摘要：在网络通信中，动态路由协议是实现自动化路径选择和优化的关键技术。它们能够根据网络拓扑的变化自动调整路由表，确保数据包高效、可靠地传输。

号主：老杨丨11年资深网络工程师，更多网工提升干货，

晚上好，我的网工朋友。

在网络通信中，动态路由协议是实现自动化路径选择和优化的关键技术。它们能够根据网络拓扑的变化自动调整路由表，确保数据包高效、可靠地传输。

掌握常见的动态路由协议对于网络工程师来说至关重要，不仅有助于设计和维护复杂的网络架构，还能提高网络的稳定性和效率。

今天就用一篇文章带大家熟悉5大动态路由协议：RIP、EIGRP、IS-IS、OSPF、BGP，看完再也不迷惑了！

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RIP 是一种内部网关协议（IGP），用于在同一个自治系统（AS）内的路由器之间交换路由信息。它使用跳数（Hop Count）作为度量标准，最大跳数为 15（超过 15 跳的网络被认为是不可达的）。

01 工作原理

初始化：当路由器启动时，它会广播其直接连接的子网信息给邻居路由器。

周期性更新：每隔 30 秒左右，RIP 路由器会向所有邻居发送完整的路由表。

触发更新：当路由表发生变化时，路由器会立即发送更新消息，而不是等待下一次周期性更新。

路由选择：接收方路由器根据收到的路由信息和本地路由表计算最佳路径，并更新自己的路由表。

垃圾收集：如果某个路由在 180 秒内没有收到更新，则认为该路由失效，并从路由表中移除。

RIPv1

特点：不支持 VLSM（可变长子网掩码），仅使用有类 IP 地址。

广播更新：使用广播地址（255.255.255.255）发送更新信息。

应用场景：适用于早期的小型、简单网络环境。

RIPv2

特点：支持 VLSM 和无类域间路由（CIDR），提高了地址分配的灵活性。

组播更新：使用多播地址（224.0.0.9）发送更新信息，减少了对非相关设备的影响。

认证机制：引入了简单的明文或 MD5 认证，增强了安全性。

应用场景：适用于稍复杂的小型到中型企业网络。

小型网络：由于其配置简单，适合小型企业或家庭网络。

教育和实验环境：常用于教学和实验，帮助学生理解基本的路由原理。

备份路由：可以作为其他更高级协议的补充，提供额外的冗余路径。

EIGRP（增强型内部网关路由协议）是 Cisco 开发的一种高级距离向量路由协议。它结合了距离向量和链路状态路由协议的优点，提供了更快的收敛速度、更好的扩展性和更高效的资源利用。

尽管 EIGRP 主要用于 Cisco 设备，但其性能和灵活性使其成为企业网络中广泛采用的路由协议之一。

01 工作原理

邻居发现：EIGRP 路由器通过 Hello 数据包与其他路由器建立邻居关系，并定期发送 Hello 消息以保持连接。

更新消息：只有当路由信息发生变化时，EIGRP 才会发送增量更新，而不是周期性地广播整个路由表。

DUAL 算法：使用 DUAL 算法计算最短路径，并维护备用路径（Feasible Successors），以便在网络故障时快速切换。

多播通信：默认情况下，EIGRP 使用多播地址（224.0.0.10 或 239.0.0.10）发送更新消息，减少对非相关设备的影响。

分层设计：支持自动总结功能，将多个子网汇总为一个较大的网络，简化路由表。

DUAL 算法

快速收敛：DUAL 算法能够在几秒钟内检测到拓扑变化并重新计算最佳路径。

无环路保证：确保在任何情况下都不会形成路由环路。

多协议支持

跨协议操作：EIGRP 可以为不同网络层协议（如 IPv4、IPv6）提供统一的路由管理。

兼容性：虽然最初为 Cisco 设备设计，但现在也有第三方厂商支持 EIGRP。

高效带宽利用

增量更新：仅发送必要的路由变更信息，减少了带宽占用。

多播通信：使用多播地址传输更新消息，降低了广播风暴的风险。

可扩展性

大规模网络：适用于从中小企业到大型企业网络的各种规模。

区域划分：可以通过配置不同的 EIGRP 进程来实现逻辑上的区域划分，提高管理和性能。

企业网络：特别适合需要高性能和高可靠性的企业网络环境。

混合网络：对于同时运行多种网络层协议的环境，EIGRP 提供了统一的解决方案。

冗余路径：EIGRP 的 Feasible Successors 功能确保了在网络故障时快速恢复，增强了网络的稳定性。

IS-IS 是一种基于 OSPF 的链路状态路由协议，但它具有独特的层次结构和一些特有的功能。IS-IS 使用 SPF（Shortest Path First）算法来计算最短路径，并通过泛洪机制在整个网络中传播链路状态信息。

01 工作原理

邻居发现：IS-IS 路由器通过 Hello 数据包与其他路由器建立邻居关系，并定期发送 Hello 消息以保持连接。

链路状态通告 (LSP)：每个路由器生成描述其直连链路状态的 LSP，并将其泛洪到整个网络。

链路状态数据库 (LSDB)：所有路由器维护一个一致的 LSDB，包含整个网络的拓扑信息。

SPF 计算：使用 SPF 算法计算最短路径树，确定到达每个目的地的最佳路径。

层次结构：IS-IS 支持 Level-1 和 Level-2 路由器，允许在区域内和区域间进行分层路由。

Level-1 路由器

特点：仅了解自己所属区域内的拓扑信息，负责区域内路由。

应用场景：适合小型或中型企业网络中的局部区域。

Level-2 路由器

特点：了解整个自治系统（AS）的拓扑信息，负责区域间的路由。

应用场景：适合大型企业和服务提供商网络中的骨干路由。

混合路由器

特点：同时具备 Level-1 和 Level-2 功能，可以在区域内和区域间转发流量。

应用场景：用于连接不同区域的边界路由器。

服务提供商网络：由于其高效、可扩展和快速收敛的特点，IS-IS 广泛应用于电信运营商和服务提供商网络。

大型企业网络：特别适合需要高性能和高可靠性的大型企业网络环境。

IPv6 网络：IS-IS 对 IPv6 的原生支持使其成为部署 IPv6 网络的理想选择。

OSPF（Open Shortest Path First）是一种广泛应用的链路状态路由协议，主要用于内部网关协议（IGP）。它基于 Dijkstra 的最短路径优先算法（Shortest Path First, SPF），能够高效地计算最优路径，并通过泛洪机制在整个网络中传播链路状态信息。

OSPF 支持复杂的网络拓扑结构和大规模网络部署，是企业和服务提供商网络中的重要组成部分。

01 工作原理

邻居发现：OSPF 路由器通过 Hello 数据包与其他路由器建立邻居关系，并定期发送 Hello 消息以保持连接。

链路状态通告 (LSA)：每个路由器生成描述其直连链路状态的 LSA，并将其泛洪到整个网络。

链路状态数据库 (LSDB)：所有路由器维护一个一致的 LSDB，包含整个网络的拓扑信息。

SPF 计算：使用 SPF 算法计算最短路径树，确定到达每个目的地的最佳路径。

区域划分：OSPF 支持将网络划分为多个区域，以提高可扩展性和性能优化。

骨干区域 (Area 0)

特点：所有其他区域必须直接或间接连接到骨干区域，负责跨区域的路由汇总。

应用场景：作为网络的核心部分，确保不同区域之间的通信。

普通区域

特点：常规的 OSPF 区域，包含完整的链路状态信息。

应用场景：适用于不需要特殊处理的常规网络部分。

NSSA（Not-So-Stubby Area）

特点：允许引入外部路由（如 BGP），但不会泛洪 Type 5 LSA。

应用场景：适合需要引入外部路由但又希望限制内部 LSA 泛洪的环境。

Stub 区域

特点：不允许接收外部路由信息（Type 5 LSA），减少了 LSDB 的大小和复杂性。

应用场景：适用于边缘网络或需要简化路由表的环境。

企业网络：由于其高效的路由计算和良好的扩展性，OSPF 广泛应用于企业网络中。

服务提供商网络：支持复杂的网络拓扑结构和大规模部署，适合电信运营商和服务提供商。

IPv6 网络：OSPFv3 对 IPv6 提供了原生支持，成为部署 IPv6 网络的理想选择。

混合网络：支持多种网络层协议，简化了多协议网络的管理。

BGP（Border Gateway Protocol）是互联网上最重要的外部网关协议之一，主要用于自治系统（AS）之间的路由选择。

BGP 是一种用于自治系统之间的路径矢量协议，主要负责在不同 AS 之间交换路由信息。它使用 TCP 端口 179 进行通信，确保连接的可靠性，并通过定期发送 Keepalive 消息来维持邻居关系。

01 工作原理

邻居建立：BGP 路由器通过 TCP 连接与其他 BGP 路由器建立邻居关系。

路由交换：初始时，路由器会交换完整的路由表；之后，只发送增量更新。

路由选择：每个路由器根据本地策略和属性（如 AS_PATH、MED、Local Preference 等）选择最佳路径。

路由传播：选定的最佳路径会被泛洪到其他邻居，形成全局一致的路由视图。

路径矢量：BGP 使用 AS_PATH 属性记录路径经过的所有 AS，防止环路并提供灵活的路由控制。

IBGP（内部 BGP）

特点：在同一自治系统内的路由器之间运行，主要用于冗余和负载均衡。

应用场景：确保自治系统内部的路由一致性，特别是在多出口环境中。

EBGP（外部 BGP）

特点：在不同自治系统之间的路由器之间运行，主要用于跨 AS 的路由交换。

应用场景：连接不同的服务提供商或企业网络，确保互联网的互联互通。

服务提供商网络：BGP 是互联网骨干网的主要路由协议，确保全球范围内的数据传输。

大型企业网络：适用于拥有多个互联网出口的企业，提供灵活的路由控制和冗余机制。

数据中心互联：用于连接不同地理位置的数据中心，确保高可用性和性能优化。

内容分发网络（CDN）：通过 BGP 实现全球范围的内容分发，优化用户访问体验。

收敛速度

RIP：由于使用距离向量算法且更新周期较长，收敛速度较慢。

EIGRP：通过 DUAL 算法实现快速收敛，能够在几秒钟内响应拓扑变化。

IS-IS：基于 SPF 算法，具有较快的收敛速度，尤其适合大型网络。

OSPF：同样基于 SPF 算法，支持区域划分，能够快速收敛并优化性能。

BGP：作为路径矢量协议，收敛速度相对较慢，但在大规模网络中仍能有效工作。

扩展性

RIP：最大跳数限制为 15，不适合大型网络。

EIGRP：支持大规模网络，适用于企业和服务提供商网络。

IS-IS：具备良好的扩展性，广泛应用于服务提供商和大型企业网络。

OSPF：支持复杂的网络拓扑结构和大规模部署，特别适合分层设计。

BGP：支持全球范围内的大规模网络，是互联网骨干网的主要协议。

带宽消耗

RIP：频繁广播更新信息，可能导致较高的带宽消耗。

EIGRP：仅发送增量更新，减少了不必要的带宽占用。

IS-IS：使用多播通信，降低了对非相关设备的影响。

OSPF：通过区域划分减少泛洪范围，降低了带宽消耗。

BGP：维护大量路由信息，但通过增量更新和 TCP 传输，带宽消耗相对可控。

小型网络

RIP：配置简单，适合小型企业或家庭网络。

EIGRP：虽然功能强大，但对于小型网络可能过于复杂。

中型企业网络

EIGRP：提供了高性能和灵活性，适合需要快速收敛和冗余路径的企业网络。

OSPF：支持复杂的网络拓扑结构和区域划分，适合中大型企业网络。

大型企业和服务提供商网络

IS-IS：以其高效的拓扑计算和良好的扩展性，成为大型企业和服务提供商的首选。

OSPF：支持大规模部署和复杂的网络设计，广泛应用于企业和服务提供商网络。

互联网骨干网

BGP：作为外部网关协议，确保全球范围内的互联互通，是互联网骨干网的核心协议。

RIP：配置简单，易于理解和管理，适合初学者。

EIGRP：相比 RIP 更复杂，但提供了更强大的功能。

IS-IS：配置较为复杂，但提供了高效的路由计算和良好的扩展性。

OSPF：配置复杂度适中，支持丰富的特性和灵活的网络设计。

BGP：配置最为复杂，但提供了高度的路由控制和灵活性。

RIP：安全性较低，缺乏复杂的认证机制。

EIGRP：支持 MD5 认证，增强了安全性。

IS-IS：支持多种认证机制，增强了路由信息的安全性。

OSPF：支持 MD5 或 SHA 加密认证，提供了较强的安全性。

BGP：支持多种认证机制（如 MD5），并通过 AS_PATH 属性防止环路。

来源：网络工程师俱乐部一点号