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第5章 IP路由选择协议
认证目标
5.01 为什么使用路由选择协议
5.02 静态路由和动态路由
5.03 默认路由
5.04 链路状态和距离向量
5.05 RIP
5.06 IGRP
5.07 OSPF
想象这种情况，整个美国只有一条公路，它将只是曲曲折折地绕到人们想去的每个地
方。每辆汽车、每辆自行车、每个游行队伍、每个行人都必须使用这唯一的一条公路。
成千上万的汽车造成的交通通信量将是令人恐怖的，这会在所有的地方造成拥塞。事故
将使汽车从纽约一直堵车到洛杉矶。很明显，需要将过多的交通量转移到不同的道路上，
以将其分解为可以管理的部分。道路仍然需要交叉，这样人们仍然可以到达它们需要的
任何目的地。多个交叉也可以提供富余的路由，这样可以避免巨大的交通延迟。通过在
不同的路由上发送交通量，可以将交通拥塞压缩到最低限度。所有的事情都变得更加有
效率和可靠。
按照相同的方法，互连网络通信量需要分解，以避免网络通信量拥塞。引导互连网络通
信量达到不同网络上的过程称为路由选择。
5.1 认证目标5.01：为什么使用路由选择协议
互连网络使用路由选择以从一个网络向另一个网络发送数据。为了保证数据使用最佳的
路径到达目的地，在网络上需要某些种类的路由映射。数据旅行的网络映射过程是由路由选
择协议处理的。
局域网( L A N ) 受到天生的性能限制，它依赖于网络的大小或复杂程度。路由器和它们的路
由选择协议，可以解决一般的瓶颈问题和其他降低网络效率的情况。这些限制包括：
• 网络物理段的大小。
• 每个段上的主机数量。
• 冗余度。
• 通信量大小。
• 不同的网络拓扑。
根据网络的类型，无论是 E t h e r n e t 、令牌环网或者其他协议，网络段的大小是受到限制
的。必须创建一个新的跳，以在超出跳大小限制的距离上提供节点。跳大小通常以电缆距
离测量，或者无线限制。例如，使用双绞铜线的 E t h e r n e t 跳中，从节点到集线器的最大物理
距离是受到限制的。当在超出这个距离限制的范围里增加新节点时，必须创建另一个跳，
必须有某些方法可以从一个跳传递通信量到另一个跳。这可以由桥接或者路由选择来完成，
最近更多的使用交换技术。桥接可以将一个或多个物理跳连接起来，就好像连接对于网络
是透明的。在桥接中，将向桥接的跳上的所有节点发送广播，而且所有的节点都被认为是
在同一个逻辑网络 (子网)上。桥接发生在数据链路层。交换为每个交换端口提供专用通道而
增加带宽(也限制了节点处理的通信量 )。交换存在于数据链路层。这两种网络通信量指导方
法相对照，路由将多个逻辑网络，例如 E t h e r n e t 和令牌环网连接为一个互连网络，而每个单
独的逻辑网络保持它的逻辑网络地址。路由选择存在于网络层，并且可以分开管理互连网
络上的跳。
网络拓扑结构上每个段上允许的主机数量是受到限制的。这个限制随着采用的网络拓扑
类型的不同而不同。例如，一个使用双绞铜线的 E t h e r n e t 跳限制了主机或者节点的数量。一旦
达到了最大的主机数量，则必须创建另一个网段，并且到那个网段的通信量必须通过桥接或
路由。
图5-1 两个网络之间的冗余路由
桥接提供了跳之间传递通信量的唯一路径。然而，当需要多个传输路径时，通过提供多
第5章 IP路由选择协议 109
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条路径而实现路由选择。当互连网络通信量需要冗余时，可以用那个选项来实现路由选择协
议。图5 - 1 说明了路由选择的冗余性。
拥塞是通信量超过了网络容量的地点。网络中的拥塞可以使网络效率降低。桥接、交换
和路由选择可以控制通信量。
一些路由选择协议可以进行流量控制，所以，如果一个路由器拥塞了，另一个向它发送
互连网络通信量的路由器可以由路由选择协议通知，以降低它向那个路由器发送数据的速率。
路由选择协议完成这个操作，以确保当路由器过载时，可以得到最小的延迟。图 5 - 2 说明了用
路由选择协议控制通信量的过程。
图5-2 路由选择控制通信量
不同的网络拓扑结构，例如 F D D I 、X . 2 5 和AT M ，不总是可以桥接或者交换，因为物理介
质或物理层协议的本质阻止它这样作。为了传输互连网络通信量，不同的网络必须经过路由，
如图5 - 3所示。
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拥塞的路由器对其他路由
器发送通知，以降低发送
数据的速率，避免延迟
图5-3 不同的网络路由
理论
有两种基本机制构成路由选择：
• 路由的确定。
• 互连网络上数据包的传递。
这些术语将对每个路由选择协议进行讨论。有几个不同的路由选择协议，例如 R I P 或
O S P F ，而且每一个都以不同的方式确定了最佳路由。如果数据传输本身是相似的，尽管在不
同的路由选择协议中不同。
确定路由的算法
确定路由中必须要注意的一个术语就是度 ( m e t r i c ) 。度是在路由选择协议算法完成计算后
得到的一个变量值，例如网络延迟。度的目的是确定最佳路由。
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