RIP和OSPF协议工作原理分析

宽带通信网论文宽带通信网论文 题题目：目：RIPRIP 和和 OSPFOSPF 协议工作原理分析协议工作原理分析 班班级：级：4 4 班班 学学号：号：105508105508 姓姓名：郭晋杰名：郭晋杰 1 RIPRIP 和和 OSPFOSPF 协议工作原理分析协议工作原理分析 郭晋杰 105508 摘要摘要：本文主要分析了内部网关协议中的路由信息协议（RIP）和开放式最 短路径优先协议（OSPF）这两种网络协议的工作原理，并从各个方面分析了这两 种路由选择协议的区别，总结出了其分别适用的网络。 关键词：关键词：路由信息协议； 开放式最短路径优先协议；自治系统 引言引言 在如今的计算机网络中，当两台非直接连接的计算机需要经过几个网络 通信时， 通常就需要路由器。路由器提供一种方法来开辟通过一个网状联结的路 径。 那么路径是怎么建立的呢路由选择协议的任务是，为路由器提供他们建立通 过网状网络最佳路径所需要的相互共享的路由信息。路由信息协议（RIP）和开 放式最短路径优先协议（OSPF）作为基于 TCP/IP 的计算机网络中广泛应用的内 部网关协议，深入理解其工作原理对研究计算机网络有着很好的促进作用。 1.1.路由信息协议路由信息协议 1.11.1 路由信息协议简介路由信息协议简介 路由信息协议（Routing Ination Protocol）是内部网关协议 IGP 中最先得到广泛应用的协议。这个网络协议最初由加利弗尼亚大学的 BerKeley 所提出， 其目的在于通过物理层网络的广播信号实现路由信息的交换，从而提供 本地网络的路由信息。RIP 是一种分布式的基于距离向量的路由选择协议，是因 特网的标准协议，其最大的优点就是简单。 1.21.2 路由信息协议的工作原理路由信息协议的工作原理 路由信息协议功能的实现是基于距离矢量的运算法则，这种运算法则在 早期的网络运算中就被采用。简单来说， 距离矢量的运算引入跳数值作为一个路 由量度。每当路径中通过一个路由，路径中的跳数值就会加1。这就意味着跳数 值越大，路径中经过的路由器就有多，路径也就越长。而路由信息协议就是通过 2 路由间的信息交换，找到两个目的路由之间跳数值最小的路径。 具体来说，在起始阶段，每个路由器只含有相邻路由的信息，相邻的路 由器之间会发送路由信息协议请求包以得到路由信息。以此方式，路由器得到了 其所知的所有路由器的网络信息。之后，每个路由器都会检查，比较这些信息， 并且把到达每一个不同路由器的路由量度———跳数值最小的路径信息储存在 路由表中。最终，所有的路由器与其他路由器之间路径的量度值都会是最小的， 即路径最短。 为了避免在起始路由器和目的路由器之间的路径中出现回路，路由 信息协议设定了每条路径中跳数的极限值。 在路由信息协议中，每条路经中跳数 的最大值设定为 15。当跳数的值达到16 时，路径将被认定为无限远，同时目的 路由器也将被认定为无法达到。 跳数极限值的引入避免了路径中出现无限循环的 回路，但同时，这也限制了路由信息协议所能支持的网络的大小。一般情况下， 路由信息协议中的路由器以 30s 为一个周期， 每经过一个周期或者当网络的拓扑 结构发生改变时，路由器会发送路由更新信息。 当其他路由器受到了路由更新信 息时，路由器会检测信息中的改变，并且更新自身的路由数据库。在路由器更新 其路由数据库的工程中，路由器只会保存到达目的路由器的最佳路径，即路径中 跳数值最小的路径，以此来完成路由信息的更新。当一个路由器完成了路由信息 的更新后， 他将会把更新后的路由信息以广播的形式发送给相邻路由器，以此类 推以完成整个网络中所有路由器中路由信息的更新。 需要注意的是，RIP 不能再两个网络之间同时使用多条路由。RIP 选择一 条最少路由器的路由器的路由（即最短路由） ，哪怕还存在另一条高速（低时延） 但路由器较多的路由。同时，为了规范路由器的性能，在路由器资讯协议中还定 义了路由更新计时器，路由超时计时器，以及路由更新计时器。 1.31.3 RIPRIP 协议的特点协议的特点 由 RIP 协议的工作原理可以得到，其有如下 3 个特点： (1)仅和相邻路由器交换信息。 如果两个路由器之间的通信不需要经过另 一个路由器，那么这两个路由器就是相邻的。RIP 协议规定，不相邻的路由器不 交换信息。 (2)路由器交换的信息时当前本路由器所知道的全部信息， 即自己的路由 3 表。也就是说，交换的信息时： “我到本自治系统中所有网络的最短距离，以及 到每个网络应经过的下一跳路由” 。 (3)按固定的时间间隔交换路由信息， 然后路由器根据收到的路由信息跟 新路由表。 当网络拓扑发生变化时，路由器也及时向相邻路由器通告拓扑变化后 的路由信息。 1.41.4 路由信息协议的局限路由信息协议的局限 虽然路由器资讯协议是具有简单，直接等特点。但是，由于本身的不足， 路由器资讯协议在使用中也受到一些限制： (1)由于跳数极限值的限制， 路由器资讯协议不适用于大型网络。如果网 络过大， 跳数值将超过其极限， 路径即被认定无效， 从而使得网络无法正常工作。 (2) 由于任意一个网络设备都可以发送陆游更新信息，路由器资讯协议 的可靠性和安全性无法得到保证。 (3) 路由器资讯协议所使用的均算法则是距离矢量运算，这仅仅考虑了 路径中跳数值的大小。然而在实际应用中， 网络时延以及网络的可靠性将成为影 响网络传输质量的重要指标。因此跳数值无法正确反映出网络的真实情况，从而 使得路由器在路径选择上出现差错。 (4) 路由信息的更新时间过长，同时由于在更新时路由器发送全部的路 由表信息占用了更多的网络资源，因此路由器资讯协议对于网络带宽要求更高， 增加网络开销。 2.2. 开放式最短路径优先协议开放式最短路径优先协议 开放式最短路径优先协议简介开放式最短路径优先协议简介 开放式最短路径优先（Open Source Path First）协议，也是一种内部 网关协议。它是为克服 RIP 的缺点在 1989 年开发出来的。开放式最短路径优先 协议主要用于在自主系统中的路由器之间传输路由信息。相较于路由信息协议， 开放式最短路径优先协议适用网络的规模更大，范围更广。此外，开放式最短路 径优先协议也摆脱了距离矢量的运算法则， 而是基于另外一种运算， 由 Dijkstra 提出的最短路径算法。同时，该协议也能够支持分层网络，这使得开放式最短路 4 径优先协议的应用更加具有灵活性，广泛性。OSPF 的第二个版本 OSPF2 已成为 因特网标准协议。 这里需要注意的是，OSPF 只是一个协议的名字，它并不表示其他的路由 选择协议不是“最短路径优先” 。实际上，所有的在自治系统内部使用的路由选 择协议都是要寻找一条最短的路径。 开放式最短路径优先协议的工作原理开放式最短路径优先协议的工作原理 开放式最短路径协议是一种内向型自治系统的路由协议，但是，该协议 同样能够完成在不同自治系统内收发信息的功能。为了便于管理，开放式最短路 径优先协议将一个自治系统划分为多个区域。在自治系统所划分出的各个区域 中， 区域 0 作为开放式最短路径优先协议工作下的骨干网，该区域负责在不同的