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路由协议的实现算法.pdf

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路由协议的实现算法 刷钻代码http://www.hackhw.com/ 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路由器为例简要阐述路由器之间交换路由信息的两种 主要算法：距离向量法（DistanceVectorRouting）和链 路状态算法（Link-StateRouting）。 一、路由协议（RoutingProtocol） 路由协议是路由器之间实现路由信息共享的一种机制，它 允许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，RoutingInformationProtocol）、IGRP（内部网关 路由协议，InteriorGatewayRoutingProtocol）、OSPF （OpenShortestPathFirst）、NLSP（Netware链路服务 协议，NetwareLinkServicesProtocol）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，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，因为在这样的环境中，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。下面是两个适合使用静态路由的实例。 在左图中，假设Network1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，因为使用静态路由后，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-demandrouting）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 方面因为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，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赖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 路由信息的最终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（hopcount） 网络传输费用（cost） 带宽（bandwidth） 延迟（delay） 负载（load） 可靠性（reliability） 最大传输单元MTU（maximumtransmissionunit） 三、路由协议的实现算法 本文主要介绍两种基本的路由算法，即距离向量法 （DistanceVectorRouting）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）、距离向量法（DistanceVectorRouting） 在距离向量法中，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