思科 - 路由协议 (RIP、OSPF 和 EIGRP)

路由协议允许网络设备（例如路由器）相互通信并在网络之间共享信息。思科作为网络硬件行业的领导者，在其设备中积极使用不同的路由协议来实现有效的路由。思科设备中常用的一些主要路由协议如下：

• RIP
• OSPF 和
• EIGRP

路由信息协议 (RIP)

路由信息系统 (RIP) 是一种距离矢量路由协议，广泛应用于中小型网络。它以固定的时间间隔（每 30 秒）广播路由更新，每个路由器与其相邻路由器共享其完整的路由表。如果一个设备在 180 秒或更长时间内没有收到另一个设备的更新，则接收设备会认为非更新设备提供的路由不可用。如果 240 秒后仍然没有更新，则该设备会删除所有与非更新设备相关的路由表条目。

因此，路由信息协议定期传输路由更新消息，并在网络拓扑发生变化时传输。当设备收到包含项目修改的 RIP 路由更新时，它会更新其路由表以反映新路由。路径的度量值增加 1，发送方被标识为下一跳。RIP 设备仅保留到目的地的最佳路由（度量值最低的路由）。升级其路由数据库后，设备会立即开始传播 RIP 路由更新，以通知其他网络设备有关更改的信息。这些更新是除了 RIP 设备发送的定期计划更新之外发送的。

总的来说，该协议确定最佳路由的基本标准是跳数，每个跳数表示到达目的地的路径上的一个路由器。但是，RIP 的最大跳数为 15，因此任何跳数超过 15 的路由都被认为是不可到达的。这使得 RIP 适用于更小、更简单的网络，在这些网络中，简单性和易于配置非常重要。

RIP 路由度量

路由信息协议 (RIP) 使用单个路由度量来计算源网络和目标网络之间的距离。从源到目标的路径上的每个跳数都分配一个跳数值，通常为 1。当设备收到包含新的或修改后的目标网络条目的路由更新时，它会将更新中指定的度量值加 1，并将网络添加到路由表。发送方的 IP 地址用于下一跳。如果路由表中未定义接口网络，则不会在后续的 RIP 更新中通告该网络。

OSPF

思科的 OSPF（开放最短路径优先）是一种流行的链路状态路由技术，适用于大型和复杂的网络。它使用 Dijkstra 算法有效地确定数据包的最短路径，其中网络带宽是确定路由成本的主要标准。OSPF 的与众不同之处在于其分层设计，该设计将网络划分为多个区域以减少路由器之间传输的路由信息量。OSPF 将网络划分为**区域**以优化路由并最大程度地减少流量。这种分层方法提高了可扩展性。

**区域 0（骨干区域）** - OSPF 网络的核心；所有区域都必须连接到区域 0。

**非骨干区域** - 这些区域连接到骨干区域，并有助于本地化路由信息。

因此，OSPF 通过将网络划分为区域以分层结构工作，从而提高可扩展性和降低路由成本。骨干区域（指定为区域 0）连接 OSPF 域中的所有其他区域，从而允许在网络中高效地传输数据。

根据路由器在 OSPF 拓扑中的作用，将其分为三组：内部路由器（接口位于同一区域的路由器）、区域边界路由器 (ABR)（连接多个区域）和自治系统边界路由器 (ASBR)（将 OSPF 连接到其他路由协议）。这种结构化方法减少了不必要的流量，同时提高了网络的整体性能。

这种方法减少了开销，同时还提高了可扩展性，使 OSPF 适用于企业级网络。OSPF 支持可变长度子网掩码 (VLSM)，这允许更精确的 IP 地址分配和更有效地使用地址空间。

思科的 OSPF 具有快速收敛功能，这使得网络在发生拓扑更改（例如链路故障）时能够快速稳定。这对于确保网络可用性和减少停机时间至关重要。OSPF 使用多播进行路由更新，从而减少了浪费的流量。它还具有路由身份验证功能，以保护路由更改并防止未经授权的设备将有害路由插入网络。凭借这些功能，OSPF 结合了灵活性和弹性，使其成为拥有大型、动态网络且需要高效、可靠路由的企业的重要选择。

OSPF 的主要优势之一是它能够支持可变长度子网掩码 (VLSM) 和无类别域间路由 (CIDR)，从而可以更有效地使用 IP 地址空间。它快速收敛并对网络更改做出响应，使其成为企业和大型网络的理想选择。但是，OSPF 比 RIP 等更简单的协议更难建立和维护，需要更多的资源（如内存和 CPU 能力）来管理 LSDB 并计算最短路径。尽管如此，由于 OSPF 的持久性、可扩展性和有效管理动态网络情况的能力，它仍然是一种流行的协议。

**OSPF 度量（成本）** - OSPF 使用称为成本的参数来确定最佳路由，该参数与带宽成反比。

EIGRP

增强型内部网关路由协议 (EIGRP) 是一种思科高级路由协议，用于计算机网络中的路由自动化。它专为支持路由器比 RIP（路由信息协议）等旧协议更有效地共享信息而设计，但开销小于 OSPF（开放最短路径优先）等链路状态协议。思科的 EIGRP 是一种动态路由协议，结合了距离矢量和链路状态协议的功能。与像 RIP 这样的传统距离矢量协议不同，RIP 定期广播整个路由表，EIGRP 仅在网络发生变化时以及受影响的路由器发送更新。这种方法减少了带宽利用率并确保了更快的收敛。EIGRP 还使用扩散更新算法 (DUAL)，该算法有助于无环路由并快速从链路故障中恢复，从而导致网络停机时间最少。

EIGRP 曾经是思科的专有协议，但在 2013 年成为开放标准，从而能够在多厂商网络中得到更广泛的应用。它支持无类别域间路由 (CIDR) 和可变长度子网掩码 (VLSM)，使其成为适应当前 IP 地址分配的协议。EIGRP 能够汇总路由并执行自动或手动路由聚合，从而减小路由表大小，从而提高可扩展性。

EIGRP 的主要功能之一是使用综合度量来选择路由，该度量考虑了带宽、延迟、负载和可靠性。它优先考虑带宽和延迟，但网络管理员可以调整度量以满足特定的性能要求。此外，EIGRP 支持等成本和不等成本负载均衡；为网络工程师提供了在多条路径上分配流量的能力。此特性在复杂的大规模网络中非常有用，因为它提高了冗余性和速度。

EIGRP 度量

思科的 EIGRP 使用复杂的度量系统来查找跨网络路由数据的最佳路径。与仅依赖于单个度量（如跳数（如 RIP 中））的更简单的协议不同，EIGRP 使用多个参数确定其度量，使其更能适应不同的网络环境。EIGRP 的默认度量公式考虑了带宽和延迟，但它还可以包含其他度量，例如负载、可靠性和最大传输单元 (MTU)，从而使管理员能够更好地控制路由选择。EIGRP 度量公式包括带宽和延迟等主要组件。

带宽是到达目的地的路径上的最小带宽（以千比特每秒为单位），而延迟是源和目标之间的总延迟（以十微秒为单位）。