簡論RIP協(xié)議與OSPF協(xié)議的區(qū)別

潘強

【摘要】路由信息協(xié)議RIP（Routing Information Protocol）與開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議OSPF（Open Shortest Path First）都是工作在TIC/IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)層的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP），在網(wǎng)絡(luò)拓撲路徑尋址中擔(dān)任重要的角色。筆者介紹這兩種協(xié)議的基本特點，以及兩者的應(yīng)用領(lǐng)域，在此基礎(chǔ)上探討這兩種網(wǎng)路協(xié)議的不同之處。

【關(guān)鍵字】RIP OSPF IGP 網(wǎng)路拓撲

1 引言

進入21世紀以來，我國網(wǎng)絡(luò)發(fā)展越來越迅猛，更多的傳統(tǒng)設(shè)備如電視，手機，空調(diào)，汽車等接入到了計算機網(wǎng)絡(luò)中，如何訪問這些設(shè)備，需要更加完善的網(wǎng)絡(luò)中繼器，比如集線器，交換機，路由器等。要使這些設(shè)備正常工作則需要各種配置協(xié)議。

本文從計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)出發(fā)，引出網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議中基于不同算法進行路由尋址的兩種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議RIP和OSPF，闡述兩者的基本內(nèi)容與特點，從其報文格式，路由算法，可作用的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模來探討兩者的區(qū)別。

2 動態(tài)路由協(xié)議

拓撲在計算機網(wǎng)絡(luò)中即是指連接各結(jié)點的形式與方法。網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)反映出網(wǎng)中各實體的結(jié)構(gòu)關(guān)系，是實現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)。

不同拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)稱為異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)有不同的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)技術(shù)，路由器使得異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)可以相互訪問。路由器根據(jù)其內(nèi)部的路由表轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包，路由表里的項目存儲著數(shù)據(jù)包從某個網(wǎng)絡(luò)或主機到另一個網(wǎng)絡(luò)或主機所經(jīng)過的物理端口，從該端口發(fā)送出去就可以到達該路由上的下一跳路由器或該端口直接相連的主機。

隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大，手工配置靜態(tài)路由變得越來越困難，出錯率增大，而動態(tài)路由協(xié)議可按照一定的算法自動修改或刷新路由表。使用更先進的動態(tài)路由協(xié)議來配置路由可大大減少工作量，降低出錯率，提高工作效率。

按照不同的工作范圍，動態(tài)路由協(xié)議分為內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（IGP）和外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議（EGP）。為了方便網(wǎng)絡(luò)管理和提高網(wǎng)絡(luò)的保密性，會將互聯(lián)網(wǎng)劃分若干較小的自治系統(tǒng)（AS）。

EGP是負責(zé)不同自治系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送，目前使用最多的是BGP-4（邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議4版本）。IGP則負責(zé)AS內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送，使用最多的是RIP和OSPF。

3 RIP和OSPF的基本特點

RIP是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協(xié)議，該協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)中的每個路由器都要維護自己到其他目的網(wǎng)絡(luò)的距離記錄（“距離”即 ”跳數(shù)”）。

RIP的路由配置比較簡單。首先它僅和相鄰路由器（兩個可直接交換信息的路由器互稱為相鄰路由器）交換信息；其次使用RIP協(xié)議交換的是某路由器所知道的全部信息（即整個路由表）“即該路由器到本自治系統(tǒng)中所有網(wǎng)絡(luò)的最短距離，以及到每個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)經(jīng)過的下一跳路由器”，最后不管網(wǎng)絡(luò)拓撲是否發(fā)生變化，RIP協(xié)議都規(guī)定路由器需要定期交換路由信息，路由器根據(jù)接受的信息更新路由表，若發(fā)生網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)生變化，則該路由器將變化信息轉(zhuǎn)發(fā)給與自己相鄰的其他路由器。

OSPF是一種基于分布式的鏈路狀態(tài)協(xié)議，相較于RIP它使用的是洪泛法向自治系統(tǒng)中所有的路由器發(fā)送信息，與其相鄰的路由器都可以接收到該消息，接受之后又將消息發(fā)往除發(fā)送該消息之外的所有相鄰路由器，至整個自治系統(tǒng)的路由器都得到這個消息為止。

另外它不同于RIP發(fā)送所有網(wǎng)絡(luò)距離和下一跳地址，它發(fā)送的只是所有相鄰路由器的鏈路狀態(tài)，這里的“鏈路狀態(tài)”指的是與該路由器相鄰的是哪些路由器以及表示“費用”，“時延”，“帶寬”，“距離”等度量信息，發(fā)送的是部分信息而不是整個路由表。

最后不同于RIP協(xié)議定時發(fā)送更新信息，OSPF只在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)發(fā)生變化時，才用洪泛法向所有路由器發(fā)送消息，很大程度上減少了網(wǎng)絡(luò)的負載。

4 RIP與OSPF的算法特征及其性能指標

RIP有RIPv1和RIPv2兩個版本，都使用D-V路由算法?；赨DP的520端口，度量以跳數(shù)表示，相鄰路由器之間默認跳數(shù)為1，16跳為不可到達，默認30秒更新一次廣播信息。相較于RIPv1，RIPv2可以用組播方式發(fā)送信息，組播地址為224.0.0.9，支持驗證和VLSM.。

RIP優(yōu)點是配置簡單，可維護性好，支持IP，IPX等網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，所占內(nèi)存較少已經(jīng)CPU處理時間較少，缺點也很明顯，首先它的擴展性不好，最大跳數(shù)不超過16，路由收斂速度比較慢，開銷比較大.RIP適合小型規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。

OSPF則基于迪克斯加算法（Dijkstra），該算法被用來計算最短路徑樹，使用增量更新機制，發(fā)送的不是整個路由表，而是包含鏈路狀態(tài)變化的部分信息，也不是定期發(fā)送更新，只在鏈路狀態(tài)發(fā)生變化的時候才更新路由信息，這種方式節(jié)省了更多開銷，該算法提供比D-V算法更大的擴展性和快速收斂性，但是更耗內(nèi)存和CPU時間。

OSPF路由協(xié)議的優(yōu)點是路由狀態(tài)收斂速度快，可擴展性好，適應(yīng)大型網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)與狀態(tài)變化，不會形成路由自環(huán)，支持區(qū)域劃分，支持等值路由劃分，支持驗證，支持路由分級管理以及可以使用組播方式發(fā)送報文。缺點則是占用較多的內(nèi)存以及較多的CPU時間，對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能有一定的要求。

5 RIP和OSPF各自適用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

RIP與OSPF都是目前計算機網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用廣泛的協(xié)議，鑒于兩者不同的報文格式，使用不同的算法，以及不同的報文傳送方式，其具有不同的性能，各自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也不相同。RIP憑借簡單的配置，良好的可維護性，以及對硬件設(shè)備較低的要求使得其在小型網(wǎng)絡(luò)中運能最大程度發(fā)揮其優(yōu)勢，其收斂速度和擴展性的限制（超過16跳便不可達）又使得RIP不適應(yīng)大，中型網(wǎng)絡(luò)的性能要求。

OSPF則更適合在大，中型網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮作用，其網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，容易出現(xiàn)路由自環(huán)現(xiàn)象，OSPF可以避免自環(huán)的出現(xiàn)，支持區(qū)域劃分，等值路由劃分，以及分級管理。另外大型網(wǎng)絡(luò)的投入使得其更有可能具有性能更好的設(shè)備以滿足裝載OSPF的要求，OSPF更能滿足大型網(wǎng)絡(luò)單位時間內(nèi)大量路由信息變化的處理需求。

總結(jié)：RIP與OSPF都有彼此無法取代的優(yōu)勢，充分了解兩者各自優(yōu)缺點才能更好地將其運用于網(wǎng)絡(luò)管理，筆者從動態(tài)協(xié)議工作機制入手，從兩種協(xié)議的基本特點，報文格式，算法等方面簡單剖析了兩種協(xié)議的不同，最后探討兩種協(xié)議各自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，希望能給更多網(wǎng)絡(luò)管理的專業(yè)人員提供一個參考。