OSPF與EIGRP的比較分析

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　　一、OSPF協(xié)議

　　(一)、OSPF協(xié)議簡(jiǎn)介

　　OSPF是Open Shortest Path First(即“開放最短路由優(yōu)先協(xié)議”)的縮寫。它是IETF組織開發(fā)的一個(gè)基于鏈路狀態(tài)的自治系統(tǒng)內(nèi)部路由協(xié)議。在IP網(wǎng)絡(luò)上，它通過收集和傳遞自治系統(tǒng)的鏈路狀態(tài)來動(dòng)態(tài)地發(fā)現(xiàn)并傳播路由。

　　每一臺(tái)運(yùn)行OSPF協(xié)議的路由器總是將本地網(wǎng)絡(luò)的連接狀態(tài)，(如可用接口信息、可達(dá)鄰居信息等)用LSA(鏈路狀態(tài)廣播)描述，并廣播到整個(gè)自治系統(tǒng)中去。這樣，每臺(tái)路由器都收到了自治系統(tǒng)中所有路由器生成的LSA，這些LSA的集合組成了LSDB(鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫)。由于每一條LSA是對(duì)一臺(tái)路由器周邊網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞拿枋�，則整個(gè)LSDB就是對(duì)該自治系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞恼鎸?shí)反映。

　　根據(jù)LSDB，各路由器運(yùn)行SPF(最短路徑優(yōu)先)算法。構(gòu)建一棵以自己為根的最短路徑樹，這棵樹給出了到自治系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的路由。在圖論中，“樹”是一種無環(huán)路的連接圖。所以O(shè)SPF計(jì)算出的路由也是一種無環(huán)路的路由。

　　OSPF協(xié)議為了減少自身的開銷，提出了以下概念：

　　(1).DR：

　　在各類可以多址訪問的網(wǎng)絡(luò)中，如果存在兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的路由器，該網(wǎng)絡(luò)上要選舉出一個(gè)“指定路由器”(DR)。“指定路由器”負(fù)責(zé)與本網(wǎng)段內(nèi)所有路由器進(jìn)行LSDB的同步。這樣，兩臺(tái)非DR路由器之間就不再進(jìn)行LSDB的同步。大大節(jié)省了同一網(wǎng)段內(nèi)的帶寬開銷。

　　(2).AREA：

　　OSPF可以根據(jù)自治系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分成不同的區(qū)域(AREA)，這樣區(qū)域邊界路由器(ABR)向其它區(qū)域發(fā)送路由信息時(shí)，以網(wǎng)段為單位生成摘要LSA。這樣可以減少自治系統(tǒng)中的LSA的數(shù)量，以及路由計(jì)算的復(fù)雜度。

　　OSPF使用4類不同的路由，按優(yōu)先順序來說分別是：

　　區(qū)域內(nèi)路由

　　區(qū)域間路由

　　第一類外部路由

　　第二類外部路由

　　區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間路由描述的是自治系統(tǒng)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而外部路由則描述了應(yīng)該如何選擇到自治系統(tǒng)以外目的地的路由。一般來說，第一類外部路由對(duì)應(yīng)于OSPF從其它內(nèi)部路由協(xié)議所引入的信息，這些路由的花費(fèi)和OSPF自身路由的花費(fèi)具有可比性;第二類外部路由對(duì)應(yīng)于OSPF從外部路由協(xié)議所引入的信息，它們的花費(fèi)遠(yuǎn)大于OSPF自身的路由花費(fèi)，因而在計(jì)算時(shí)，將只考慮外部的花費(fèi)。

　　(二)、OSPF協(xié)議主要優(yōu)點(diǎn)：

　　1、OSPF是真正的LOOP- FREE(無路由自環(huán))路由協(xié)議。源自其算法本身的優(yōu)點(diǎn)。(鏈路狀態(tài)及最短路徑樹算法)

　　2、OSPF收斂速度快：能夠在最短的時(shí)間內(nèi)將路由變化傳遞到整個(gè)自治系統(tǒng)。

　　3、提出區(qū)域(area)劃分的概念，將自治系統(tǒng)劃分為不同區(qū)域后，通過區(qū)域之間的對(duì)路由信息的摘要，大大減少了需傳遞的路由信息數(shù)量。也使得路由信息不會(huì)隨網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大而急劇膨脹。

　　4、將協(xié)議自身的開銷控制到最小。見下：

　　1)用于發(fā)現(xiàn)和維護(hù)鄰居關(guān)系的是定期發(fā)送的是不含路由信息的hello報(bào)文，非常短小。包含路由信息的報(bào)文時(shí)是觸發(fā)更新的機(jī)制。(有路由變化時(shí)才會(huì)發(fā)送)。但為了增強(qiáng)協(xié)議的健壯性，每1800秒全部重發(fā)一次。

　　2)在廣播網(wǎng)絡(luò)中，使用組播地址(而非廣播)發(fā)送報(bào)文，減少對(duì)其它不運(yùn)行ospf 的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的干擾。

　　3)在各類可以多址訪問的網(wǎng)絡(luò)中(廣播，NBMA)，通過選舉DR，使同網(wǎng)段的路由器之間的路由交換(同步)次數(shù)由 O(N*N)次減少為 O (N)次。

　　4)提出STUB區(qū)域的概念，使得STUB區(qū)域內(nèi)不再傳播引入的ASE路由。

　　5)在ABR(區(qū)域邊界路由器)上支持路由聚合，進(jìn)一步減少區(qū)域間的路由信息傳遞。

　　6)在點(diǎn)到點(diǎn)接口類型中，通過配置按需播號(hào)屬性(OSPF over On Demand Circuits)，使得ospf不再定時(shí)發(fā)送hello報(bào)文及定期更新路由信息。只在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湔嬲�變化時(shí)才發(fā)送更新信息。

　　5、通過嚴(yán)格劃分路由的級(jí)別(共分四極)，提供更可信的路由選擇。

　　6、良好的安全性，ospf支持基于接口的明文及md5 驗(yàn)證。

　　7、OSPF適應(yīng)各種規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，最多可達(dá)數(shù)千臺(tái)。

　　二、EIGRP協(xié)議

　　EIGRP和早期的IGRP協(xié)議都是由Cisco發(fā)明，是基于距離向量算法的動(dòng)態(tài)路由協(xié)議。EIGRP(Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)是增強(qiáng)版的IGRP協(xié)議。它屬于動(dòng)態(tài)內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議，仍然使用矢量-距離算法。但它的實(shí)現(xiàn)比IGRP已經(jīng)有很大改進(jìn)，其收斂特性和操作效率比IGRP有顯著的提高。

　　EIGRP的收斂特性是基于DUAL ( Distributed Update Algorithm ) 算法的。DUAL算法使得路徑在路由計(jì)算中根本不可能形成環(huán)路。它的收斂時(shí)間可以與已存在的其他任何路由協(xié)議相匹敵。

　　EIGRP協(xié)議主要具有如下特點(diǎn)：

　　1. 精確的路由計(jì)算和多路由的支持

　　EIGRP協(xié)議繼承了IGRP協(xié)議的最大的優(yōu)點(diǎn)：矢量路由權(quán)。EIGRP協(xié)議在路由計(jì)算中要對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，信道占用率，信道可信度等因素作全面的綜合考慮，所以EIGRP的路由計(jì)算更為準(zhǔn)確，更能反映網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況。同時(shí)EIGRP協(xié)議支持多路由，使路由器可以按照不同的路徑進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)。

　　2. 較少的帶寬占用

　　使用EIGRP協(xié)議的對(duì)等路由器之間周期性的發(fā)送很小的hello報(bào)文，以此來保證從前發(fā)送報(bào)文的有效性。路由的發(fā)送使用增量發(fā)送方法，即每次只發(fā)送發(fā)生變化的路由。發(fā)送的路由更新報(bào)文采用可靠傳輸，如果沒有收到確認(rèn)信息則重新發(fā)送，直至確認(rèn)。EIGRP還可以對(duì)發(fā)送的EIGRP報(bào)文進(jìn)行控制，減少EIGRP報(bào)文對(duì)接口帶寬的占用率，從而避免連續(xù)大量發(fā)送路由報(bào)文而影響正常數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的事情發(fā)生。

　　3. 無環(huán)路由和較快的收斂速度

　　路由計(jì)算的無環(huán)路和路由的收斂速度是路由計(jì)算的重要指標(biāo)。EIGRP協(xié)議由于使用了DUAL算法，使得EIGRP協(xié)議在路由計(jì)算中不可能有環(huán)路路由產(chǎn)生，同時(shí)路由計(jì)算的收斂時(shí)間也有很好的保證。因?yàn)�，DUAL算法使得EIGRP在路由計(jì)算時(shí)，只會(huì)對(duì)發(fā)生變化的路由進(jìn)行重新計(jì)算;對(duì)一條路由，也只有此路由影響的路由器才會(huì)介入路由的重新計(jì)算。

　　4. MD5認(rèn)證

　　為確保路由獲得的正確性，運(yùn)行EIGRP協(xié)議進(jìn)程的路由器之間可以配置MD5認(rèn)證，對(duì)不符合認(rèn)證的報(bào)文丟棄不理，從而確保路由獲得的安全。

　　5. 任意掩碼長(zhǎng)度的路由聚合

　　EIGRP協(xié)議可以通過配置，對(duì)所有的EIGRP路由進(jìn)行任意掩碼長(zhǎng)度的路由聚合，從而減少路由信息傳輸，節(jié)省帶寬。

　　6. 同一目的但優(yōu)先級(jí)的路由可實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)

　　去往同一目的的路由表項(xiàng)，可根據(jù)接口的速率、連接質(zhì)量、可靠性等屬性，自動(dòng)生成路由優(yōu)先級(jí)，報(bào)文發(fā)送時(shí)可根據(jù)這些信息自動(dòng)匹配接口的流量，達(dá)到幾個(gè)接口負(fù)載分擔(dān)的目的。

　　7. 協(xié)議配置簡(jiǎn)單

　　使用EIGRP協(xié)議組建網(wǎng)絡(luò)，路由器配置非常簡(jiǎn)單，它沒有復(fù)雜的區(qū)域設(shè)置，也無需針對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)接口類型實(shí)施不同的配置方法。使用EIGRP協(xié)議只需使用router eigrp命令在路由器上啟動(dòng)EIGRP 路由進(jìn)程，然后再使用network 命令使能網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的接口即可。

　　三、OSPF和EIGRP的比較

　　OSPF和EIGRP都是收斂速度較快并且不會(huì)形成環(huán)路的算法，網(wǎng)絡(luò)帶寬占用較小，使用靈活，安全性較好的路由協(xié)議。但是從以上分析可以看出，各自還是有優(yōu)缺點(diǎn)。

　　(一)、OSPF的缺點(diǎn)

　　1、配置相對(duì)復(fù)雜。由于網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分和網(wǎng)絡(luò)屬性的復(fù)雜性，需要網(wǎng)絡(luò)分析員有較高的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)水平才能配置和管理OSPF網(wǎng)絡(luò)。

　　2、路由負(fù)載均衡能力較弱。OSPF雖然能根據(jù)接口的速率、連接可靠性等信息，自動(dòng)生成接口路由優(yōu)先級(jí)，但通往同一目的的不同優(yōu)先級(jí)路由，OSPF只選擇優(yōu)先級(jí)較高的轉(zhuǎn)發(fā)，不同優(yōu)先級(jí)的路由，不能實(shí)現(xiàn)負(fù)載分擔(dān)。只有相同優(yōu)先級(jí)的，才能達(dá)到負(fù)載均衡的目的，不象EIGRP那樣可以根據(jù)優(yōu)先級(jí)不同，自動(dòng)匹配流量。

　　(二)、EIGRP的缺點(diǎn)

　　1. EIGRP沒有區(qū)域(AREA)的概念，而OSPF在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的情況下，可以通過劃分區(qū)域來規(guī)劃和限制網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。所以EIGRP適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相對(duì)較小的網(wǎng)絡(luò)，這也是矢量-距離路由算法(RIP協(xié)議就是使用這種算法)的局限所在。

　　2. 運(yùn)行EIGRP的路由器之間必須通過定時(shí)發(fā)送HELLO報(bào)文來維持鄰居關(guān)系，這種鄰居關(guān)系即使在撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)上，也需要定時(shí)發(fā)送HELLO報(bào)文，這樣在按需撥號(hào)的網(wǎng)絡(luò)上，無法定位這是有用的業(yè)務(wù)報(bào)文還是EIGRP發(fā)送的定時(shí)探詢報(bào)文，從而可能誤觸發(fā)按需撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起連接，尤其在備份網(wǎng)絡(luò)上，引起不必要的麻煩。所以一般運(yùn)行EIGRP的路由器，在撥號(hào)備份端口還需配置Dialer list和Dialer group，以便過濾不必要的報(bào)文，或者運(yùn)行TRIP協(xié)議，這樣做增加路由器運(yùn)行的開銷。而OSPF可以提供對(duì)撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)按需撥號(hào)的支持，只用一種路由協(xié)議就可以滿足各種專線或撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。

　　3. EIGRP的無環(huán)路計(jì)算和收斂速度是基于分布式的DUAL算法的，這種算法實(shí)際上是將不確定的路由信息(active route)散播(向鄰居發(fā)query報(bào)文)，得到所有鄰居的確認(rèn)后(reply報(bào)文)再收斂的過程，鄰居在不確定該路由信息可靠性的情況下又會(huì)重復(fù)這種散播，因此某些情況下可能會(huì)出現(xiàn)該路由信息一直處于active狀態(tài)(這種路由被稱為stuck in active route)，并且，如果在active route的這次DUAL計(jì)算過程中，出現(xiàn)到該路由的后繼(successor)的metric發(fā)生變化的情況，就會(huì)進(jìn)入多重計(jì)算，這些都會(huì)影響DUAL算法的收斂速度。而OSPF算法則沒有這種問題，所以從收斂速度上看，雖然整體相近，但在某種特殊情況下，EIGRP還有不理想的情況。

　　4、EIGRP是Cisco公司的私有協(xié)議。Cisco公司是該協(xié)議的發(fā)明者和唯一具備該協(xié)議解釋和修改權(quán)的廠商。如果要支持EIGRP協(xié)議需向Cisco公司購買相應(yīng)版權(quán)，并且Cisco公司修改該協(xié)議沒有義務(wù)通知任何其他廠家和使用該協(xié)議的用戶。而OSPF是開放的協(xié)議，是IETF組織公布的標(biāo)準(zhǔn)。世界上主要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商都支持該協(xié)議，所以它的互操作性和可靠性由于公開而得到保障，并且在眾多的廠商支持下，該協(xié)議也會(huì)不斷走向更加完善。

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