通俗易懂的《路由和交換》
四種最常見路由協(xié)議是RIP、IGRP、OSPF和EIGRP。
RIP(Routing Information Protocols,路由信息協(xié)議)是使用最廣泛的距離向量協(xié)議,它是由施樂(Xerox)在70年代開發(fā)的。當(dāng)時(shí),RIP是XNS(Xerox Network Service,施樂網(wǎng)絡(luò)服務(wù))協(xié)議簇的一部分。TCP/IP版本的RIP是施樂協(xié)議的改進(jìn)版。RIP最大的特點(diǎn)是,無論實(shí)現(xiàn)原理還是配置方法,都非常簡(jiǎn)單。RIP基于跳數(shù)計(jì)算路由,并且定期向鄰居路由器發(fā)送更新消息。
IGRP是CISCO專有的協(xié)議,只在CISCO路由器中實(shí)現(xiàn)。它也屬于距離向量類協(xié)議,所以在很多地方與RIP有共同點(diǎn),比如廣播更新等等。它和RIP最大的區(qū)別表現(xiàn)在度量方法、負(fù)載均衡等幾方面。IGRP支持多路徑上的加權(quán)負(fù)載均衡,這樣網(wǎng)絡(luò)的帶寬可以得到更加合理的利用。另外,與RIP僅使用跳數(shù)作為度量依據(jù)不同,IGRP使用了多種參數(shù),構(gòu)成復(fù)合的度量值,這其中可以包含的因素有:帶寬、延遲、負(fù)載、可靠性和MTU(最大傳輸單元)等等。
OSPF協(xié)議是80年代后期開發(fā)的,90年代初成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),是一種典型的鏈路狀態(tài)協(xié)議。OSPF的主要特性包括:支持VLSM(變長(zhǎng)的子網(wǎng)掩嗎)、收斂迅速、帶寬占用率低等等。OSPF協(xié)議在鄰居之間交換鏈路狀態(tài)信息,以便路由器建立鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(LSD),之后,路由器根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的信息利用SPF(Shortest Path First,最短路徑優(yōu)先)算法計(jì)算路由表,選擇路徑的主要依據(jù)是帶寬。
EIGRP是IGRP的增強(qiáng)版,它也是CISCO專有的路由協(xié)議。EIGRP采用了擴(kuò)散更新(DUAL)算法,在某種程度上,它和距離向量算法相似,但具有更短的收斂時(shí)間和更好的可*作性。作為對(duì)IGRP的擴(kuò)展,EIGRP支持多種可路由的協(xié)議,如IP、IPX和AppleTalk等等。運(yùn)行在IP環(huán)境時(shí),EIGRP還可以與IGRP進(jìn)行平滑的連接,因?yàn)樗鼈兊亩攘糠椒ㄊ且恢碌摹?p>以上四種路由協(xié)議都是域內(nèi)路由協(xié)議,他們通常使用在自治系統(tǒng)的內(nèi)部。當(dāng)進(jìn)行自治系統(tǒng)間的連接時(shí),往往采用諸如BGP(Border Gateway Protocols,邊界路由協(xié)議)和EGP(External Gateway Protocols,外部路由協(xié)議)這樣的域間路由協(xié)議。目前在Internet上使用的域間路由協(xié)議是BGP第四版。
收斂是路由算法選擇時(shí)所遇到的一個(gè)重要問題。收斂時(shí)間是指從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化到網(wǎng)絡(luò)上所有的相關(guān)路由器都得知這一變化,并且相應(yīng)地做出改變所需要的時(shí)間。這一時(shí)間越短,網(wǎng)絡(luò)變化對(duì)全網(wǎng)的擾動(dòng)就越小。收斂時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致路由循環(huán)的出現(xiàn)。
在上述幾種域內(nèi)路由算法中,RIP和IGRP的收斂時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),都是分鐘數(shù)量級(jí)的;OSPF要短一些,數(shù)十秒內(nèi)可以收斂;EIGRP最短,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化之后,幾秒鐘即可達(dá)到收斂狀態(tài)。
全交換園區(qū)網(wǎng)絡(luò)
傳統(tǒng)的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)是路由器加交換機(jī)的結(jié)構(gòu)。如下圖所示,交換機(jī)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的傳輸,劃分VLAN以保證二層的安全性和靈活性,路由器則完成網(wǎng)間的尋址和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)工作。
通常,路由器的性能比交換機(jī)要差一些,因?yàn)槁酚善魇腔谲浖牟楸磙D(zhuǎn)發(fā),而交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)硬件的直通式轉(zhuǎn)發(fā)。但在傳統(tǒng)的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)中,路由器并不會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。因?yàn)?0%的數(shù)據(jù)量是在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的通訊,只有20%的數(shù)據(jù)是做遠(yuǎn)程訪問,也就是說,大多數(shù)經(jīng)過交換機(jī)的信息并不經(jīng)過路由器。這就是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的80/20流量模型。
近年來由于Internet/Intranet計(jì)算模式的興起,應(yīng)用被集中管理,而不是象從前那樣分散在各個(gè)部門的網(wǎng)絡(luò)中,園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的流量模型發(fā)生了很大的變化。大量的網(wǎng)絡(luò)訪問是遠(yuǎn)程的,也就是要經(jīng)過路由器的。這被稱為新的20/80流量模型。因此,路由器逐漸成為網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。
為了從技術(shù)上解決這個(gè)問題,網(wǎng)絡(luò)廠商開發(fā)了三層交換機(jī),也叫做路由交換機(jī)。它是傳統(tǒng)交換機(jī)的性能和路由器的智能的結(jié)合。路由選擇仍由路由器完成,但路選的結(jié)果被交換機(jī)保留在自身的路由緩存中。這樣,一個(gè)數(shù)據(jù)流中的第一個(gè)數(shù)據(jù)包經(jīng)過路由器,后繼的所有數(shù)據(jù)包直接由交換機(jī)查表轉(zhuǎn)發(fā)。得益于硬件轉(zhuǎn)發(fā),三層交換機(jī)可以做到線速路由。
許多廠家生產(chǎn)的三層交換機(jī)本身即是交換機(jī)和路由器的結(jié)合體,如Cisco的5000,5500,6500系列的交換機(jī)可以選配路由模塊,實(shí)現(xiàn)三層功能。
如此一來,園區(qū)網(wǎng)的內(nèi)部就是交換機(jī)和三層交換機(jī)的天下了,全交換的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)新的流量模型,徹底克服了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的路由器瓶頸,極大地提高了網(wǎng)絡(luò)的效率。同時(shí),路由器并沒有失業(yè),仍然被用在遠(yuǎn)程連接、撥號(hào)訪問等場(chǎng)合。
評(píng)論