OSPFEIGRPRIPv2ISISBGP动态路由大家庭，网

　　路由协议简介
　　路由协议的目的是实现端点之间端到端的网络层连接，每个会话的端点之间总是有一个前向和反向路径选择。
　　路由表由从不同路由源获知到不同目标子网的多条路由组成，路由源可以分为已连接、静态、默认或动态。区别在于本地路由器如何获知路由，例如，动态路由和连接路由是自动学习的，而静态路由和默认路由是手动配置的。
　　图1网络层转发路径
　　静态与动态
　　静态、默认和连接的路由是最常见的路由类型，因为它们可以在大多数路由器上找到。
　　静态和默认路由是直接配置的，并在配置时自动添加到本地路由表中，它们的管理距离为1，路径度量为零（0）。
　　静态路由的管理距离低于任何动态获知的路由，并且优先于到达同一目的地的动态路由。
　　除非通过动态路由协议发布静态路由，否则不会向邻居发布静态路由，当启用具有IP地址的网络接口时，连接的路由会自动生成并添加到路由表中，它们的管理距离为零，优先于所有其他路由类型。
　　有多种动态路由协议旨在与邻居交换路由信息，网络管理员不配置动态路由。相反，它们是从连接的邻居那里学习的，以便每个路由器安装和选择路由以进行最佳路径选择。
　　发布的路由基于路由协议配置。OSPF、EIGRP、RIP、ISIS、BGP等常用路由协议以及静态和默认路由都支持IPv4和IPv6地址空间，路由器、三层交换机等网络设备支持多种动态路由协议，CiscoASA防火墙还支持具有路由模式操作的路由服务。
　　每个路由协议之间的区别在于它们如何学习、更新和通告邻居之间的路由。
　　距离向量与链接状态
　　动态路由协议可以根据路由操作分为链路状态或距离向量，它们之间的区别基于邻居如何通信、发送路由更新和收敛，最初，在Internet连接之前，网络域较小，RIP等距离矢量协议就足够了，范式转变为纯IP互联网连接模型，具有更大的网络域和复杂的流量路由，为了可扩展性和性能，距离矢量路由协议正在被链路状态协议所取代。
　　距离矢量路由协议定期向所有连接的邻居通告其路由表，无论是否发生拓扑更改或邻居发送请求，都会发生这种情况，当出现链路故障时，整个网络域都会出现完整路由表的泛滥，这会导致收敛速度变慢，随着网络域变大，收敛速度会呈指数级恶化。由于路由器没有准确更新的路由信息，还存在路由不稳定和抖动。
　　链路状态路由协议更加复杂，因为只有事件触发的路由更新才会发送到邻居，当接口出现故障并且拓扑发生变化时，就会发生这种情况。链路故障检测速度更快，并且仅针对任何丢失的路由发送部分更新。与距离矢量协议相比，结果是更快的收敛和性能。泛洪发生在整个路由域中，但它仅限于区域之间的单个通告。SPF算法根据更新的拓扑表计算最短路径。
　　表1距离向量vs链路状态比较
　　OSPF和ISIS被认为是链路状态协议。RIP确实是唯一剩下的纯距离矢量协议，并且已经更新了RIPv2增强功能。EIGRP被归类为高级距离矢量协议，具有距离矢量和链路状态协议的特性。EIGRP只有一个邻居拓扑表，而不是一个完整的网络拓扑数据库。与链路状态协议类似，EIGRP确实形成邻居邻接并发送事件触发的更新，而不是定期的完整路由表更新。
　　BGP是一种路径向量协议，它为每个路由通告由多个自治系统编号（ASN）中的一个组成的目标路径。还有一些其他路径属性也随每条路由一起通告。BGP邻居发布的路由中包含每条具有AS路径属性的转发路径的向量（方向）信息。
　　路由选择算法
　　不同路由协议之间和同一路由协议内的路由选择都有规则。路由器首先安装路由，然后根据路由选择算法选择最佳路径或路由。路由源包括动态协议（OSPF、EIGRP、ISIS、BGP）、静态路由、默认路由和连接路由。
　　有时会从多个路由源向同一目的地发布多条路由。每个动态路由协议都维护一个单独的路由表，其中包含最佳路由。当到达同一目的地的多条路由存在时，具有最低管理距离的路由将安装在全局路由表中。例如，EIGRP的管理距离低于OSPF或ISIS。相反，静态路由优于所有动态路由。
　　表2管理距离
　　当存在从同一路由协议到同一目的地的多条路由时，安装具有最低度量的路由。另外，当同一个路由协议到同一个目的地存在多条相同度量的路由时，它们都被安装并启用负载均衡。出于负载平衡目的而安装在路由表中的路由数量基于路由协议支持。
　　检查每个入站数据包的目标IP地址字段，并针对最佳路由进行路由表查找。一旦选择了路由，就会创建下一跳转发路径。有下一跳MAC寻址的帧重写并发送数据报文。
　　图2入站路由查找
　　为了在路由表中安装路由，路由器将不同的前缀长度视为不同的目的地。这就是为什么在路由表中安装来自相同和或不同路由协议的多条路由的原因。决胜局是最长匹配规则，它从路由表中已有的路由中选择子网掩码（前缀）最长的路由。安装路由最低管理距离多路由源安装路由s最低度量仅相同路由协议选择路由最长匹配规则多路由和路由源没有时选择默认路由其他路由存在不存在默认路由时丢弃数据包ICMP不可达消息
　　仅单一路由协议
　　只要您在路由器上只实现了一个路由协议，那么只有配置了静态路由时才适用管理距离，例如，您可以有一条静态路由和一条OSPF路由到同一目的地，然后，静态路由将安装在该目标子网的路由表中，例外情况是两条路由的前缀（子网掩码）长度不同，此时，最长匹配规则生效，路由器将选择前缀最长的路由进行数据包转发。
　　开放最短路径优先（OSPF）
　　开放最短路径优先（OSPF）是一种仅路由IP的链路状态路由协议，它是一种可扩展的开放标准内部网关协议（IGP），支持多供应商网络设备，OSPF路由器通过交换链路状态通告（LSA）来构建和维护全局拓扑数据库，LSA的目的是在启用OSPF的路由器之间通告拓扑和路由信息，只有在发生拓扑更改（链路故障）时才会发送事件触发的更新以节省带宽。
　　区域
　　OSPF是一种分层的分层架构，定义为具有单个或多个区域，单区域设计通常使用较小的网络域来实现，以便在发生链路故障时实现更快的收敛，多个区域的优势主要是在更大的网络域内，每个区域的每个路由器上都有较小的路由表，可以在区域边界路由器（ABR）上启用路由汇总，以减少路由表的大小和LSA泛洪量，诸如抖动之类的路由问题仅限于具有多区域OSPF设计的每个区域。
　　图3OSPF多区域设计
　　只有多区域OSPF才有一个强制性的公共骨干区域0，所有其他区域必须连接到OSPF骨干区域，这需要在区域之间发布路由并防止路由环路，例外情况是当虚拟链路配置为通过正常区域到骨干区域的隧道时，OSPFv2是指仅支持网络接口上的IPv4寻址的OSPF版本。它是OSPF部署最广泛的版本。单区域OSPF的区域编号不必编号为区域0。
　　图4OSPF区域类型
　　OSPF支持配置为通告特定路由的各种区域类型，最常见的是正常区域和允许大多数LSA的骨干区域，存根区域通常在远程和分支机构实施，用于默认路由到数据中心，OSPF非末节区域（NSSA）转发来自外部路由域（例如EIGRP）的重分配路由。
　　OSPF路由器类型根据功能和位置进行分类，有骨干路由器、普通路由器、区域边界路由器（ABR）和自治系统边界路由器（ASBR）。OSPFABR路由器在多个区域配置了接口，他们负责广播区域之间的路线，OSPFASBR是OSPF和外部路由域（例如EIGRP或BGP）之间的重新分发点。
　　OSPFLSA路由类型表示路由拓扑信息及其起源，类型1标识单个路由器并称为区域内（O），类型2是网络LSA，因为它与网段（DRBDR）相关联并且也指定为区域内（O），类型3是仅由ABR生成的汇总LSA，称为区域间（IA），类型4LSA是仅从ABR通告的汇总ASBR，它向ASBR通告路由，类型7是源自ASBR并在ABR转换为类型5LSA的NSSALSA。
　　它们为OSPF路由器提供到外部路由域的路由。
　　表3OSPF区域和LSA类型
　　路由收敛
　　链路状态协议的主要特征是在一个区域内的所有邻居之间交换链路状态时创建的全局拓扑数据库，所有区域之间也有链路状态通告，并且路由安装在路由表中。
　　OSPF运行DijkstraSPF算法以计算从链路状态数据库到每个目的地的最短路径（最低成本）并填充路由表，这使得链路状态协议具有极大的可扩展性，具有优化的路由和快速收敛，在更新所有OSPF表后收敛后，只有事件触发的路由更新会发送到邻居。
　　OSPF收敛的正确操作顺序最初始于OSPF邻居交换hello数据包以形成邻居邻接，接下来所有OSPF连接的邻居交换LSA数据包，OSPF邻居然后交换数据库描述符数据包（DBD）以构建拓扑数据库。OSPF运行SPF算法来计算到所有目的地的最短路径，并用于构建路由表。
　　路径选择
　　OSPF链路状态通告（LSA）由拓扑和路由信息组成，SPF根据路由类型和度量计算到每个目的地的最短（最佳）路径。除非配置了静态路由，否则任何仅部署OSPF的路由器都不会考虑管理距离。
　　因此，当有多个OSPF路由到达同一目的地时，会首先根据路由类型安装路由，当有多个相同路由类型的OSPF路由时，OSPF安装度量值最低的路由，最后，安装具有等成本度量的相同路由类型的路由，默认情况下最多可对6条等成本路径进行负载均衡。
　　优先顺序从OSPF区域内（O）路由类型开始，它们代表源自同一区域并具有最高优先级的任何OSPF路由。OSPF区域间（IA）路由在区域之间交换，并且在区域内（O）路由之后首选，最后，还有NSSA和外部路由，它们源自不同的路由协议，通过OSPFASBR再分发路由器。
　　NSSA和外部路由的优先级低于前面提到的其他路由类型，LSAType7源自ASBR，包括NSSAType1路由（N1）和NSSAType2路由（N2）。
　　N1和N2路由从ASBR和传输非末节区域（NSSA）通告，它们在ABR处转换为Type5LSA并泛洪到整个OSPF域。分配给N1的成本是默认度量成本（20）从ASBR到目的地的内部路径成本。分配给N2的成本仅为默认度量成本（20），并在ASBR路由器重新分发点添加。
　　LSA类型5源自ABR，包括外部类型1路由（E1）和外部类型2路由（E2），它们从ABR泛洪到整个OSPF路由域。分配给E1路由的成本是默认度量成本（20）从ASBR到目的地的内部路径成本，分配给E2路由的成本仅为默认度量成本（20），不包括从ASBR到目的地的内部路径成本。根据此处显示的路由类型优先级顺序，它是最不首选的路由。
　　区域内（O）区域间（IA）NSSA（N1）外部（E1）NSSA（N2）外部（E2）
　　指标计算
　　每个路由协议都有一个独特的计算路由度量的方法，OSPF根据接口带宽计算成本指标，启用OSPF的接口的默认成本1。成本100Mbps接口带宽
　　每个网络链路由本地接口和邻居接口组成，分配给接口的最低成本是1，即使计算得出的数字可能更低，OSPF的参考带宽是可配置的，以考虑当今以千兆（1000Mbps）速度开始的更快接口。参考带宽是一个全局配置命令，必须与同一OSPF路由域中的所有路由器匹配。routerospf1autocostreferencebandwidth1000
　　参考带宽方法的替代方法是ipospfcost命令，它允许您直接在网络接口上配置成本指标，第三个选项是使用IOS接口带宽命令手动配置接口速度，这仅影响OSPF计算该特定链路的指标的方式，而不影响接口物理速度，您必须在本地和邻居接口上配置带宽命令，但是不推荐这样做，因为它可能会影响其他路由协议计算度量的方式。
　　特征链路状态路由协议内部网关协议（IGP）管理距离：110仅IP路由IPv6支持（OSPFv3）开放标准第3层（IP协议89）指标接口成本（带宽）参考带宽100Mbps无类路由分层拓扑全局数据库拓扑（LSA）表SPF算法：根据LSA表计算到目的地的最短路径事件触发的路由更新路由器类型：Normal、Backbone、ABR、ASBR区域类型：正常、主干、末节、完全末节、NSSA、完全NSSA路由：区域内（O）、区域间（IA）、NSSA类型1（N1）、NSSA类型2（N2）、外部类型1（E1）、外部类型2（E2）LSA：路由器（类型1）、网络（类型2）、汇总（类型3）、汇总ASBR（类型4）、外部（类型5）、NSSA（类型7）OSPFLSA每30分钟刷新一次组播地址：224。0。0。5（所有OSPF路由器）组播地址：224。0。0。6（仅更新到DRBDR）网络类型：广播、非广播、点对点、点对多点、点对多点非广播）Hello计时器10秒，Dead计时器40秒（广播点对点）Hello定时器30秒，Dead定时器120秒（非广播，点对多点非广播）跳数无限制环路预防：本机（SPF）仅通配符掩码消息认证：无文本密码MD5路由自动汇总：禁用（默认）可扩展到大型企业域负载均衡4条等价路径（默认）
　　增强型内部网关路由协议（EIGRP）
　　EIGRP是Cisco专有的路由协议，开发用于路由各种网络层协议，最近，出现了向单一IP网络架构的转变，互联网和云连接的开放标准，OSPF已开始取代EIGRP，因为它是专有的且可扩展性较差。EIGRP是一种复杂的路由协议，它是非分层的并且通常难以排除故障。
　　EIGRP被归类为高级距离矢量协议，具有距离矢量和链路状态协议的特性。例如，EIGRP只有邻居拓扑表，而不是完整的网络图。与链路状态协议类似，EIGRP确实形成邻居邻接并发送事件触发的更新，而不是定期的完整路由表更新，它是一种类似于OSPF的无类协议，其中子网信息包含在路由更新中。这是一个优势，因为可变长度子网掩码（VLSM）支持在任何位边界上进行无类子网划分和路由汇总，将其与仅支持有类子网划分的距离矢量协议形成对比。不等成本路径负载平衡也是EIGRP独有的，具有差异功能。
　　自治系统
　　EIGRP有一个扁平的拓扑结构，没有像OSFP或ISIS那样的层次结构，相反，您将路由器接口分配给自治系统（AS），EIGRP路由必须在不同的AS编号之间重新分配，多AS设计的优点是新路由的查询更新不会泛洪到本地自治系统之外。较小的网络域大小可以实现更快的收敛时间和更少的路由摆动。
　　图5EIGRP自治系统
　　路由收敛
　　EIGRP路由器在启动时首先向所有邻居发送多播hello数据包，并建立邻居拓扑表，然后将完整的路由表作为单播更新数据包与每个邻居交换以构建拓扑表，路由更新与可靠传输协议（RTP）一起发送，用于面向连接的有保证的数据包交付。当邻居路由器交换了hello消息并且更新数据包被发送到具有完整路由表的邻居时，就会发生邻居邻接。
　　DUAL算法从拓扑表中计算到每个目的地的最佳路径路由，并使用每个目的地的后继（最佳可用）路由填充EIGRP路由表，这是基于从直接连接的邻居通告的路由。后继路由是到具有最低可行距离（FD）的目的地的下一跳。路由的可行距离是根据报告的距离（RD）到通告邻居路由器的本地距离计算得出的。报告的距离是到邻居用路由通告的目的地的路径度量。本地距离是从本地路由器查询到邻居路由器的路由的度量。它代表到达目的地并分配给EIGRP路由的最低（最佳路径）度量。
　　图6EIGRP可行距离计算
　　可行后继是EIGRP拓扑表中的备份路由，而后继路由是路由表中的最佳路由，当后继路由不可用时，EIGRP将可行后继从拓扑表移动到路由表，EIGRP路由器将响应邻居查询，并在没有到达目的地的路由时通知它们。第一步是向邻居发送查询，其中为特定路由设置了无穷大度量。接下来，在拓扑数据库中本地查找可行后继。最后一步是将不可用的路由标记为活动的。
　　EIGRP抑制计时器会影响出现链路故障时网络收敛的速度，每个启用EIGRP的路由器接口都会向其EIGRP邻居发送hello数据包，默认抑制定时器值相当于三个hello数据包不是从邻居发送的。这是EIGRP在宣布邻居不可达、发送再见消息和EIGRP邻居邻接被丢弃之前等待的时间间隔。
　　指标
　　当有多条路由到达同一目的地时，EIGRP根据最低度量选择源和目的地之间的路径，带宽和延迟是用于计算度量值的默认值，延迟是基于接口速度和从源到目的地的累积的固定值，链路带宽不会与EIGRP累积。源和目标之间的每条路径都由多个单独的链接组成。EIGRP检查链路并确定每条路径的最低带宽链路，从所有最低带宽链路中选择具有最高带宽（最低度量）的路径。该带宽值与累积延迟一起用于计算度量并分配给路由。
　　EIGRP确实支持跨多个链接到具有差异功能的同一目的地的不等成本负载平衡，EIGRP的默认设置是在可用时跨四个等成本路径进行负载平衡。其他指标包括MTU、负载和可靠性，可以使用K值进行配置以进行粒度指标计算。
　　特征高级距离矢量路由协议内部网关协议（IGP）管理距离：内部90，外部170，汇总5多协议路由IPv6支持思科专有第3层（IP协议88）指标带宽和延迟（默认）无类路由具有自治系统的扁平拓扑仅邻居拓扑视图最佳路径的DUAL算法：后继可行后继路由事件触发的路由更新定期路由表刷新：无组播地址：224。0。0。10（所有EIGRP邻居）Hello计时器10秒，Dead计时器40秒可靠传输协议（RTP）跟踪路由更新的回复跳数255环路预防：可行性条件水平分割路由中毒标准和通配符掩码消息认证：无文本密码MD5路由自动汇总：禁用（默认）可扩展到大中型企业领域负载均衡4条等价路径或多条不等价路径
　　路由信息协议（RIP）
　　路由信息协议（RIP）是一种较早的路由协议，早于互联网时代，它专为具有基本路由和无子网划分的较小网络域而设计。RIP是一种距离矢量协议，不可扩展，收敛速度慢，只能进行分类寻址。优点是易于部署和故障排除。作为纯粹的距离矢量协议，路由度量是跳数。那是从源到目的地的跳数（距离），选择路由器跳数最少的路由作为最佳路径。RIPv1不支持消息身份验证，因此不太适合Internet连接。除了EIGRP之外，大多数内部网关协议的负载平衡只是等成本路径。
　　表4RIPv1与RIPv2比较
　　RIPv2是对协议标准的增强，旨在解决RIPv1的一些问题。主要区别在于RIPv2是一种无类别协议，其中包含带有路由更新的子网掩码信息，这实现了OSPF、EIGRP、ISIS和BGP支持的相同无类别子网划分。还支持通过文本密码或MD5哈希对RIPv2邻居之间的消息进行身份验证。这提供了跨现代网络域的最低安全级别。
　　图7RIP路由域
　　RIPv2将路由更新发送到多播224。0。0。9，而不是所有路由器都必须处理消息的较旧的255。255。255。255广播方法。RIPv2路由器可以选择向RIPv1路由器发送广播以实现向后兼容性，问题在于RIPv1将汇总有类边界上的任何无类路由。
　　特征距离矢量路由协议内部网关协议（IGP）管理距离：120仅IP路由IPv6支持（RIPng）开放标准应用层（UDP520端口）指标跳数最佳路径到达目的地的最少跳数最大跳数15无类路由（RIPv2）标准子网掩码扁平拓扑仅邻居拓扑视图每30秒更新一次完整的路由组播地址：224。0。0。9（RIPv2）更新计时器30秒，按住计时器180秒环路预防：水平分割路由中毒RIPv2消息认证：文本密码MD5路由自动汇总：启用（默认）仅限中小型网域负载均衡6条等价路径（默认）
　　中间系统到中间系统（ISIS）
　　中间系统到中间系统（ISIS）是一种链路状态路由协议，与OSPF相似，它是一种内部网关协议（IGP），主要用于在大型服务提供商网络域内进行路由，任何跨公共Internet的路由都需要外部网关协议（BGP）。一些优势包括可扩展性、最快的融合和安全性，ISIS数据包不易受到IP欺骗和DDOS攻击，因为它是OSI第2层协议而不是基于IP的协议。CLNS是支持包括IP数据包在内的任何多协议有效负载的传输方式。
　　ISIS创建一个完整的拓扑数据库，并使用Dijkstra算法计算到每个目的地的最短路径，有通告的LSP类似于OSPFLSA用于构建拓扑表。ISIS是一种无类别寻址协议，根据接口成本（带宽）计算最佳路径度量。分配给路由的度量是源和目标之间所有成本的累积，ISIS将所有节点分类为端系统（ES）或中间系统（路由器）。
　　有一个两级层次结构，包括第1级路由器（区域内）、第1级第2级路由器（ABR）和第2级路由器（骨干网），与OSPF不同的是，每个路由器只能分配到一个区域，因此路由器是区域之间的边界，而不是接口。没有所有区域都必须连接的OSPF风格骨干网的概念。然而，存在可以通过基于路由设计的L1L2路由器连接区域的2级路由器。
　　图8ISIS分层级别
　　特征链路状态路由协议内部网关协议（IGP）行政距离：115多协议路由（CLNS）IPv6支持开放标准第2层指标接口成本（带宽）默认成本指标10（分配给接口）无类路由分层拓扑全局数据库拓扑（LSP）表SPF算法根据LSP表计算到目的地的最短路径事件触发的路由更新定期路由表刷新：无你好定时器10秒，你好乘数40秒（广播点对点）跳数无限制环路预防：本机（SPF）仅通配符掩码认证：无文本密码MD5路由自动汇总：禁用（默认）可扩展到大型企业和ISP域负载均衡6条等价路径（默认）
　　边界网关协议（BGP）
　　边界网关协议（BGP）是事实上的互联网路由协议，负责私有IGP路由域之间的域间路由，它是一种外部网关协议（EGP），被视为路径向量协议，BGP本质上是一种距离矢量协议，它通过所有路由更新向邻居通告AS路径信息。
　　图9BGP私有范围自治系统（ASN）
　　不支持负载平衡，但负载共享是通过路径属性策略的一个选项，作为无类路由协议，默认情况下不会自动汇总发布的路由，该架构是非分层的，自治系统编号（ASN）分配给内部BGP（iBGP）或外部（eBGP）连接，eBGP邻居对等体分配给不同的自治系统，而iBGP对等体分配给相同的ASN。
　　BGP自治系统编号（ASN）要么是私有的，要么是公共的，Internet连接需要从服务提供商处分配公共范围的ASN，对于BGP互联网可路由连接，指定的公共范围是从1到64511。从64512到65535的私有AS编号范围用于iBGP和或eBGP网络使用。有一些更大的企业网络域实现了iBGP和或eBGP自治系统。
　　路径属性
　　有一种路径选择算法，可以根据路径属性策略选择最佳路由，每个路径属性还有一个默认设置，在未配置策略时使用该设置。BGP有一个邻居表，该表是在与BGP邻居形成邻接关系时创建的，还有一个拓扑表，用于存储从邻居通告的所有BGP路由。最后，路由器构建BGP路由表，其中仅从拓扑表中安装了最佳路径路由，例如，当一个目的地存在多条路径时，首先选择权重最高的路径。如果权重属性相等，则选择本地优先级最高的路由。
　　表5BGP最佳路径选择算法
　　特征路径向量路由协议外部网关协议（EGP）管理距离：eBGP20、iBGP200仅IP路由IPv6支持（MPBGP）开放标准应用层（TCP179端口）指标路径属性最佳路径选择算法无类路由具有自治系统的扁平拓扑仅邻居拓扑视图每30秒（eBGP）、5秒（iBGP）更新一次完整的路由Keepalive定时器60秒，Hold定时器180秒环路预防：AS路径属性（eBGP）、水平分割（iBGP）标准子网掩码消息认证：无文本密码MD5路由自动汇总：禁用（默认）可扩展到全球企业和互联网域负载均衡：无