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1. 多業務路由器的路由協議

路由協議作為TCP/IP協議族中重要成員之一，其選路過程實現的好壞會影響整個Internet網路的效率。按應用范圍的不同，路由協議可分為兩類：在一個AS（Autonomous System，自治系統，指一個互連網路，就是把整個Internet劃分為許多較小的網路單位，這些小的網路有權自主地決定在本系統中應採用何種路由選擇協議）內的路由協議稱為內部網關協議（interior gateway protocol），AS之間的路由協議稱為外部網關協議（exterior gateway protocol）。這里網關是路由器的舊稱。現在正在使用的內部網關路由協議有以下幾種：RIP-1，RIP-2，IGRP，EIGRP，IS-IS和OSPF。其中前4種路由協議採用的是距離向量演算法，IS-IS和OSPF採用的是鏈路狀態演算法。對於小型網路，採用基於距離向量演算法的路由協議易於配置和管理，且應用較為廣泛，但在面對大型網路時，不但其固有的環路問題變得更難解決，所佔用的帶寬也迅速增長，以至於網路無法承受。因此對於大型網路，採用鏈路狀態演算法的IS-IS和OSPF較為有效，並且得到了廣泛的應用。IS-IS與OSPF在質量和性能上的差別並不大，但OSPF更適用於IP，較IS-IS更具有活力。IETF始終在致力於OSPF的改進工作，其修改節奏要比IS-IS快得多。這使得OSPF正在成為應用廣泛的一種路由協議。現在，不論是傳統的路由器設計，還是即將成為標準的MPLS（多協議標記交換），均將OSPF視為必不可少的路由協議。
外部網關協議最初採用的是EGP。EGP是為一個簡單的樹形拓撲結構設計的，隨著越來越多的用戶和網路加入Internet，給EGP帶來了很多的局限性。為了擺脫EGP的局限性，IETF邊界網關協議工作組制定了標準的邊界網關協議--BGP。
RIP協議
OSPF協議
BGP協議
IGRP協議
EIGRP協議
ES-IS和IS-IS協議
1、RIP協議
RIP是路由信息協議（Routing Information Protocol）的縮寫，採用距離向量演算法，是當今應用最為廣泛的內部網關協議。在默認情況下，RIP使用一種非常簡單的度量制度：距離就是通往目的站點所需經過的鏈路數，取值為1~15，數值16表示無窮大。RIP進程使用UDP的520埠來發送和接收RIP分組。RIP分組每隔30s以廣播的形式發送一次，為了防止出現「廣播風暴」，其後續的的分組將做隨機延時後發送。在RIP中，如果一個路由在180s內未被刷，則相應的距離就被設定成無窮大，並從路由表中刪除該表項。RIP分組分為兩種：請求分組和相應分組。
RIP-1被提出較早，其中有許多缺陷。為了改善RIP-1的不足，在RFC1388中提出了改進的RIP-2，並在RFC 1723和RFC 2453中進行了修訂。RIP-2定義了一套有效的改進方案，新的RIP-2支持子網路由選擇，支持CIDR，支持組播，並提供了驗證機制。
隨著OSPF和IS-IS的出現，許多人認為RIP已經過時了。但事實上RIP也有它自己的優點。對於小型網路，RIP就所佔帶寬而言開銷小，易於配置、管理和實現，並且RIP還在大量使用中。但RIP也有明顯的不足，即當有多個網路時會出現環路問題。為了解決環路問題，IETF提出了分割范圍方法，即路由器不可以通過它得知路由的介面去宣告路由。分割范圍解決了兩個路由器之間的路由環路問題，但不能防止3個或多個路由器形成路由環路。觸發更新是解決環路問題的另一方法，它要求路由器在鏈路發生變化時立即傳輸它的路由表。這加速了網路的聚合，但容易產生廣播泛濫。總之，環路問題的解決需要消耗一定的時間和帶寬。若採用RIP協議，其網路內部所經過的鏈路數不能超過15，這使得RIP協議不適於大型網路。 2、OSPF協議
為了解決RIP協議的缺陷，1988年RFC成立了OSPF工作組，開始著手於OSPF的研究與制定，並於1998年4月在RFC 2328中OSPF協議第二版（OSPFv2）以標准形式出現。OSPF全稱為開放式最短路徑優先協議（Open Shortest-Path First），OSPF中的O意味著OSPF標準是對公共開放的，而不是封閉的專有路由方案。OSPF採用鏈路狀態協議演算法，每個路由器維護一個相同的鏈路狀態資料庫，保存整個AS的拓撲結構（AS不劃分情況下）。一旦每個路由器有了完整的鏈路狀態資料庫，該路由器就可以自己為根，構造最短路徑樹，然後再根據最短路徑構造路由表。對於大型的網路，為了進一步減少路由協議通信流量，利於管理和計算，OSPF將整個AS劃分為若干個區域，區域內的路由器維護一個相同的鏈路狀態資料庫，保存該區域的拓撲結構。OSPF路由器相互間交換信息，但交換的信息不是路由，而是鏈路狀態。OSPF定義了5種分組：Hello分組用於建立和維護連接；資料庫描述分組初始化路由器的網路拓撲資料庫；當發現資料庫中的某部分信息已經過時後，路由器發送鏈路狀態請求分組，請求鄰站提供更新信息；路由器使用鏈路狀態更新分組來主動擴散自己的鏈路狀態資料庫或對鏈路狀態請求分組進行響應；由於OSPF直接運行在IP層，協議本身要提供確認機制，鏈路狀態應答分組是對鏈路狀態更新分組進行確認。
相對於其它協議，OSPF有許多優點。OSPF支持各種不同鑒別機制（如簡單口令驗證，MD5加密驗證等），並且允許各個系統或區域採用互不相同的鑒別機制；提供負載均衡功能，如果計算出到某個目的站有若干條費用相同的路由，OSPF路由器會把通信流量均勻地分配給這幾條路由，沿這幾條路由把該分組發送出去；在一個自治系統內可劃分出若干個區域，每個區域根據自己的拓撲結構計算最短路徑，這減少了OSPF路由實現的工作量；OSPF屬動態的自適應協議，對於網路的拓撲結構變化可以迅速地做出反應，進行相應調整，提供短的收斂期，使路由表盡快穩定化，並且與其它路由協議相比，OSPF在對網路拓撲變化的處理過程中僅需要最少的通信流量；OSPF提供點到多點介面，支持CIDR（無類型域間路由）地址。
OSPF的不足之處就是協議本身龐大復雜，實現起來較RIP困難。
3、BGP協議
RFC1771對BGP的最新版本BGP-4進行了詳盡的介紹。BGP用來在AS之間實現網路可達信息的交換，整個交換過程要求建立在可靠的傳輸連接基礎上來實現。這樣做有許多優點，BGP可以將所有的差錯控制功能交給傳輸協議來處理，而其本身就變得簡單多了。BGP使用TCP作為其傳輸協議，預設埠號為179。與EGP相比，BGP有許多不同之處，其最重要的革新就是其採用路徑向量的概念和對CIDR技術的支持。路徑向量中記錄了路由所經路徑上所有AS的列表，這樣可以有效地檢測並避免復雜拓撲結構中可能出現的環路問題；對CIDR的支持，減少了路由表項，從而加快了選路速度，也減少了路由器間所要交換的路由信息。另外，BGP一旦與其他BGP路由器建立對等關系，其僅在最初的初始化過程中交換整個路由表，此後只有當自身路由表發生改變時，BGP才會產生更新報文發送給其它路由器，且該報文中僅包含那些發生改變的路由，這樣不但減少了路由器的計算量，而且節省了BGP所佔帶寬。
BGP有4種分組類型：打開分組用來建立連接；更新分組用來通告可達路由和撤銷無效路由；周期性地發送存活分組，以確保連接的有效性；當檢測到一個差錯時，發送通告分組。
4、IGRP協議
內部網關路由協議（IGRP：Interior Gateway Routing Protocol）是一種在自治系統（AS：autonomous system）中提供路由選擇功能的路由協議。在上世紀80年代中期，最常用的內部路由協是路由信息協議（RIP）。盡管 RIP 對於實現小型或中型同機種互聯網路的路由選擇是非常有用的，但是隨著網路的不斷發展，其受到的限制也越加明顯。思科路由器的實用性和 IGRP 的強大功能性，使得眾多小型互聯網路組織採用 IGRP 取代了 RIP。早在上世紀90年代，思科就推出了增強的 IGRP，進一步提高了 IGRP 的操作效率。
IGRP 是一種距離向量（Distance Vector）內部網關協議（IGP）。距離向量路由選擇協議採用數學上的距離標准計算路徑大小，該標准就是距離向量。距離向量路由選擇協議通常與鏈路狀態路由選擇協議（Link-State Routing Protocols）相對，這主要在於：距離向量路由選擇協議是對互聯網中的所有節點發送本地連接信息。
為具有更大的靈活性，IGRP 支持多路徑路由選擇服務。在循環（Round Robin）方式下，兩條同等帶寬線路能運行單通信流，如果其中一根線路傳輸失敗，系統會自動切換到另一根線路上。多路徑可以是具有不同標准但仍然奏效的多路徑線路。例如，一條線路比另一條線路優先3倍（即標准低3級），那麼意味著這條路徑可以使用3次。只有符合某特定最佳路徑范圍或在差量范圍之內的路徑才可以用作多路徑。差量（Variance）是網路管理員可以設定的另一個值。
5、EIGRP協議
增強的內部網關路由選擇協議（EIGRP：Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）是增強版的 IGRP 協議。IGRP 是思科提供的一種用於 TCP/IP 和 OSI 英特網服務的內部網關路由選擇協議。它被視為是一種內部網關協議，而作為域內路由選擇的一種外部網關協議，它還沒有得到普遍應用。
Enhanced IGRP 與其它路由選擇協議之間主要區別包括：收斂寬速（Fast Convergence）、支持變長子網掩模（Subnet Mask）、局部更新和多網路層協議。執行 Enhanced IGRP 的路由器存儲了所有其相鄰路由表，以便於它能快速利用各種選擇路徑（Alternate Routes）。如果沒有合適路徑，Enhanced IGRP 查詢其鄰居以獲取所需路徑。直到找到合適路徑，Enhanced IGRP 查詢才會終止，否則一直持續下去。
EIGRP 協議對所有的 EIGRP 路由進行任意掩碼長度的路由聚合，從而減少路由信息傳輸，節省帶寬。另外 EIGRP 協議可以通過配置，在任意介面的位邊界路由器上支持路由聚合。
Enhanced IGRP 不作周期性更新。取而代之，當路徑度量標准改變時，Enhanced IGRP 只發送局部更新（Partial Updates）信息。局部更新信息的傳輸自動受到限制，從而使得只有那些需要信息的路由器才會更新。基於以上這兩種性能，因此 Enhanced IGRP 損耗的帶寬比 IGRP 少得多。
6、ES-IS和IS-IS協議
在ISO規范中，一個路由器就是一個IS（中間系統），一個主機就是一個ES（末端系統）。提供IS和ES（路由器和主機）之間通信的協議，就是ES-IS；提供IS和IS（路由器和路由器）之間通信的協議也就是路由協議，叫IS-IS。
IS-IS協議屬於OSI模型，在網路層中，分為兩個子層： Subnetwork Dependent Layer： 它在Subnetwork Independent Layer上把鏈路狀態屏蔽掉了，提供上層一個透明的工作環境。功能： 完成了PDU從連接網路上的接受和發送； 負責Hello PDU的發送接受，完成鄰居的發現和鏈接關系的建立，維護；負責把IP和IS-IS的PDU交給各自的Process進行處理，特性：由於它是負責和地下鏈路打交道的，所以它決定了IS-IS路由協議支持什麼網路類型。廣播和點對點兩種類型。 使用show clns is-neighbors命令可以查看鄰居表：Circuit ID：是一個只有8位bit長度的ID用來確定IS的介面，如果這個介面是連接著一個廣播網路，那麼它的Circuit ID變成了連接多播網路的DR的System ID+Circuit ID。LAN ID：System ID+Circuit ID，也就是由DR產生分發的一個ID，來表示路由器鄰居的特性。
在IS-IS中，DR路由器的選擇： 通過介面的優先順序，只不過這些優先順序分成L1和L2，如果優先順序為零，那麼這個路由器無權進行DR選舉。如果優先順序相同，根據System ID來進行選擇，最高的成為System ID。
和OSPF不同的是，在廣播網路中，IS-IS路由器和所有的鄰居都會形成adjancency,而不只和DR形成；沒有BDR的概念，如果一個Dr fail了，會在區域中重新選一個出來；而且IS-IS路由協議的DR不是恆定的，如果有一個優先順序更高或SystemID更高的路由器加入，會導致整個區域重新進行DR的選擇，並重新泛洪LSP報文通知DR的信息。