🚦 路由选择协议（Routing Protocol）

“路由选择协议”用于让路由器自动发现网络拓扑、计算路径、维护路由表，从而实现数据包的最优转发。

📌 路由选择协议分类

静态路由 vs 动态路由

静态路由（Static Routing）：管理员手动配置，拓扑变化不会自动更新

动态路由（Dynamic Routing）：路由器通过协议自动交换信息并更新路径

内部网关协议（IGP） vs 外部网关协议（EGP）

判断依据：自治系统（AS）

类型 范围 协议
IGP 同一个 AS 内部使用 RIP、OSPF、IS-IS、EIGRP
EGP AS 之间 BGP

距离向量、链路状态、路径向量

协议类型 工作方式 特点 示例
距离向量（DV） 路由器告诉邻居“我到各目的地的距离” 简单、收敛慢、环路风险 RIP
链路状态（LS） 路由器向全网泛洪 LSAs，计算最短路径 收敛快，适合大网，复杂 OSPF、IS-IS
路径向量（PV） 记录路径经过的 AS 序列 适合互联网规模 BGP

📕主流路由协议

RIP（Routing Information Protocol）

类型：IGP + 距离向量协议

度量 metric：跳数（hop count）

最大跳数：15（16 = 不可达）

版本：RIPv1（不支持子网掩码）、RIPv2（支持 CIDR/VLSM，使用组播）

特点：

  • 每 30 秒广播路由更新
  • 简单、配置容易
  • 收敛慢
  • 易产生路由环路 → 引入 水平分割、毒性反转

OSPF（Open Shortest Path First）

类型：IGP + 链路状态协议

度量 metric：带宽（Cost = 100Mbps / 带宽）

算法：Dijkstra 最短路径算法（SPF）

特点：

  • 收敛速度非常快
  • 网络分为区域（Area），Backbone（Area 0）必须存在
  • 使用 Hello 维护邻居关系
  • 采用 LSA 泛洪

适合大型企业网、校园网等结构化网络。

IS-IS

类型：IGP + 链路状态
与 OSPF 类似，但起源于 OSI 网络模型。

特点：

  • 运行在第 2 层，不基于 IP → 灵活
  • 在运营商骨干中大量使用
  • 支持大型拓扑和复杂结构

EIGRP（Cisco 私有）

类型：高级距离向量（混合）
算法：DUAL（Diffusing Update Algorithm）

特点：

  • 收敛快、环路避免效果好
  • 使用多种 metric（带宽、延迟、负载、可靠性等）
  • 仅 Cisco 设备可用（后开源部分协议）

BGP（Border Gateway Protocol）

类型：EGP + 路径向量协议
作用：支撑全球互联网路由（AS 间路由）

特点：

  • 将路径表示为 AS Path
  • 高度可控、安全、可进行策略路由
  • 不追求最快，只追求“策略一致性”
  • 收敛慢（为了稳定）

版本：BGP-4（支持 CIDR）
用于：运营商、跨国公司、互联网骨干。

🧩 路由协议的关键概念

路由环路（Routing Loop）

多个路由器之间互相指向对方，导致路由陷入死循环。

  • RIP：水平分割、毒性反转、最大跳数限制
  • OSPF/IS-IS：LSA + SPF 算法避免环路
  • BGP：AS PATH 防环路

度量（Metric）

用于衡量一条路径优劣，协议各不相同：

协议 Metric
RIP 跳数
OSPF Cost（带宽倒数）
EIGRP 带宽、延迟等复合
BGP 各种策略属性（Local Preference、AS_PATH 等）

收敛（Convergence）

网络变化后所有路由器达成一致状态的时间。
OSPF、IS-IS、EIGRP 收敛快；RIP、BGP 收敛慢。

路由协议对比总结

协议 IGP/EGP 类型 收敛速度 规模 Metric
RIP IGP DV 慢 小 Hop count
OSPF IGP LS 快 大 Cost(带宽)
IS-IS IGP LS 快 非常大 Cost
EIGRP IGP Hybrid 快 中-大 综合
BGP EGP PV 最慢 全球 多种属性