通过路由表分析路由原理(白话讲路由案例聚经典)(1)

案例一 RIP协议工作原理

我是一个背包客,今天有幸来到了首都北京,我想去天安门看看升旗仪式,但是我并不认识去天安门的路。我从北京南站出发,在车站询问了车站志愿者,他和我说你往西北方向走,先到天坛公园再打听;于是我按照他说的走到了天坛公园,在公园里我遇到了一位正在散步的当地市民,我问他天安门怎么走,他告诉我沿着天桥南大街往北走,可以到达前门,到了那里你再问问看;我按照他说的,来到了前门,询问了正在执勤的交警,交警同志和我说正北面可以看到国家博物馆,绕过它就是天安门广场了。最终我到达了天安门,我通过一路“询问”,最终到达目的地的,大家好,我是路由器,我寻找目的地的方法叫距离矢量路由协议----RIP。

通过路由表分析路由原理(白话讲路由案例聚经典)(2)

背包客一路询问,终于到达目的地

案例二 OSPF协议工作原理

我是一个公司职员,公司派我到上海出差,我的目的地是上海的陆家嘴,我在虹桥机场下的飞机,以前我没有来过上海,不知道去陆家嘴的路。于是,我在机场商店买了一份上海地图,从地图中我找到了两条线路,可以到达陆家嘴,一条是坐807公交车,一条坐地铁二号线,我权衡了一下时间和成本,决定坐地铁二号线去陆家嘴。40分钟后我成功到达陆家嘴,我是通过看地图到达目的地的,大家好,我是路由器,我寻找目的地的方法叫做链路状态路由协议----OSPF。

通过路由表分析路由原理(白话讲路由案例聚经典)(3)

公司职员通过地图查询到去陆家嘴的最优路线,顺利到达

话事一 说说动态路由的来历

路由器的本质作用是连接不同网段,使位于不同网段的主机能够相互访问,路由器中有一个重要的东西:路由表,路由表就是由一条条网段记录组成的,路由表中详细记录了如何到达这些网段,路由器就是根据路由表进行数据包转发的。

初始化的路由表是“空”的,只有直连的网段记录其中,所以我们要构建路由表,讲的明白点,就是把其它网段“添加”到路由表中,最终使该路由器能够识别这些网段。那么如何添加网段呢?有两种方法,第一种是手动添加,我们称为静态路由,第二种是自动添加,我们称为动态路由。这就是动态路由的来历。

话事二 说说动态路由的分类

动态路由协议根据功能,分为“距离矢量路由协议”和“链路状态路由协议”,之所以要分为这两种,主要是路由表的构建方法不同。

距离矢量路由协议构建路由表的方法我们用一句成语概括:“道听途说”。路由器根据邻居的消息构建路由表,邻居指的是和本地路由器直连的路由器,我们称为对端路由器。典型的距离矢量路由协议:RIP。

链路状态路由协议构建路由表的方法我们用一个物品形容:“地图”。接入网络的路由器都会被分配给这样的一张“地图”,路由器通过该“地图”选择到达目的地的最短路径,完成路由表的构建。典型的链路状态路由协议:OSPF。

话事三 RIP和OSPF比较

RIP路由通过向邻居询问,获取到达目的地的路径,这种方法简单明了,但是随着网络规模的扩大,邻居关系会变得相当复杂,有可能一台路由器到达目标网段,需要通过几十台甚至上百台才能到达,所以RIP的路由表构建速度非常慢,在复杂网络环境下,这个问题变得非常突出。基于以上原因,RIP路由规定了最大跳数为15跳,也就是说两个网段中间最多串联15台路由器,超过这个数量,RIP协议就不支持了,它只适合于中小型网络。

OSPF通过网络中指定路由器分发的网络拓扑图,由每台路由器根据这张网络拓扑图,利用最短路径优先算法(数据结构课程中“图”的概念),自动选择一条到达目标网段的路径,最终构建属于自己的路由表。该方法不受路由器数量的限制,且构建路由表速度非常快,选择最优路径时,是基于带宽和延迟实现的,更加合理,基于以上原因,它适合于大中型网络。

总结

除了OSPF和RIP之外,还有诸如IS-IS、BGP、EIGRP等路由协议,不管什么样的路由协议,都是基于距离矢量和链路状态编写出来的,所以同学们要深入领会两类路由协议的工作机制,才能更好的理解路由交换的概念,对实施更加优化的网络拓扑打下坚实的理论基础。

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