路由协议基础
- 简介
- 路由迭代
- 路由器及路由基本原理
- 静态路由与动态路由
- 路由表和FIB表
- 路由协议的优先级
- 路由的度量
- 负载分担与路由备份
- IP FRR
- 路由的收敛
- 缺省路由
- 不同路由协议的互相引入
- 自治系统
- 可变长子网掩码
- 全0和全1子网
- 路由策略
- 策略路由
- 相关链接
简介
路由（Routing）是数据通信网络中一个基本的概念。路由就是通过互联的网络把信息从源地址传输到目的地址的活动。路由发生在OSI网络参考模型中的第三层（即网络层）。我们将具有路由转发功能的设备称为广义上的路由器。
当路由器收到一个IP数据包，路由器会根据目的IP地址在设备上的路由表（Routing Table）中进行查找，找到“最匹配”的路由条目后，将数据包根据路由条目所指示的出接口或下一跳IP转发出去。路由表中装载着路由器通过各种途径获知的路由条目（Routes）。路由器可通过静态、动态等方式获取路由条目并维护自己的路由表。
什么是路由协议
较小的网络通常可以手动设置路由表（即静态方式），但较大且拥有复杂拓扑的网络可能常常变化，若要手动创建、维护路由表是不切实际的。因此，人们希望路由器可以动态的（即动态方式）按照某种协议来自动创建维护路由表以解决这个问题，从而使得网络能够近自主的适应变化，避免故障。这些协议被称为路由协议。
路由协议的分类
路由协议可以有多种分类方式，常见的分类方式如下：
- 按照路由协议使用的算法分：
- 距离矢量路由协议，例如：RIP（Routing Information Protocol）
- 链路状态路由协议，例如：OSPF（Open Shortest Path First）
- 按照路由协议作用的区域划分：
- 内部网关协议（Interior Gateway Protocol），在单一的自治系统中交换路由信息，例如：OSPF（Open Shortest Path First）
- 外部网关协议（Exterior Gateway Protocol），在不同的自治系统中交换路由信息，例如：BGP（Border Gateway Protocol）
常见的路由协议有哪些
目前常用的路由协议有：
- OSPF（Open Shortest Path First）
- RIP（Routing Information Protocol）
- IS-IS（Intermediate System to Intermediate System）
- BGP（Border Gateway Protocol）
其中，最多被使用到的路由协议为OSPF和BGP。
路由器及路由基本原理
在因特网中，网络连接设备用来控制网络流量和保证网络数据传输质量。常见的网络连接设备有集线器（Hub）、网桥（Bridge）、交换机（Switch）和路由器（Router）。这些设备的基本原理类似，下面就以路由器为例来介绍一下设备的基本原理。
路由器是一种典型的网络连接设备，用来进行路由选择和报文转发。路由器根据收到报文的目的地址选择一条合适的路径（包含一个或多个路由器的网络），然后将报文传送到下一个路由器，路径终端的路由器负责将报文送交目的主机。
路由就是报文从源端到目的端的路径。当报文从路由器到目的网段有多条路由可达时，路由器可以根据路由表中最佳路由进行转发。最佳路由的选取与发现此路由的路由协议的优先级、路由的度量有关。当多条路由的协议优先级与路由度量都相同时，可以实现负载分担，缓解网络压力；当多条路由的协议优先级与路由度量不同时，可以构成路由备份，提高网络的可靠性。
路由迭代
路由必须有直连的下一跳才能够指导转发，但是路由生成时下一跳可能不是直连的，因此需要计算出一个直连的下一跳和对应的出接口，这个过程就叫做路由迭代。BGP路由、静态路由和UNR路由的下一跳都有可能不是直连的，都需要进行路由迭代。
例如，BGP路由的下一跳一般是非直连的对端loopback地址，不能指导转发，需要进行迭代。即根据以BGP学习到的下一跳为目的地址在IP路由表中查找，当找到一条具有直连的下一跳、出接口信息的路由后（一般为一条IGP路由），将其下一跳、出接口信息填入这条BGP路由的IP路由表中并生成对应的FIB表项。
对于BGP私网路由，需要隧道进行转发，路由的下一跳一般是远端PE的Loopback地址，不能指导转发，也需要进行路由迭代，即在隧道列表中查找到达该Loopback地址的隧道，将该隧道信息填入路由表中并生成对应的FIB表项。
静态路由与动态路由
静态路由与动态路由的区别
路由协议是路由器之间维护路由表的规则，用于发现路由，生成路由表，并指导报文转发。依据来源的不同，路由可以分为三类：
- 通过链路层协议发现的路由称为直连路由。
- 通过网络管理员手动配置的路由称为静态路由。
- 通过动态路由协议发现的路由称为动态路由。
静态路由配置方便，对系统要求低，适用于拓扑结构简单并且稳定的小型网络。缺点是不能自动适应网络拓扑的变化，需要人工干预。
动态路由协议有自己的路由算法，能够自动适应网络拓扑的变化，适用于具有一定数量三层设备的网络。缺点是配置对用户要求比较高，对系统的要求高于静态路由，并将占用一定的网络资源和系统资源。
动态路由的分类
对动态路由协议的分类可以采用以下不同标准：
根据作用范围不同，路由协议可分为：
- 内部网关协议IGP（Interior Gateway Protocol）：在一个自治系统内部运行。常见的IGP协议包括RIP、OSPF和IS-IS。
- 外部网关协议EGP（Exterior Gateway Protocol）：运行于不同自治系统之间。BGP是目前最常用的EGP协议。
根据使用算法不同，路由协议可分为：
- 距离矢量协议（Distance-Vector Protocol）：包括RIP和BGP。其中，BGP也被称为路径矢量协议（Path-Vector Protocol）。
- 链路状态协议（Link-State Protocol）：包括OSPF和IS-IS。
以上两种算法的主要区别在于发现路由和计算路由的方法不同。