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RIP和OSPF的区别

RIP和OSPF是两种内部网关协议，主要运行在路由装备中举行路由盘算和路由选择。本文主要先容和剖析两种协议的区别，包括路由盘算算法、路由更新方法、控制报文交互方法、报文交互机制和适用场景等。

宣布时间：2022-12-28
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我想谈论

1 概述

RIP和OSPF是两种内部网关协议，二者均属于动态路由协议。其中，RIP是泛起最早的一种动态路由协议，在算法实现上较简朴，在早期的小型简朴网络中具有较好的应用效果。可是，随着网络的生长，网络规模扩大且愈加重大，使得RIP无法知足网络需求，为此OSPF协议获得了更普遍的应用。OSPF协议所接纳的实现机制和算法虽然相对较重大，但在处置惩罚大规模网络的路由学习和路径选择问题上更具优势。

2 RIP和OSPF的区别

RIP和OSPF在详细实现上保存较大区别，主要体现在路由算法和路由更新方法上，其次它们的邻人世可交互报文类型、协议报文交互方法、管理距离、防环机制、网络规模限制等方面也保存较大差别。

2.1 路由算法

2.1.1 RIP路由算法

RIP主要接纳距离矢量算法盘算路由，当爆发路由更新时，通过距离矢量叠加的方法直接盘算路由，并凭证路由开销越小越优先的原则举行路由加表，路由的怀抱值（开销）由跳数决议。当跳数凌驾15时，就以为网络不可达。

图2-1 距离矢量算法示例图

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例如，假设保存上图所示网络，且Router 1的路由表中已增添直连网络192.168.0.0的路由信息，如图2-2中(a)所示，而Router 2、3中还未同步到此路由更新。此时，路由盘算历程如下：

(1) 关于Router 2，当从Router 1发来的更新报文中学习未知网络192.168.0.0的路由时，会在Router 1的路由基础上举行矢量叠加，距离加1，且下一跳置为报文发送端口G1/2的地址，路由信息如图2-2中(b)所示。

(2) 关于Router 3，当从Router 2发来的更新报文中学习未知网络192.168.0.0的路由时，会在Router 2的路由基础上举行矢量叠加，距离再加1，下一跳同样置为报文发送端口G2/2的地址，路由信息如图2-2中(c)所示。

图2-2 去往192.168.0.0网络的路由信息示意图

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2.1.2 OSPF路由算法

OSPF是一种基于链路状态（Link State, LS）的协议，凭证链路带宽来盘算路由开销，每台路由器自力维护一张LSDB（Link State DataBase，链路状态数据库），当链路爆发转变时，先同步LSDB，再通过SPF（Shortest Path First, 最短路径优先）算法盘算获得SPT（Shortest Path Tree，最短路径树），最后更新路由表，如下图所示：

图2-3 OSPF路由盘算历程示意图

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1. 路由开销盘算

OSPF路由开销为沿途入接口开销的总和，接口开销通过如下公式盘算：

接口开销 = 参考带宽 / 接口链路带宽

接口开销盘算接纳向上取整的方法，参考带宽默认值一样平常为100Mbps。

图2-4 OSPF路由开销盘算历程示意图

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例如，假设保存如上图所示网络，当Router 3学习未知网络192.168.0.0的路由时，路由开销盘算如下：

入接口G2/1路由开销 = 100M / 10M = 10；

入接口G3/1路由开销 = 100M / 1000M = 0.1，向上取整为1；

路由开销 = 入接口G2/1路由开销 + 入接口G3/1路由开销 = 11。

2. SPF算法

SPF算法中，将每台路由装备看成一个节点（本端装备作为根节点），链路状态信息由带有链路开销值（盘算要领参考路由开销盘算）的有向线段体现，通过节点加有向线段的方法描绘整个网络拓扑，例如图2-5(a)。然后，基于Dijkstra算法盘算从本端（根节点）去往各个节点的开销最小的路径，最终获得无环路的最短路径树图2-5(b)，凭证SPT就可以更新路由表。

图2-5 SPF算法中网络拓扑结构和盘算后的SPT示意图

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2.1.3 比照剖析

RIP接纳的是距离矢量算法盘算路由，算法原理较简朴，因此实现和维护管理都较量容易，但网络规模受到跳数限制（大于15即以为不可达），且直接以路由跳数决议路由优劣，在一些场景下的路由选择可能并非最优。

OSPF接纳SPF算法盘算路由，算法相对较重大，实现和维护较难题，但不受路由跳数约束，可以适用于较大规模的网络，且基于链路带宽怀抱路由的战略，在一些场景下路由选择相对越发合理。

例如，假设保存下图所示网络，关于目的网络192.168.0.0/24，Router 2有两条路径可供选择，其中，路径①跳数为1，带宽为10M；路径②跳数为2，带宽为1000M。关于数据转发效率来说，路径②应比路径①更优，但RIP协议仅简朴地凭证跳数巨细判断路径①更优，而OSPF协议通过链路带宽盘算路由开销的结论为路径②更优，OSPF的怀抱方法显着越发切合现真相形。

图2-6 路由盘算和选择示意图

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2.2 路由更新方法

2.2.1 RIP路由更新

RIP协议主要基于四个准时器举行路由更新与维护，划分为更新准时器、无效准时器、扫除准时器和抑制订时器。RIP的整个路由维护更新历程的笼罩规模为自治系统，当爆发路由更新时，统一自治系统下所有路由器都会举行响应的更新历程。

四个准时器的作用如下：

● 更新准时器：决议准时给邻人发送更新报文的时间距离；

● 无效准时器：决议一条路由信息的有用时长；

● 扫除准时器：决议彻底扫除无效路由的时间；

● 已知准时器：决议抑制一条无效路由更新的时长，此准时器主要用于避免泛起路由状态重复转变导致路由震荡的问题；

基于四个准时器，RIP路由更新维护历程如图2-7所示：

图2-7 RIP路由准时更新维护历程示意图

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由于接纳准时更新方法时路由收敛速率较慢，因此，RIP中还增添了触发更新机制。若开启了触发更新，准时更新会自动关闭，当路由信息爆发转变时，路由器会连忙向邻人同步路由转变信息，加速路由收敛。

2.2.2 OSPF路由更新

OSPF协议对自治系统举行区域划分，并基于LSA（Link-State Advertisement，链路状态通告）和LSDB举行路由更新维护。统一OSPF区域内的路由器维护相同的LSDB，只有当链路状态爆发转变时，才会触发路由更新，此时，统一区域内路由器会先举行LS同步，区域间的路由更新同步则由处于区域界线的路由器（也称ABR）完成路由更新后同步到其他区域，通过这个机制镌汰网络拓扑转变造成的链路状态信息交互量。

图2-8 OSPF路由更新历程示意图

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例如，假设保存如上所示网络拓扑，R1、R2和R3的G3/1口在Area 0，R3的G3/2、R4在Area 1。若路由器R1新增直连网络192.168.0.0，此时，网络中路由更新历程大致为：

(2) R1更新外地LSDB并盘算、更新路由表，同时以LSA 1的形式向同区域的R2同步此LS；

(3) R2收到后更新外地LSDB并盘算、更新路由表，同时以LSA 1的形式将此LS同步给R3；

(4) R3收到R2的报文后，更新外地LSDB并盘算、更新路由表，然后从端口G3/2以LSA 3的形式同步给相邻区域Area 1的路由器；

(5) R4收到R3的报文后，更新外地LSDB并盘算、更新路由表；

在多路会见网络中，OSPF还在区域内增添了DR选举机制，划定非DR、BDR的路由器（DR other）只和DR、BDR交互报文，DR other相互之间不举行报文交互，以此镌汰报文交互量，节约资源。

2.2.3 比照剖析

RIP中有准时更新维护路由和触发更新两种方法，一样平常系统默认接纳准时更新方法。若接纳准时更新方法，当爆发网络故障时，由于四个准时器的约束，整个网络完成路由同步所需的时间较长。别的，由于RIP的更新域为整个网络，即当某一处网络拓扑爆发转变，统一自治系统下所有路由器都要同步举行更新操作，影响规模较广，整个网络路由收敛速率较慢。由于信息同步慢，还可能泛起部蹊径由器更新未实时导致爆发路由环路的问题。

OSPF中只有爆发链路状态更新时才会举行路由更新维护，能节约资源，且接纳了区域划分的机制，按区域举行链路状态同步，镌汰信息交互量，路由收敛速率较快。别的，OSPF不是直接举行路由更新，而是在区域内同步LSDB后通过SPF算法盘算获得无环路的最短路径树（SPT），且有主干区域和非主干区域的区分，非主干区域只能与主干区域相连和交互信息，通过这些机制阻止路由环路问题。

例如，假设保存如图2-9所示网络，网络192.168.0.0突然泛起故障，则RIP（接纳准时更新方法时）和OSPF的体现划分如下：

● RIP协议中，R1会在外地删除对应路由，可是R2不会连忙感知到这个转变，而是等无效准时器计时超时，才会将对应路由置为无效，在这个计时期待时代，当R1收到R2的更新报文时，会从中学习自己未知的192.168.0.0网络的路由，且下一跳指向R2，而R2中去往192.168.0.0网络的路由的下一跳指向R1，形成路由环路。在故障爆发到R2彻底删除对应路由，中心需要破费几分钟时间。

● OSPF协议中，假设3台路由器均在统一区域，R2、R3会先同步这条链路转变，然后各自凭证LSDB盘算SPT，完成路由更新，虽然历程相对重大，但信息转达时间破费远低于RIP，且能阻止路由环路问题。

图2-9 路由更新示意图

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2.3 其它

● 邻人世可交互报文差别：RIP中运行了RIP协议的直连双方之间都可以交互报文，没有限制；OPSF中有邻人、毗邻关系的设定，建设邻人关系的双方只能交互Hello报文，而建设毗邻关系的双方可以交互所有类型OSPF报文，能交互链路更新信息。

● 报文交互方法：RIP使用UDP数据报传送协议报文，端口号为520，而OSPF将协议报文封装在IP包中举行传送，OSPF的协议号为89。

● 管理距离：RIP的管理距离往往比OSPF要大，详细默认值在差别厂商装备中划定差别，例如，在97国际网络的装备中，RIP路由的管理距离默以为120，OSPF路由的管理距离默以为110。

● 防环机制：RIP中主要有水平支解、毒性逆转和触发更新3种防环机制；OSPF协议在算法自己上就能够抵达防环效果，一样平常不需要特另外防环机制。

● 网络规模限制：RIP中划定当转发跳数凌驾15即以为网络不可达，因此所能应用的网络最大直径为15，只能用在中小型网络中；OSPF中没有跳数限制，可以用在较大规模的网络中。

3 总结

RIP和OSPF的区别主要包括如下：

表3-1 RIP和OSPF的区别

特征	RIP	OSPF
管理距离（以97国际网络装备为例）	120	110
报文交互方法	UDP协议，端口号为520	IP协议，IP协议号为89
报文交互工具	运行了RIP的相邻装备	建设邻人或毗邻关系的装备
报文交互内容	路由信息	链路状态信息
路由盘算算法	距离矢量算法，算法简朴	最短路径优先算法，算法重大
路由开销	基于路由跳数盘算	基于链路带宽盘算
路由更新方法	准时更新或触发更新	链路爆发转变时更新
防环机制	易爆发环路，有水平支解、毒性逆转、触发更新三种防环机制	算法自己有防环效果，区域内不会爆发环路
网络规模限制	最大为15跳	无
适用场景	中小型简朴网络	大型重大网络

相关链接

OSPF LSA详解（一）
OSPF LSA详解（二）

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