CCNA 认证/路由协议

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路由和路由协议

“路由协议”和“路由协议”之间经常会产生混淆。

路由协议

路由协议是任何 网络层协议，它在其网络层地址中提供足够的信息，以便根据寻址方案，在不知道从源到目的地的完整路径的情况下，将数据包从一台主机转发到另一台主机。路由协议定义数据包中字段的格式和使用方式。数据包通常从终端系统传输到终端系统。几乎所有网络层协议以及在其上分层的协议都是可路由的，IP就是一个例子。

数据链路协议（如以太网）必然是不可路由协议，因为它们只包含链路层地址，这对于路由来说是不够的：一些直接基于这些协议而没有添加网络层地址的高级协议，例如'NetBIOS'，也是不可路由的。

路由协议

路由协议用于路由算法的实现中，以方便在网络之间交换路由信息，从而使路由器能够动态地构建路由表。在某些情况下，路由协议本身可以在路由协议上运行：例如，BGP在 TCP 上运行：在这些系统的实现中需要格外小心，不要在路由协议和路由协议之间创建循环依赖关系。

可以在 路由协议列表 中找到路由协议列表。

路由度量

路由度量包括路由算法用来确定选择一条路由而不是另一条路由的任何值。度量可以考虑诸如带宽、延迟、跳数、负载、MTU、可靠性和成本等信息。路由表只存储最佳可能的路由，而 链路状态或拓扑数据库也可能存储所有其他信息。

当路由器“知道”两条或多条从两个不同的路由协议到相同目的地的不同路由时，它们使用名为管理距离的功能来选择最佳路径。管理距离定义了路由协议的可靠性。每个路由协议都使用管理距离值按最可靠到最不可靠的顺序进行优先级排序。静态路由的管理距离低于（优于） OSPF 路由，而 RIP 路由则更低。

路由算法类别

距离矢量算法

距离矢量算法使用贝尔曼-福特算法。这种方法为网络中每个节点之间的每个链路分配一个数字，即成本。节点将通过导致总成本最低（即使用节点之间链路的成本之和）的路径从点 A 发送信息到点 B。

该算法的操作方式非常简单。当一个节点首次启动时，它只知道其直接邻居以及到达它们的直接成本。（这些信息，即目的地列表、到达每个目的地的总成本以及发送数据的下一跳以到达那里，构成了路由表或距离表。）每个节点定期向其每个邻居发送它当前对到达所有已知目的地的总成本的看法。相邻节点(s)检查这些信息，并将其与它们已经“知道”的信息进行比较；任何代表它们已经拥有的信息改进的信息，它们都会将其插入自己的路由表(s)中。随着时间的推移，网络中的所有节点都将发现所有目的地的最佳下一跳以及最佳总成本。

当一个节点出现故障时，将该节点用作某些目的地的下一跳的节点会丢弃这些条目，并创建新的路由表信息。然后，它们将此信息传递给所有相邻节点，相邻节点会重复此过程。最终，网络中的所有节点都将收到更新的信息，然后它们将发现新的路径来到达它们仍然可以“到达”的所有目的地。

链路状态算法

在应用链路状态算法时，每个节点都以图的形式使用网络地图作为其基本数据。为了生成这个地图，每个节点都会向整个网络广播有关其可以连接到的其他节点的信息，然后每个节点独立地将这些信息组装成一个地图。使用这张地图，每个路由器都会独立地确定从自身到其他每个节点的最佳路由。

用于执行此操作的算法，Dijkstra 算法，通过构建另一种数据结构（树）来实现，该树以当前节点本身作为根节点，并包含网络中的所有其他节点。它从一个只包含自身节点的树开始。然后，它会从尚未添加到树中的节点集中，一次添加一个节点，该节点具有最低的成本才能到达树中已存在的相邻节点。此过程会一直持续到所有节点都出现在树中。

然后，这棵树用于构建路由表，为从节点本身到任何其他网络提供最佳的下一跳等信息。

路由算法比较

距离向量路由协议在小型网络中简单高效，并且几乎不需要管理。但是，它们不具有很好的可扩展性，并且收敛性能很差，这导致了更复杂但更具可扩展性的 链路状态路由协议 的开发，用于大型网络。距离向量协议存在无穷计数问题 [1]。

链路状态路由的主要优势在于它对连接变化的反应更快，并且在有限的时间内完成。此外，在网络上传输的 链路状态 数据包比距离向量路由中使用的的数据包更小。距离向量路由需要传输整个节点路由表，而链路状态路由只需要传输有关节点直接邻居的信息。因此，这些数据包足够小，以至于不会消耗任何重要的网络资源。链路状态路由的主要缺点是，它需要比距离向量路由更多的存储空间和计算能力。

路由协议

路由器相互通信以了解网络和附近设备的状态。它们用于相互通信的协议，即路由协议，不应与承载网络数据的 ROUTED 协议（如 IP 和 IPX）混淆。

常见的路由协议包括 RIP、RIPv2、IGRP、EIGRP、IS-IS 和 BGP。在 CCNA 考试中，您需要精通 RIP、RIPv2、IGRP 和 EIGRP。您应该了解 IS-IS 和 BGP，并且能够配置基本的 OSPF。

存在两种主要的路由协议类型：距离向量和链路状态。第三种类型被称为平衡混合型（现在称为“高级距离向量”），它结合了链路状态和距离向量协议的特性。

距离向量路由协议示例

• RIP（路由信息协议）
• RIPv2

链路状态路由协议示例

• OSPF（开放最短路径优先）
• IS-IS

高级距离向量路由协议示例

• EIGRP“增强型网关路由协议”

路由器可以配置为使用静态路由，即网络管理员为路由器配置有关网络上路由的信息，或者路由器可以使用路由协议动态地学习路由。