概念，路由选路基于跳数。拥有 较少跳数的路由总是被选为最佳路由即使较长的路径有低的延迟和 开销RIP没有区域的概念，不能在任意比特位进行路由汇总一些增强的功能被引入RIP的新版本RIPv2中，RIPv2支持VLSM，认证以及

7、组播更新。但RIPv2的跳数限制以及慢收敛使它仍 然不适用于大型网络相比RIP而言，OSPF更适合用于大型网络：没有跳数的限制 支持可变长子网掩码（VLSM）使用组播发送链路状态更新，在链路状态变化时使用触发更新， 提高了带宽的利用率收敛速度快具有认证功能OSPF协议主要优点：1、OSPF是真正的LOOP- FREE （无路由自环）路由协议。源自其 算法本身的优点。（链路状态及最短路径树算法）2、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。3、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。4将协议自身的开销控制到最小。见下：1 用于发现和维护邻居关系的是定期发送的是不含路由信息的hello 报文，非常短小。包含路由信息的报文时是触发更新的机制。（有路 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。2）在广播网络中，使用组播地址（而非广播）发送报文，减少对其 它不运行ospf的网络设备的干扰。3 ）在各类可以多

8、址访问的网络中（广播，NBMA ），通过选举DR , 使同网段的路由器之间的路由交换（同步）次数由O（N*N ）次减 少为O （N）次。4 ）提出STUB区域的概念，使得STUB区域内不再传播引入的ASE 路由。5）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。6 ）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。5、通过严格划分路由的级别（共分四极）提供更可信的路由选择。6、良好的安全性，ospf支持基于接口的明文及md5验证。7、OSPF适应各种规模的网络，最多可达数千台。OSPF的缺点1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。2、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，但通往同一目的的不同优先 级路由，OSPF只选择优先级较高的转发，不同优先级的路由，不能 实现负载分担。

9、只有相同优先级的，才能达到负载均衡的目的，不象 EIGRP那样可以根据优先级不同，自动匹配流量。三、以学生公寓为例用OSPF路由协议设计一套方案OSPF路由协议基本原理OSPF是Open Shortest Path First （开放最短路由优先协议）的缩 写。它是IETF组织开发的一个基于链路状态的自治系统内部路由协 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。无自环一由于OSP F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。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、第一类外部路由、第二类外部路由。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。 组播发送在有组播发送能力的链路层上以组播地址收发报 文，既达到了广播的作用，又最大程度地减少了对其它网络设备干扰。整个网络可看成由多个自治系统（AS）组成，通过收集和传递 自治系统链路状态来动态地发现并传播路由达到自治系统的信息同 步。每个自治系统又可划分为不同的区域（Area）。如果一个路由器 端口被分配到多个区域内中，这个路由器就被称为区域边界路由器 （简称为ABR）它是那些处在区域边缘的连接了多个区域的路由器。所有区域边界路由器和位于它们之间的路由器构成骨干区域，该区域以 0.0.0.0 标识。设计拓扑单区域192168224 2/30S0/0Fa0/0 192 168 1 2/24/S0/1 192 168 641/30Fa0/0S0/1921682401/30 192-168-224-1/301921686

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