路由协议效率(静态路由协议)

前言 Ad hoc网络的前身是分组无线网（Packet Radio Network）。在Ad hoc网络中，结点具有报文转发能力，结点间的通信可能要经过多个中间结点的转发，即经过多跳（MultiHop），这是Ad hoc网络与其他移动网络的最根本区别。结点通过分层的网络协议和分布式算法相互协调，实现了网络的自动组织和运行。目前的移动通信大多需要有线基础设施（如基站）的支持才能实现。为了能够在没有固定基站的地方进行通信，一种新的网络技术——Ad Hoc网络技术应运而生。Ad Hoc网络不需要有线基础设备的支持，通过移动主机自由的组网实现通信。Ad Hoc网络的出现推进了人们实现在任意环境下的自由通信的进程，同时它也为军事通信、灾难救助和临时通信提供了有效的解决方案。一、 Ad Hoc网络的概念Ad hoc网络又称为多跳网络(multi-hop network)、无固定网络设施的网络(infrastructure less network)自组（self organization）网，自愈网或是对等网，它是一种逻辑意义上的组网方式，即强调在不依赖基础网络设施的前提下由一定范围内的移动终端动态的建立可以互联的网络。同时它还将现有的主要网络中广泛应用的中央控制管理的功能进行分布式处理，由网络各个节点同步完成，从而提高了网络抗干扰，抗故障的能力，也使其成为在许多特殊场合进行网络互联应用的主要方案。Ad Hoc网络是一种没有有线基础设施支持的移动网络，网络中的节点均由移动主机构成。在Ad Hoc网络中，当两个移动主机（如图1中的主机A和B）在彼此的通信覆盖范围内时，它们可以直接通信。但是由于移动主机的通信覆盖范围有限，如果两个相距较远的主机（如图1中的主机A和C）要进行通信，则需要通过它们之间的移动主机B的转发才能实现。因此在Ad Hoc网络中，主机同时还是路由器，担负着寻找路由和转发报文的工作。在Ad Hoc网络中，每个主机的通信范围有限，因此路由一般都由多跳组成，数据通过多个主机的转发才能到达目的地。故Ad Hoc网络也被称为多跳无线网络。其结构如图2所示。Ad Hoc网络可以看作是移动通信和计算机网络的交叉。在Ad Hoc网络中，使用计算机网络的分组交换机制，而不是电路交换机制。通信的主机一般是便携式计算机、个人数字助理（PDA）等移动终端设备。Ad Hoc网络不同于目前因特网环境中的移动IP网络。在移动IP网络中，移动主机可以通过固定有线网络、无线链路和拨号线路等方式接入网络，而在Ad Hoc网络中只存在无线链路一种连接方式。在移动IP网络中，移动主机通过相邻的基站等有线设施的支持才能通信，在基站和基站（代理和代理）之间均为有线网络，仍然使用因特网的传统路由协议。而Ad Hoc网络没有这些设施的支持。此外，在移动IP网络中移动主机不具备路由功能，只是一个普通的通信终端。当移动主机从一个区移动到另一个区时并不改变网络拓扑结构，而Ad Hoc网络中移动主机的移动将会导致拓扑结构的改变。二、 网络性能测试体系结构Ad Hoc网络协议主要包括网络接入层协议(MAC)和路由协议。不同层次的协议由于所完成的功能不同，所以具有不同的测试指针。在网络测试中，要合理评价网络性能必须充分考虑不同层次的协议在性能上的差别。同时，对于不同的网络应用来说，各个层次协议性能对网络整体性能的影响也不尽相同。Ad Hoc网络性能测试按照网络功能层次进行区分，主要分为以下三个方面的内容：通信终端物理性能测试，接入层协议测试和路由协议测试。1. 通信终端物理性能测试通信终端种类很多，包括数字电台、PDA、移动笔记本电脑等等。不同的无线终端由于硬件配置不同，其物理性能也不尽相同。物理性能测试内容主要包括：* 数据发送速率：即终端设备可支持的最大传输带宽，对于多信道系统而言，还需要测试最大可用带宽。* 传播距离：即设备的通信范围，主要与终端的发送功率，接收门限(信噪比)有关。多跳网络中，传播距离会对网络的拓扑关系产生重大的影响，也是MAC层协议设计通常需要考虑的问题[2][3]，也是影响网络吞吐量的因素之一。* 差错控制能力：无线信道通常是不可靠信道，所以需要相应的差错控制能力，保证在一定的信道误码率下，可以完成正常数据通信。2. 网络接入层性能测试网络接入层(MAC)解决了隐终端和暴露终端的问题[2][3]。MAC层协议的性能会直接影响网络的整体性能。MAC层协议是Ad Hoc网络组网协议的基础，也是网络结点通信的第一步，只有高效、公平、有序地组织网络中的所有通信结点的链路层通信能力，才能保证上层网络互联协议(路由协议)的正常运行。网络接入层性能测试内容主要有：* 接入时延：结点从有数据需要发送到数据的实际发送的时间间隔。是反映单个结点接入效率的重要参数，但是不能反映网络整体性能。* 网络吞吐量：接入协议的性能还体现在网络吞吐量上，由于无线网络数据帧的碰撞会导致所有的发送方都要退避一段时间，然后重新发送数据，这就必然对系统的吞吐量产生影响。* 优先级：网络中的结点按照优先级排序，优先级高的结点比优先级低的结点有更低的平均接入时延，这一点在同时承载数据业务和话音业务的网络中显得尤为重要。* 公平性：优先级然保证了优先级高的结点有更低的接入时延，但是网络接入协议还必须同时保证优先级低的结点不会“饿死”，同等优先级的结点还要有相同或接近的接入时延参数。3. 路由协议性能测试路由协议的任务是维护网络拓扑，为结点之间的通信提供及时准确的路由信息，保证报文按照协议所提供的路径正确到达目的结点。针对现有Ad Hoc网络路由协议的特点，性能测试主要包括以下几个方面：* 端到端时延与吞吐量：路由协议所处理的是源结点到目的结点之间的路径选择信息，所以源结点到目的结点之间(端到端)的行为最直接的测试内容就是时延和吞吐量。但是，这两个参数都与MAC层协议的效率直接相关。* 路由发现时间(也称为路由重建时间)：直接说明了路由算法的效率，即从无法根? 萋酚杀淼玫铰酚傻降玫娇捎寐酚傻氖奔洹P枰�⒁獾氖牵�飧霾馐圆问�视糜谛枨笄��酚伤惴?span lang="EN-US">(反应式)[1][5]和具有事件触发更新功能的路由表驱动型路由算法(先应式)[1][6]。* 路由表收敛时间：对于路由表驱动型路由算法而言，路由协议在运行期间，路由表从初始状态到路由表稳定状态通常会有一个自动更新的过程，这个时间通常称为路由表收敛时间。* 路由协议的效率：任何路由协议在运行过程中，都要有一定的路由协议开销，用于在结点之间维护网络的拓扑信息。对于无线网络而言，网络带宽非常有限，协议开销直接影响网络带宽的利用率，进而影响网络的扩展性。所以路由协议的效率也是我们重点考虑的测试参数之一。三、 Ad Hoc网络的特点Ad hoc网络是一种特殊的无线移动网络。网络中所有结点的地位平等，无需设置任何的中心控制结点。网络中的结点不仅具有普通移动终端所需的功能，而且具有报文转发能力。与普通的移动网络和固定网络相比，它具有以下特点：1.无中心：Ad hoc网络没有严格的控制中心。所有结点的地位平等，即是一个对等式网络。结点可以随时加入和离开网络。任何结点的故障不会影响整个网络的运行，具有很强的抗毁性。2.自组织：网络的布设或展开无需依赖于任何预设的网络设施。结点通过分层协议和分布式算法协调各自的行为，结点开机后就可以快速、自动地组成一个独立的网络。3.多跳路由：当结点要与其覆盖范围之外的结点进行通信时，需要中间结点的多跳转发。与固定网络的多跳不同，Ad hoc网络中的多跳路由是由普通的网络结点完成的，而不是由专用的路由设备（如路由器）完成的。4.动态拓扑：Ad hoc网络是一个动态的网络。网络结点可以随处移动，也可以随时开机和关机，这些都会使网络的拓扑结构随时发生变化。这些特点使得Ad hoc网络在体系结构、网络组织、协议设计等方面都与普通的蜂窝移动通信网络和固定通信网络有着显著的区别。Ad Hoc网络作为一种新的组网方式，具有以下特点。3．1 网络的独立性Ad Hoc网络相对常规通信网络而言，最大的区别就是可以在任何时刻、任何地点不需要硬件基础网络设施的支持，快速构建起一个移动通信网络。它的建立不依赖于现有的网络通信设施，具有一定的独立性。Ad Hoc网络的这种特点很适合灾难救助、偏远地区通信等应用。3．2 动态变化的网络拓扑结构在Ad Hoc网络中，移动主机可以在网中随意移动。主机的移动会导致主机之间的链路增加或消失，主机之间的关系不断发生变化。在自组网中，主机可能同时还是路由器，因此，移动会使网络拓扑结构不断发生变化，而且变化的方式和速度都是不可预测的。对于常规网络而言，网络拓扑结构则相对较为稳定。3．3 有限的无线通信带宽在Ad Hoc网络中没有有线基础设施的支持，因此，主机之间的通信均通过无线传输来完成。由于无线信道本身的物理特性，它提供的网络带宽相对有线信道要低得多。除此以外，考虑到竞争共享无线信道产生的碰撞、信号衰减、噪音干扰等多种因素，移动终端可得到的实际带宽远远小于理论中的最大带宽值。3．4 有限的主机能源 < /span>在Ad Hoc网络中，主机均是一些移动设备，如PDA、便携计算机或掌上电脑。由于主机可能处在不停的移动状态下，主机的能源主要由电池提供，因此Ad Hoc网络有能源有限的特点。3．5 网络的分布式特性在Ad Hoc网络中没有中心控制节点，主机通过分布式协议互联。一旦网络的某个或某些节点发生故障，其余的节点仍然能够正常工作。3．6 生存周期短Ad Hoc网络主要用于临时的通信需求，相对与有线网络，它的生存时间一般比较短。3．7 有限的物理安全移动网络通常比固定网络更容易受到物理安全攻击，易于遭受窃听、欺骗和拒绝服务等攻击。现有的链路安全技术有些已应用于无线网络中来减小安全攻击。不过Ad Hoc网络的分布式特性相对于集中式的网络具有一定的抗毁性。四、Ad hoc网络的体系结构1 结点结构Ad hoc网络中的结点不仅要具备普通移动终端的功能，还要具有服文转发能力，即要具备路由器的功能。因此，就完成的功能而言可以将结点分为主机、路由器和电台三部分。其中主机部分完成普通移动终端的功能，包括人机接口、数据处理等应用软件。而路由器部分主要负责维护网络的拓扑结构和路由信息，完成报文的转发功能。电台部分为信息传输提供无线信道支持。从物理结构上分，结构可以被分为以下几类：单主机单电台、单主机多电台、多主机单电台和多主机多电台。手持机一般采用的单主机单电台的简单结构。作为复杂的车载台，一个结点可能包括通信车内的多个主机。多电台不仅可以用来构建叠加的网络，还可用作网关结点来互联多个Ad hoc网络。2 网络结构Ad hoc网络一般有两种结构：平面结构和分级结构。在平面结构中，所有结点的地位平等，所以又可以称为对等式结构。分级结构中，网络被划分为簇。每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。这些簇头形成了高一级的网络。在高一级网络中，又可以分簇，再次形成更高一级的网络，直至最高级。在分级结构中，簇头结点负责簇间数据的转发。簇头可以预先指定，也可以由结点使用算法自动选举产生。分级结构的网络又可以被分为单频分级和多频分级两种。单频率分级网络中，所有结点使用同一个频率通信。为了实现簇头之间的通信，要有网关结点（同时属于两个簇的结点）的支持。而在多频率分组网络中，不同级采用不同的通信频率。低级结点的通信范围较小，而高级结点要覆盖较大的范围。高级的结点同时处于多个级中，有多个频率，用不同的频率实现不同级的通信。在两级网络中，簇头结点有两个频率。频率1用于簇头与簇成员的通信。而频率2用于簇头之间的通信。分级网络的每个结点都可以成为簇头，所以需要适当的簇头选举算法，算法要能根据网络拓扑的变化重新分簇。平面结构的网络比较简单，网络中所有结点是完全对等的，原则上不存在瓶颈，所以比较健壮。它的缺点是可扩充性差：每一个结点都需要知道到达其他所有结点的路由。维护这些动态变化的路由信息需要大量的控制消息。在分级结构的网络中，簇成员的功能比较简单，不需要维护复杂的路由信息。这大大减少了网络中路由控制信息的数量，因此具有很好的可扩充性。由于簇头结点可以随时选举产生，分级结构也具有很强的抗毁性。分级结构的缺点是，维护分级结构需要结点执行簇头选举算法，簇头结点可能会成为网络的瓶颈。因此，当网络的规模较小时，可以采用简单的平面式结构；而当网络的规模增大时，应用分级结构。美军在其战术互联网中使用近期数字电台（NTDR，Near Term Digital Radio）组网时采用的就是双频分级结构。五、Ad Hoc网络的应用需求Ad Hoc网络的应用范围很广，总体上来说，它可以用于以下场合：a）没有有线通信设施的地方，如没有建立硬件通信设施或有线通信设施遭受破坏。b）需要分布式特性的网络通信环境。c）现有有线通信设施不足，需要临时快速建立一个通信网络的环境。d） 作为生存性较强的后备网络。Ad Hoc网络技术的研究最初是为了满足军事应用的需要，军队通信系统需要具有抗毁性、自组性和机动性。Ad Hoc网络满足了军事通信系统的这些需求。Ad Hoc网络采用分布式技术，没有中心控制节点的管理。当网络中某些节点或链路发生故障，其他节点还可以通过相关技术继续通信。Ad Hoc网络由移动节点自己自由组合，不依赖于有线设备，因此，具有较强的自组性，很适合战场的恶劣通信环境。Ad Hoc网络建立简单、具有很高的机动性。近年来，Ad Hoc网络的研究在民用和商业领域也受到了重视。在民用领域，Ad Hoc网络可以用于灾难救助。在发生洪水、地震后，有线通信设施很可能因遭受破坏而无法正常通信，通过Ad Hoc网络可以快速地建立应急通信网络，保证救援工作的顺利进行，完成紧急通信需求任务。Ad Hoc网络可以用于偏远或不发达地区通信。在这些地区，由于造价、地理环境等原因往往没有有线通信设施，Ad Hoc网络可以解决这些环境中的通信问题。Ad Hoc网络还可以用于临时的通信需求，如商务会议中需要参会人员之间互相通信交流，在现有的有线通信系统不能满足通信需求的情况下，可以通过Ad Hoc网络来完成通信任务。民用方面，Ad hoc网络也有非常广泛的应用前景。它的应用场合主要有以下几类：1.军事应用：军事应用是Ad hoc网络技术的主要应用领域。2.传感器网络：传感器网络是Ad hoc网络技术的另一大应用领域。对于很多应用场合来说传感器网络只能使用无线通信技术。而考虑到体积和节能等因素，传感器的发射功率不可能很大。使用Ad hoc网络实现多跳通信是非常实用的解决方法。分散在各处的传感器组成Ad hoc网络，可以实现传感器之间和与控制中心之间的通信。3.紧急和临时场合：在发生了地震、水灾、强热带风暴或遭受其他灾难打击后，固定的通信网络设施（如有线通信网络、蜂窝移动通信网络的基站等网络设施、卫星通信地球站以及微波接力站等）可能被全部摧毁或无法正常工作，对于抢险救灾来说，这时就需要Ad hoc网络这种不依赖任何固定网络设施又能快速布设的自组织网络技术。4.个人通信：个人局域网（PAN,Personal Area Network）是Ad hoc网络技术的另一应用领域。不仅可用于实现PDA、手机、手提电脑等个人电子通信设备之间的通信，还可用于个人局域网之间的多跳通信。蓝牙技术中的超网（Scatternet）就是一个典型的例子。5.与移动通信系统的结合：Ad hoc网络还可以与蜂窝移动通信系统相结合，利用移动台的多跳转发能力扩大蜂窝移动通信系统的覆盖范围、均衡相邻小区的业务、提高小区边缘的数据速率等。Ad Hoc网络在研究领域也很受关注，近几年的网络国际会议基本都有Ad Hoc网络专题，随着移动技术的不断发展和人们日益增长的自由通信需求，Ad Hoc网络会受到更多的关注，得到更快速的发展和普及。六、 与其他移动通信系统的比较1 蜂窝系统蜂窝系统是覆盖范围最广的陆地公用移动通信系统。在蜂窝系统中，覆盖区域一般被划分为类似蜂窝的多个小区。每个小区内设置固定的基站，为用户提供接入和信息转发服务。移动用户之间以及移动用户和非移动用户之间的通信均需通过基站进行。基站则一般通过有线线路连接到主要由交换机构成的骨干交换网络。蜂窝系统是一种有连接网络，一旦一个信道被分配给某个用户，通常此信道可一直被此用户使用。蜂窝系统一般用于语音通信。2 集群系统集群系统与蜂窝系统类似，也是一种有连接的网络，一般属于专用网络，规模不大，主要为移动用户提供语音通信。3 卫星通信系统卫星通信系统的通信范围最广，可以为全球每个角落的用户提供通信服务。在此系统中，卫星起着与基站类似的功能。卫星通信系统按卫星所处位置可分为静止轨道、中轨道和低轨道3种。卫星通信系统存在成本高、传输延时大、传输带宽有限等不足。上述移动通信系统都需要有线网络通信基础设施的支持，如基站、交换机、卫星等。这些设施的建立和运转需要大量的人力和物力，因此成本比较高，同时建设的周期也长。Ad Hoc网络不需要基站的支持，由主机自己组网，因此，网络建立的成本低，同时时间短，一般只要几秒钟或几分钟。上述通信系统中，移动终端之间并不直接通信，并且移动终端只具备收发功能，不具备转发功能。而Ad Hoc网络由移动主机构成，移动主机之间可以直接通信，而移动主机不仅收发数据，同时还转发数据。此外目前的移动通信系统主要为用户提供语音通信功能，通常采用电路交换，拓扑结构比较稳定。而Ad Hoc网络使用分组转发技术，主要为用户提供数据通信服务，拓扑结构易于变化。七、移动IP和Ad Hoc网络的结合实现移动和全IP是当今网络发展的两大趋势。随着手机使用的日益广泛和人们对移动所能提供的信息要求越来越高，人们更加希望能随时随地接入互联网。对于Ad Hoc网络，网络是随时生成而且具有易构性，不需要事先存在的网络来支持，因此，应用很广泛也很简单。但是这种网络有很强的独立性，它可以单独存在，它的特性和它所使用的主动的、按需驱动的路由协议都令它难以与互联网通信，达到交互信息的目的。为了达到Ad Hoc网络中的移动主机可以在不同的Ad Hoc网络间移动和随时接入互联网，我们利用移动IP协议可在不同网络中漫游的特性，结合移动IP和Ad Hoc网络，即MIPMANET，提供一种将Ad Hoc网络使用按需驱动的路由机制，移动IP提供代理地址和反向隧道的Ad Hoc网络接入互联网的解决方案。图3为Ad Hoc网络接入互联网的模型。八、管理Ad Hoc网络面临的问题Ad Hoc网络的特性决定了管理上比有线网络复杂许多，因为网络拓扑的动态变化，要求网络管理也是动态自动配置。而且要考虑到移动节点本身的限制，例如能源有限、链路状态变化和有限的存储能力等，因此，要将管理协议给整个网络带来的负荷考虑在内。最后还要考虑到网络管理对不同环境的适用性等。具体Ad Hoc网络管理? 枰�饩龅奈侍馕�韵录阜矫妫?span lang="EN-US">a）网络管理协议的一个重要任务是使网管知道网络的拓扑结构。在有线网络中，由于网络变化不频繁，所以这点容易做到。但在移动网络中，节点的移动导致拓扑结构变化太频繁，网管需定期收集节点的连接信息，这无疑会加大网络的负荷。b） 大多数节点使用电池供电，所以要保证网络管理的负荷限制在最小值以节省能源。要尽量减少收发和处理的节点数，但这是与需要拓扑结构的定期更新相矛盾的。c） 能源的有限性和节点的移动性导致节点随时可能与网络分离，这要求网络管理协议能够及时觉察节点的离开和加入，而更新拓扑结构。d）无线环境下信号质量变化大。信号的衰退和拥塞都会使网管误认为节点已离开，因此，网管必须能够区分是由于节点移动还是由于链路质量的原因导致连接中断。网管必须询问物理层，但这样会违反OSI的层次管理结构。f） Ad Hoc网络通常应用于军事，因此，要防止窃听、破坏和侵入。所以网管需要结合加密和认证过程。由上可见Ad Hoc网络的网络管理是与传统网络不同的，要解决的问题包括如何有效地收集网络的拓扑信息，如何处理动态的网络配置和安全保密问题。特殊问题：1． 特殊的信道共享方式通信网络中的信道共享方式一般有三种：点对点、点对多点和多点共享。点对点是最简单的共享方式，两个结点可以共享一个信道（有线或无线）。点对多点共享一般用于有中心站控制的无线信道，例如蜂窝移动通信系统的无线信道。在这种方式中，终端（如移动电话）在中心站（如基站）的控制下共享一个或多个无线信道，所有终端均处在中心站的覆盖范围内。多点共享指多个终端共享一个广播信道，以太网就是最典型的多点共享方式。在多点共享方式中，一个终端发送报文，所有的终端都可以听到，即相当于一个全互联的网络，我们称这种共享方式下的信道为一跳共享广播信道。Ad hoc网络的信道共享方式与它们不同。虽然Ad hoc网络的无线信道也是一个共享的广播信道，但它不是一跳共享的。因为当一个结点发送报文时，只有在它覆盖范围内的结点（称为邻居）才能够收到，而覆盖范围外的结点则感知不到任何通信的存在。这恰恰也是Ad hoc网络的优势所在，发送结点覆盖范围外的结点不受发送结点的影响，它们也可以同时发送报文。我们称Ad hoc网络的共享信道为多跳共享广播信道。多跳共享广播信道带来的直接影响就是报文冲突与结点所处的位置相关。在一跳共享的广播信道中，报文冲突是个全局事件。所有结点要么都收到正确的报文，要么都会感知到报文冲突。而在Ad hoc网络中，报文冲突只是局部事件，并非所有结点都可以感知到。一个结点正确收到了一个报文，该报文可能会在另一个结点处发生冲突。也可能报文在接收结点处发生了冲突，而发送结点丝毫觉察不到。也就是说发送结点和接收结点感知到的信道状况不一定相同，由此将会带来隐终端、暴露终端等一系列的特殊问题。由于Ad hoc网络特定的信道共享方式，基于点对多点共享信道和一跳共享广播信道接入协议无法被Ad hoc网络直接使用，需要为它设计专用的信道接入协议。信道接入协议是报文在信道上发送和接收的直接控制者，它的行为对Ad hoc网络的性能起着决定性的作用。因此，信道接入协议一直是Ad hoc网络技术的研究重点之一。2 动态拓扑Ad hoc网络中的结点不仅可以自由移动，还可以随时开机和关机。这将造成网络拓扑的动态变化。考虑到Ad hoc网络的多跳特性，结点要有报文转发功能，这要求结点实现相应的路由协议。传统的基于因特网的路由协议是为相对稳定的网络拓扑而设计的，它们无法满足快速变化拓扑网络的需要。因此，路由协议也成了Ad hoc网络的研究特点。现有的Ad hoc网络路由协议可以分为先应式（Proactive）、反应式（Reactive）和混合式三种。（1）先应式路由协议又被称为表驱动（Table-driven）路由协议，它通过连? �丶觳饬绰分柿浚�笨涛�ぷ既返耐�缤仄撕吐酚尚畔ⅰF?/span>优点是发送报文时可以立即得到正确的路由，缺点是开销太大。（2）反应式路由协议，又称为随选 路由（On-Demand Routing），并不时刻维护准确的路由信息，仅当需要时才查找路由。其优点是降低了路由维护的开销，缺点是查找路由会引入较大的时延。结点先应式和反应式特点的路由协议称为混合式路由协议。它在局部范围内使用先应式路由协议，以缩小路由控制消息传播的范围。当目标结点较远时，通过查找发现路由。这样既可以减少路由协议的开销，时延特性也得到了改善。鉴于路由协议的重要性，IETF的MANET工作组目前专注于Ad hoc网络路由协议的研究。虽然已经取得了一定的成果，但仍有很多问题没有解决。九、 结论 Ad Hoc网络是一种新颖的移动计算机网络的类型，它既可以作为一种独立的网络运行，也可以作为当前具有固定设施网络的一种补充形式。其自身的独特性，赋予其巨大的发展前景。在Ad Hoc网络的研究中还存在许多亟待解决的问题：设计具有节能策略、安全保障、组播功能和QoS支持等扩展特性的路由协议，以及Ad Hoc网络的网络管理等。今后将重点致力于Ad Hoc网络中网络监视、节点移动性管理、抗毁性管理和安全管理等方面的研究。

分类：：对于路由器协议这个名词，可能很多人都已经耳熟能详，特别目前网络发展的很快，Internet路由器协议也在不断的完善，同时也出现了很多新功能。信息技术在各个领域的广泛应用促使信息交换网络的迅猛发展，其中Internet是最大的受益者。 Internet网络的主要节点设备是路由器，路由器技术通过路由决定数据的转发。转发策略称为路由选择（routing），这也是路由器名称的由来（router，转发者）。决定转发的办法可以是人为指定，但人为指定工作量大，而且不能采取灵活的策略，于是动态路由器协议应运而生，通过传播、分析、计算、挑选路由，来实现路由发现、路由选择、路由切换和负载分担等功能。RIP、OSPF和BGP协议Internet上现在大量运行的路由器协议有RIP、OSPF和BGP。RIP、OSPF是内部网关协议，适用于单个ISP的统一路由器协议的运行，由一个ISP运营的网络称为一个自治系统（AS）。BGP是自治系统间的路由器协议，是一种外部网关协议。RIP是推出时间最长的路由器协议，也是最简单的路由器协议。它是“路由信息协议”的缩写，主要传递路由信息（路由表）来广播路由：每隔30秒，广播一次路由表，维护相邻路由器的关系，同时根据收到的路由表计算自己的路由表。RIP运行简单，适用于小型网络，Internet上还在部分使用着RIP。OSPF协议是“开放式最短路优先”的缩写。“开放”是针对当时某些厂家的“私有”路由器协议而言，而正是因为协议开放性，才造成OSPF今天强大的生命力和广泛的用途。它通过传递链路状态（连接信息）来得到网络信息，维护一张网络有向拓扑图，利用最小生成树算法（SPF算法）得到路由表。OSPF是一种相对复杂的路由器协议。总的来说，OSPF、RIP都是自治系统内部的路由器协议，适合于单一的ISP（自治系统）使用。一般说来，整个Internet并不适合跑单一的路由器协议，因为各ISP有自己的利益，不愿意提供自身网络详细的路由信息。为了保证各ISP利益，标准化组织制定了ISP间的路由器协议BGP。BGP是“边界网关协议”的缩写，处理各ISP之间的路由传递。其特点是有丰富的路由策略，这是RIP、OSPF等协议无法做到的，因为它们需要全局的信息计算路由表。BGP通过ISP边界的路由器加上一定的策略，选择过滤路由，把RIP、OSPF、BGP等的路由发送到对方。全局范围的、广泛的Internet是BGP处理多个ISP间的路由的实例。BGP的出现，引起了Internet的重大变革，它把多个ISP有机的连接起来，真正成为全球范围内的网络。带来的副作用是Internet的路由爆炸，现在Internet网的路由大概是60000条，这还是经过“聚合”后的数字。配置BGP需要对用户需求、网络现状和BGP协议非常了解，还有——需要非常小心，BGP运行在相对核心的地位，一旦出错，其造成的损失可能会很大！为适应Internet网络一对多的多点传送应用如天气预报、网络会议等，出现了一种新的传输模式——多播（multicast）。多播适合于一到多的传输环境，同时也可适用多到多、多到一的情况。多播转发主要由路由器决定，路由器通过两种方式决定所谓的下游：决定是否有主机（用户）的下游，通过Multicastclient（IGMP）协议；决定是否有间接用户，即通过“下游”路由器带的组员，由下游路由器通过多播路由器协议的报文通告，路由器决定是否往该下游转发数据。 可以看到，第二种方式中多播路由器协议的应用是大规模网络多播转发的关键。多播路由器协议应该至少能正确通告组员信息，并能形成全局统一的路由拓扑。密集模式适用于小型网络，其假设是全网有非常“密集”的组员存在，采用广播＋剪枝的工作策略。其默认假设是向所有的下游转发数据，当收到某下游发来的明确的剪枝信息后，才把该接口从下游列表中除去。一般说来，转发路径应该是以“源”为根、组员为枝叶的一棵树。密集模式的路由器协议包括DVMRP、MOSPF和PIMDM。稀疏模式是Internet上应用广泛的一种情形。毕竟，针对Internet网，现在任何一次多播应用都不会有1％以上的机器需要接收。稀疏模式默认所有机器都不需要收多播包，只有明确指定需要的才予以转发，这确实能适用于“稀疏”的考虑。现在所有稀疏模式协议的主要转发思路是所有同类报文按相同的路径转发，即先发送到一个汇聚点（或称为核），再沿以汇聚点为根的组员为枝叶的共享树转发。稀疏方式的路由器协议包括PIMSM和CBT。可以毫不夸张的说，路由器协议支持着IP，支持着Internet。没有路由器协议，Internet将是一个混乱的世界，不可能有今天这样的方便快捷。而多播则开创了一个新的发展前景，将成为引导Internet未来的主力。 比较：：路由分为静态路由和动态路由，其相应的路由表称为静态路由表和动态路由表。静态路由表由网络管理员在系统安装时根据网络的配置情况预先设定，网络结构发生变化后由网络管理员手工修改路由表。动态路由随网络运行情况的变化而变化，路由器根据路由协议提供的功能自动计算数据传输的最佳路径，由此得到动态路由表。根据路由算法，动态路由协议可分为距离向量路由协议（Distance Vector Routing Protocol）和链路状态路由协议（Link State Routing Protocol）。距离向量路由协议基于Bellman-Ford算法，主要有RIP、IGRP（IGRP为Cisco公司的私有协议）；链路状态路由协议基于图论中非常著名的Dijkstra算法，即最短优先路径（Shortest Path First，SPF）算法，如OSPF。在距离向量路由协议中，路由器将部分或全部的路由表传递给与其相邻的路由器；而在链路状态路由协议中，路由器将链路状态信息传递给在同一区域内的所有路由器。根据路由器在自治系统（AS）中的位置，可将路由协议分为内部网关协议（Interior Gateway Protocol，IGP）和外部网关协议（External Gateway Protocol，EGP，也叫域间路由协议）。域间路由协议有两种：外部网关协议（EGP）和边界网关协议（BGP）。EGP是为一个简单的树型拓扑结构而设计的，在处理选路循环和设置选路策略时，具有明显的缺点，目前已被BGP代替。EIGRP是Cisco公司的私有协议，是一种混合协议，它既有距离向量路由协议的特点，同时又继承了链路状态路由协议的优点。各种路由协议各有特点，适合不同类型的网络。下面分别加以阐述。2 静态路由静态路由表在开始选择路由之前就被网络管理员建立，并且只能由网络管理员更改，所以只适于网络传输状态比较简单的环境。静态路由具有以下特点：· 静态路由无需进行路由交换，因此节省网络的带宽、CPU的利用率和路由器的内存。· 静态路由具有更高的安全性。在使用静态路由的网络中，所有要连到网络上的路由器都需在邻接路由器上设置其相应的路由。因此，在某种程度上提高了网络的安全性。· 有的情况下必须使用静态路由，如DDR、使用NAT技术的网络环境。静态路由具有以下缺点：· 管理者必须真正理解网络的拓扑并正确配置路由。· 网络的扩展性能差。如果要在网络上增加一个网络，管理者必须在所有路由器上加一条路由。· 配置烦琐，特别是当需要跨越几台路由器通信时，其路由配置更为复杂。3 动态路由 动态路由协议分为距离向量路由协议和链路状态路由协议，两种协议各有特点，分述如下。1. 距离向量（DV）协议 距离向量指协议使用跳数或向量来确定从一个设备到另一个设备的距离。不考虑每跳链路的速率。 距离向量路由协议不使用正常的邻居关系，用两种方法获知拓扑的改变和路由的超时：· 当路由器不能直接从连接的路由器收到路由更新时；· 当路由器从邻居收到一个更新，通知它网络的某个地方拓扑发生了变化。在小型网络中（少于100个路由器，或需要更少的路由更新和计算环境），距离向量路由协议运行得相当好。当小型网络扩展到大型网络时，该算法计算新路由的收敛速度极慢，而且在它计算的过程中，网络处于一种过渡状态，极可能发生循环并造成暂时的拥塞。再者，当网络底层链路技术多种多样，带宽各不相同时，距离向量算法对此视而不见。距离向量路由协议的这种特性不仅造成了网络收敛的延时，而且消耗了带宽。随着路由表的增大，需要消耗更多的CPU资源，并消耗了内存。2. 链路状态（LS）路由协议链路状态路由协议没有跳数的限制，使用“图形理论”算法或最短路径优先算法。链路状态路由协议有更短的收敛时间、支持VLSM（可变长子网掩码）和CIDR。链路状态路由协议在直接相连的路由之间维护正常的邻居关系。这允许路由更快收敛。链路状态路由协议在会话期间通过交换Hello包（也叫链路状态信息）创建对等关系，这种关系加速了路由的收敛。不像距离向量路由协议那样，更新时发送整个路由表。链路状态路由协议只广播更新的或改变的网络拓扑，这使得更新信息更小，节省了带宽和CPU利用率。另外，如果网络不发生变化，更新包只在特定的时间内发出（通常为30min到2h）。3. 链路状态路由协议和距离向量路由协议的比较4 常用动态路由协议的分析4.1 RIPRIP（路由信息协议）是路由器生产商之间使用的第一个开放标准，是最广泛的路由协议，在所有IP路由平台上都可以得到。当使用RIP时，一台Cisco路由器可以与其他厂商的路由器连接。RIP有两个版本：RIPv1和RIPv2，它们均基于经典的距离向量路由算法，最大跳数为15跳。RIPv1是族类路由（Classful Routing）协议，因路由上不包括掩码信息，所以网络上的所有设备必须使用相同的子网掩码，不支持VLSM。RIPv2可发送子网掩码信息，是非族类路由（Classless Routing）协议，支持VLSM。RIP使用UDP数据包更新路由信息。路由器每隔30s更新一次路由信息，如果在180s内没有收到相邻路由器的回应，则认为去往该路由器的路由不可用，该路由器不可到达。如果在240s后仍未收到该路由器的应答，则把有关该路由器的路由信息从路由表中删除。 RIP具有以下特点：· 不同厂商的路由器可以通过RIP互联；· 配置简单； · 适用于小型网络（小于15跳）；· RIPv1不支持VLSM；· 需消耗广域网带宽；· 需消耗CPU、内存资源。RIP的算法简单，但在路径较多时收敛速度慢，广播路由信息时占用的带宽资源较多，它适用于网络拓扑结构相对简单且数据链路故障率极低的小型网络中，在大型网络中，一般不使用RIP。4.2 IGRP内部网关路由协议（Interior Gateway Routing Protocol，IGRP）是Cisco公司20世纪80年代开发的，是一种动态的、长跨度（最大可支持255跳）的路由协议，使用度量（向量）来确定到达一个网络的最佳路由，由延时、带宽、可靠性和负载等来计算最优路由，它在同个自治系统内具有高跨度，适合复杂的网络。Cisco IOS允许路由器管理员对IGRP的网络带宽、延时、可靠性和负载进行权重设置，以影响度量的计算。像RIP一样，IGRP使用UDP发送路由表项。每个路由器每隔90s更新一次路由信息，如果270s内没有收到某路由器的回应，则认为该路由器不可到达；如果630s内仍未收到应答，则IGRP进程将从路由表中删除该路由。与RIP相比，IGRP的收敛时间更长，但传输路由信息所需的带宽减少，此外，IGRP的分组格式中无空白字节，从而提高了IGRP的报文效率。但IGRP为Cisco公司专有，仅限于Cisco产品。4.3 EIGRP 随着网络规模的扩大和用户需求的增长，原来的IGRP已显得力不从心，于是，Cisco公司又开发了增强的IGRP，即EIGRP。EIGRP使用与IGRP相同的路由算法，但它集成了链路状态路由协议和距离向量路由协议的长处，同时加入散播更新算法（DUAL）。EIGRP具有如下特点：· 快速收敛。快速收敛是因为使用了散播更新算法，通过在路由表中备份路由而实现，也就是到达目的网络的最小开销和次最小开销（也叫适宜后继，feasible successor）路由都被保存在路由表中，当最小开销的路由不可用时，快速切换到次最小开销路由上，从而达到快速收敛的目的。· 减少了带宽的消耗。EIGRP不像RIP和IGRP那样，每隔一段时间就交换一次路由信息，它仅当某个目的网络的路由状态改变或路由的度量发生变化时，才向邻接的EIGRP路由器发送路由更新，因此，其更新路由所需的带宽比RIP和EIGRP小得多——这种方式叫触发式（triggered）。· 增大网络规模。对于RIP，其网络最大只能是15跳（hop），而EIGRP最大可支持255跳（hop）。· 减少路由器CPU的利用。路由更新仅被发送到需要知道状态改变的邻接路由器，由于使用了增量更新，EIGRP比IGRP使用更少的CPU。· 支持可变长子网掩码。· IGRP和EIGRP可自动移植。IGRP路由可自动重新分发到EIGRP中，EIGRP也可将路由自动重新分发到IGRP中。如果愿意，也可以关掉路由的重分发。· EIGRP支持三种可路由的协议（IP、IPX、AppleTalk）。· 支持非等值路径的负载均衡。· 因EIGIP是Cisco公司开发的专用协议，因此，当Cisco设备和其他厂商的设备互联时，不能使用EIGRP4.4 OSPF开放式最短路径优先（Open Shortest Path First，OSPF）协议是一种为IP网络开发的内部网关路由选择协议，由IETF开发并推荐使用。OSPF协议由三个子协议组成：Hello协议、交换协议和扩散协议。其中Hello协议负责检查链路是否可用，并完成指定路由器及备份指定路由器；交换协议完成“主”、“从”路由器的指定并交换各自的路由数据库信息；扩散协议完成各路由器中路由数据库的同步维护。OSPF协议具有以下优点：· OSPF能够在自己的链路状态数据库内表示整个网络，这极大地减少了收敛时间，并且支持大型异构网络的互联，提供了一个异构网络间通过同一种协议交换网络信息的途径，并且不容易出现错误的路由信息。· OSPF支持通往相同目的的多重路径。· OSPF使用路由标签区分不同的外部路由。· OSPF支持路由验证，只有互相通过路由验证的路由器之间才能交换路由信息；并且可以对不同的区域定义不同的验证方式，从而提高了网络的安全性。· OSPF支持费用相同的多条链路上的负载均衡。· OSPF是一个非族类路由协议，路由信息不受跳数的限制，减少了因分级路由带来的子网分离问题。· OSPF支持VLSM和非族类路由查表，有利于网络地址的有效管理。· OSPF使用AREA对网络进行分层，减少了协议对CPU处理时间和内存的需求。4.5 BGPBGP用于连接Internet。BGPv4是一种外部的路由协议。可认为是一种高级的距离向量路由协议。在BGP网络中，可以将一个网络分成多个自治系统。自治系统间使用eBGP广播路由，自治系统内使用iBGP在自己的网络内广播路由。Internet由多个互相连接的商业网络组成。每个企业网络或ISP必须定义一个自治系统号（ASN）。这些自治系统号由IANA（Internet Assigned Numbers Authority）分配。共有65535个可用的自治系统号，其中65512~65535为私用保留。当共享路由信息时，这个号码也允许以层的方式进行维护。BGP使用可靠的会话管理，TCP中的179端口用于触发Update和Keepalive信息到它的邻居，以传播和更新BGP路由表。在BGP网络中，自治系统有： 1. Stub AS只有一个入口和一个出口的网络。2. 转接AS（Transit AS）当数据从一个AS到另一个AS时，必须经过Transit AS。如果企业网络有多个AS，则在企业网络中可设置Transit AS。IGP和BGP最大的不同之处在于运行协议的设备之间通过的附加信息的总数不同。IGP使用的路由更新包比BGP使用的路由更新包更小（因此BGP承载更多的路由属性）。BGP可在给定的路由上附上很多属性。当运行BGP的两个路由器开始通信以交换动态路由信息时，使用TCP端口179，他们依赖于面向连接的通信（会话）。BGP必须依靠面向连接的TCP会话以提供连接状态。因为BGP不能使用Keepalive信息（但在普通头上存放有Keepalive信息，以允许路由器校验会话是否Active）。标准的Keepalive是在电路上从一个路由器送往另一个路由器的信息，而不使用TCP会话。路由器使用电路上的这些信号来校验电路没有错误或没有发现电路。某些情况下，需要使用BGP：· 当你需要从一个AS发送流量到另一个AS时；· 当流出网络的数据流必须手工维护时；· 当你连接两个或多个ISP、NAP（网络访问点）和交换点时。以下三种情况不能使用BGP· 如果你的路由器不支持BGP所需的大型路由表时；· 当Internet只有一个连接时，使用默认路由；· 当你的网络没有足够的带宽来传送所需的数据时（包括BGP路由表）。
路由器协议有RIP、OSPF和BGP。RIP、OSPF是内部网关协议，适用于单个ISP的统一路由器协议的运行，由一个ISP运营的网络称为一个自治系统（AS）。BGP是自治系统间的路由器协议，是一种外部网关协议。

路由协议作为TCP/IP协议族中重要成员之一，其选路过程实现的好坏会影响整个Internet网络的效率。按应用范围的不同，路由协议可分为两类：在一个AS（Autonomous System，自治系统，指一个互连网络，就是把整个Internet划分为许多较小的网络单位，这些小的网络有权自主地决定在本系统中应采用何种路由选择协议）内的路由协议称为内部网关协议（interior gateway protocol），AS之间的路由协议称为外部网关协议（exterior gateway protocol）。这里网关是路由器的旧称。现在正在使用的内部网关路由协议有以下几种：RIP-1，RIP-2，IGRP，EIGRP，IS-IS和OSPF。其中前4种路由协议采用的是距离向量算法，IS-IS和OSPF采用的是链路状态算法。对于小型网络，采用基于距离向量算法的路由协议易于配置和管理，且应用较为广泛，但在面对大型网络时，不但其固有的环路问题变得更难解决，所占用的带宽也迅速增长，以至于网络无法承受。因此对于大型网络，采用链路状态算法的IS-IS和OSPF较为有效，并且得到了广泛的应用。IS-IS与OSPF在质量和性能上的差别并不大，但OSPF更适用于IP，较IS-IS更具有活力。IETF始终在致力于OSPF的改进工作，其修改节奏要比IS-IS快得多。这使得OSPF正在成为应用广泛的一种路由协议。现在，不论是传统的路由器设计，还是即将成为标准的MPLS（多协议标记交换），均将OSPF视为必不可少的路由协议。外部网关协议最初采用的是EGP。EGP是为一个简单的树形拓扑结构设计的，随着越来越多的用户和网络加入Internet，给EGP带来了很多的局限性。为了摆脱EGP的局限性，IETF边界网关协议工作组制定了标准的边界网关协议--BGP。RIP协议OSPF协议BGP协议IGRP协议EIGRP协议ES-IS和IS-IS协议1、RIP协议RIP是路由信息协议（Routing Information Protocol）的缩写，采用距离向量算法，是当今应用最为广泛的内部网关协议。在默认情况下，RIP使用一种非常简单的度量制度：距离就是通往目的站点所需经过的链路数，取值为1~15，数值16表示无穷大。RIP进程使用UDP的520端口来发送和接收RIP分组。RIP分组每隔30s以广播的形式发送一次，为了防止出现“广播风暴”，其后续的的分组将做随机延时后发送。在RIP中，如果一个路由在180s内未被刷，则相应的距离就被设定成无穷大，并从路由表中删除该表项。RIP分组分为两种：请求分组和相应分组。RIP-1被提出较早，其中有许多缺陷。为了改善RIP-1的不足，在RFC1388中提出了改进的RIP-2，并在RFC 1723和RFC 2453中进行了修订。RIP-2定义了一套有效的改进方案，新的RIP-2支持子网路由选择，支持CIDR，支持组播，并提供了验证机制。随着OSPF和IS-IS的出现，许多人认为RIP已经过时了。但事实上RIP也有它自己的优点。对于小型网络，RIP就所占带宽而言开销小，易于配置、管理和实现，并且RIP还在大量使用中。但RIP也有明显的不足，即当有多个网络时会出现环路问题。为了解决环路问题，IETF提出了分割范围方法，即路由器不可以通过它得知路由的接口去宣告路由。分割范围解决了两个路由器之间的路由环路问题，但不能防止3个或多个路由器形成路由环路。触发更新是解决环路问题的另一方法，它要求路由器在链路发生变化时立即传输它的路由表。这加速了网络的聚合，但容易产生广播泛滥。总之，环路问题的解决需要消耗一定的时间和带宽。若采用RIP协议，其网络内部所经过的链路数不能超过15，这使得RIP协议不适于大型网络。 2、OSPF协议为了解决RIP协议的缺陷，1988年RFC成立了OSPF工作组，开始着手于OSPF的研究与制定，并于1998年4月在RFC 2328中OSPF协议第二版（OSPFv2）以标准形式出现。OSPF全称为开放式最短路径优先协议（Open Shortest-Path First），OSPF中的O意味着OSPF标准是对公共开放的，而不是封闭的专有路由方案。OSPF采用链路状态协议算法，每个路由器维护一个相同的链路状态数据库，保存整个AS的拓扑结构（AS不划分情况下）。一旦每个路由器有了完整的链路状态数据库，该路由器就可以自己为根，构造最短路径树，然后再根据最短路径构造路由表。对于大型的网络，为了进一步减少路由协议通信流量，利于管理和计算，OSPF将整个AS划分为若干个区域，区域内的路由器维护一个相同的链路状态数据库，保存该区域的拓扑结构。OSPF路由器相互间交换信息，但交换的信息不是路由，而是链路状态。OSPF定义了5种分组：Hello分组用于建立和维护连接；数据库描述分组初始化路由器的网络拓扑数据库；当发现数据库中的某部分信息已经过时后，路由器发送链路状态请求分组，请求邻站提供更新信息；路由器使用链路状态更新分组来主动扩散自己的链路状态数据库或对链路状态请求分组进行响应；由于OSPF直接运行在IP层，协议本身要提供确认机制，链路状态应答分组是对链路状态更新分组进行确认。相对于其它协议，OSPF有许多优点。OSPF支持各种不同鉴别机制（如简单口令验证，MD5加密验证等），并且允许各个系统或区域采用互不相同的鉴别机制；提供负载均衡功能，如果计算出到某个目的站有若干条费用相同的路由，OSPF路由器会把通信流量均匀地分配给这几条路由，沿这几条路由把该分组发送出去；在一个自治系统内可划分出若干个区域，每个区域根据自己的拓扑结构计算最短路径，这减少了OSPF路由实现的工作量；OSPF属动态的自适应协议，对于网络的拓扑结构变化可以迅速地做出反应，进行相应调整，提供短的收敛期，使路由表尽快稳定化，并且与其它路由协议相比，OSPF在对网络拓扑变化的处理过程中仅需要最少的通信流量；OSPF提供点到多点接口，支持CIDR（无类型域间路由）地址。OSPF的不足之处就是协议本身庞大复杂，实现起来较RIP困难。3、BGP协议RFC1771对BGP的最新版本BGP-4进行了详尽的介绍。BGP用来在AS之间实现网络可达信息的交换，整个交换过程要求建立在可靠的传输连接基础上来实现。这样做有许多优点，BGP可以将所有的差错控制功能交给传输协议来处理，而其本身就变得简单多了。BGP使用TCP作为其传输协议，缺省端口号为179。与EGP相比，BGP有许多不同之处，其最重要的革新就是其采用路径向量的概念和对CIDR技术的支持。路径向量中记录了路由所经路径上所有AS的列表，这样可以有效地检测并避免复杂拓扑结构中可能出现的环路问题；对CIDR的支持，减少了路由表项，从而加快了选路速度，也减少了路由器间所要交换的路由信息。另外，BGP一旦与其他BGP路由器建立对等关系，其仅在最初的初始化过程中交换整个路由表，此后只有当自身路由表发生改变时，BGP才会产生更新报文发送给其它路由器，且该报文中仅包含那些发生改变的路由，这样不但减少了路由器的计算量，而且节省了BGP所占带宽。BGP有4种分组类型：打开分组用来建立连接；更新分组用来通告可达路由和撤销无效路由；周期性地发送存活分组，以确保连接的有效性；当检测到一个差错时，发送通告分组。4、IGRP协议内部网关路由协议（IGRP：Interior Gateway Routing Protocol）是一种在自治系统（AS：autonomous system）中提供路由选择功能的路由协议。在上世纪80年代中期，最常用的内部路由协是路由信息协议（RIP）。尽管 RIP 对于实现小型或中型同机种互联网络的路由选择是非常有用的，但是随着网络的不断发展，其受到的限制也越加明显。思科路由器的实用性和 IGRP 的强大功能性，使得众多小型互联网络组织采用 IGRP 取代了 RIP。早在上世纪90年代，思科就推出了增强的 IGRP，进一步提高了 IGRP 的操作效率。IGRP 是一种距离向量（Distance Vector）内部网关协议（IGP）。距离向量路由选择协议采用数学上的距离标准计算路径大小，该标准就是距离向量。距离向量路由选择协议通常与链路状态路由选择协议（Link-State Routing Protocols）相对，这主要在于：距离向量路由选择协议是对互联网中的所有节点发送本地连接信息。为具有更大的灵活性，IGRP 支持多路径路由选择服务。在循环（Round Robin）方式下，两条同等带宽线路能运行单通信流，如果其中一根线路传输失败，系统会自动切换到另一根线路上。多路径可以是具有不同标准但仍然奏效的多路径线路。例如，一条线路比另一条线路优先3倍（即标准低3级），那么意味着这条路径可以使用3次。只有符合某特定最佳路径范围或在差量范围之内的路径才可以用作多路径。差量（Variance）是网络管理员可以设定的另一个值。5、EIGRP协议增强的内部网关路由选择协议（EIGRP：Enhanced Interior Gateway Routing Protocol）是增强版的 IGRP 协议。IGRP 是思科提供的一种用于 TCP/IP 和 OSI 英特网服务的内部网关路由选择协议。它被视为是一种内部网关协议，而作为域内路由选择的一种外部网关协议，它还没有得到普遍应用。Enhanced IGRP 与其它路由选择协议之间主要区别包括：收敛宽速（Fast Convergence）、支持变长子网掩模（Subnet Mask）、局部更新和多网络层协议。执行 Enhanced IGRP 的路由器存储了所有其相邻路由表，以便于它能快速利用各种选择路径（Alternate Routes）。如果没有合适路径，Enhanced IGRP 查询其邻居以获取所需路径。直到找到合适路径，Enhanced IGRP 查询才会终止，否则一直持续下去。EIGRP 协议对所有的 EIGRP 路由进行任意掩码长度的路由聚合，从而减少路由信息传输，节省带宽。另外 EIGRP 协议可以通过配置，在任意接口的位边界路由器上支持路由聚合。Enhanced IGRP 不作周期性更新。取而代之，当路径度量标准改变时，Enhanced IGRP 只发送局部更新（Partial Updates）信息。局部更新信息的传输自动受到限制，从而使得只有那些需要信息的路由器才会更新。基于以上这两种性能，因此 Enhanced IGRP 损耗的带宽比 IGRP 少得多。6、ES-IS和IS-IS协议在ISO规范中，一个路由器就是一个IS（中间系统），一个主机就是一个ES（末端系统）。提供IS和ES（路由器和主机）之间通信的协议，就是ES-IS；提供IS和IS（路由器和路由器）之间通信的协议也就是路由协议，叫IS-IS。IS-IS协议属于OSI模型，在网络层中，分为两个子层： Subnetwork Dependent Layer： 它在Subnetwork Independent Layer上把链路状态屏蔽掉了，提供上层一个透明的工作环境。功能： 完成了PDU从连接网络上的接受和发送； 负责Hello PDU的发送接受，完成邻居的发现和链接关系的建立，维护；负责把IP和IS-IS的PDU交给各自的Process进行处理，特性：由于它是负责和地下链路打交道的，所以它决定了IS-IS路由协议支持什么网络类型。广播和点对点两种类型。 使用show clns is-neighbors命令可以查看邻居表：Circuit ID：是一个只有8位bit长度的ID用来确定IS的接口，如果这个接口是连接着一个广播网络，那么它的Circuit ID变成了连接多播网络的DR的System ID+Circuit ID。LAN ID：System ID+Circuit ID，也就是由DR产生分发的一个ID，来表示路由器邻居的特性。在IS-IS中，DR路由器的选择： 通过接口的优先级，只不过这些优先级分成L1和L2，如果优先级为零，那么这个路由器无权进行DR选举。如果优先级相同，根据System ID来进行选择，最高的成为System ID。和OSPF不同的是，在广播网络中，IS-IS路由器和所有的邻居都会形成adjancency,而不只和DR形成；没有BDR的概念，如果一个Dr fail了，会在区域中重新选一个出来；而且IS-IS路由协议的DR不是恒定的，如果有一个优先级更高或SystemID更高的路由器加入，会导致整个区域重新进行DR的选择，并重新泛洪LSP报文通知DR的信息。

常用的路由协议分为RIP、IGRP（Cisco私有协议）、EIGRP（Cisco私有协议）、OSPF、IS-IS、BGP等。1、RIP特点：是动态路由协议，基于距离矢量算法，利用跳数来作为计量标准。在带宽、配置和管理方面要求较低，主要适合于规模较小的网络中。原理：路由器运行RIP后，会首先发送路由更新请求，收到请求的路由器会发送自己的RIP路由进行响应；网络稳定后，路由器会周期性发送路由更新信息。当一个RIP更新报文到达时，接收方路由器和自己的RIP路由表中的每一项进行比较，并按照距离矢量路由算法对自己的RIP路由表进行修正。2、 EIGRP特点：能实现快速收敛。运行EIGRP的路由器存储了邻居的路由表，能够快速适应网络中的变化；EIGRP发送部分更新而不是定期更新，且仅在路由路径或者度量值发生变化时才发送；支持多种网络层协议；使用多播和单播；支持变长子网掩码；无缝连接数据链路层协议和拓扑结构。原理：结合了链路状态和距离矢量型路由选择协议的Cisco专用协议，采用弥散修正算法（DUAL）来实现快速收敛，可以不发送定期的路由更新信息以减少带宽的占用。3、OSPF特点：OSPF 适合在大范围的网络；组播触发式更新；收敛速度快；以开销作为度量值；OSPF协议的设计是为了避免路由环路。在使用最短路径的算法下，收到路由中的链路状态，然后生成路径，这样不会产生环路。原理：OSPF是两个相邻的路由器通过发报文的形式成为邻居关系，邻居再相互发送链路状态信息形成邻接关系，之后各自根据最短路径算法算出路由，放在OSPF路由表，OSPF路由与其他路由比较后优的加入全局路由表。扩展资料：路由协议的作用主要运行于路由器上，路由选择协议主要是运行在路由器上的协议，主要用来进行路径选择。它起到一个地图导航，负责找路的作用。工作在网络层。路由协议作为TCP/IP协议族中重要成员之一，其选路过程实现的好坏会影响整个Internet网络的效率参考资料来源：百度百科-路由协议参考资料来源：百度百科-RIP参考资料来源：百度百科- EIGRP参考资料来源：百度百科-OSPF
路由协议可以按不同的标准分别分为两种类型。按路由协议的作用范围，我们可以把路由协议分为内部网关协议（IGP）和域间路由协议。路由信息协议(RIP)、开放式最短路径优先(OSPF)和ISIS等是你可能听说过的IGP。这些是处理域内部路由的一些路由协议。外部网关协议(EGP)是处理域之间的和企业之间的路由的协议。现在这个协议已经停止使用了。BGP(边界网关协议)现在是一个标准的域之间的协议。按另一种标准路由协议可以分为另外两种类型:链路状态协议或者距离向量协议。距离向量的方法是“告诉你的邻居你所知道的整个网络的状况”。这就意味着你要向所有的邻居广播整个路由表。这个“向量”就是目的地。“距离”实际上就是一个计量单位，可以是跳数。链路状态路由协议的方法“告诉外界有关你的邻居的情况”。整体思路就是要搞清楚周围有谁在线并向其它路由器广播这个信息。链路状态路由协议需要更大的运算量，但它为网络中所有的路由器关于整个网络的清晰全景图。 http://cache.baidu.com/c?m=9d78d513d9d430af4f9d91697b17c017124381132ba1d2020ca2843e93732c4a506793ac57270772d7d20d1016dc3a48adb0687d6d4566f58cc9fb57c0fed76d38885033734dc01c05d36efe9619389260d647e9ad1be3b8f72f93aad5d3dc4353bd094325&p=8266c64ad6dd08be4ebd9b7a53&user=baidu#baidusnap0
路由分为静态路由和动态路由 RIP、IGR、 EIGRP

一、ZigBee网络层次结构与地址分配机制 ZigBee网络中的所有节点都有两个地址：一个16位网络短地址和一个64位IEEE扩展地址。其中16位网络地址仅仅在网络内部使用，用于路由机制和数据传输。这个地址是在节点加入网络时由其父节点动态分配的。当网络中的节点允许一个新节点通过它加入网络时，它们之间就形成了父子关系。所有加入ZigBee网络的节点一同组成一棵逻辑树，逻辑树中的每一个节点都拥有以下两个参量：1)16-bit的网络地址。只负责节点之间数据传输2)网络深度。即从该节点到根节点协调器的最短跳数，标识了该节点在网络拓扑图中的层次位置。当协调器(coordinator)建立了一个新的网络后

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