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RIP和OSPF的区别

RIP和OSPF是两种内部网关和谈，重要运行在路由设备中进行路由推算和路由选择。本文重要介绍和分析两种和谈的区别，蕴含路由推算算法、路由更新方式、节造报文交互方式、报文交互机造和合用场景等。

颁布功夫：2022-12-28
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1 概述

RIP和OSPF是两种内部网关和谈，二者均属于动态路由和谈。其中，RIP是出现最早的一种动态路由和谈，在算法实现上较单一，在早期的幼型单一网络中拥有较好的利用成效。但是，随着网络的发展，网络规模扩大且愈加复杂，使得RIP无法满足网络需要，为此OSPF和谈得到了更宽泛的利用。OSPF和谈所选取的实现机造和算法固然相对较复杂，但在处置大规模网络的路由进建和蹊径选择问题上更具优势。

2 RIP和OSPF的区别

RIP和OSPF在具体实现上存在较大区别，重要体此刻路由算法和路由更新方式上，其次它们的邻居间可交互报文类型、和谈报文交互方式、治理距离、防环机造、网络规模限度等方面也存在较大差距。

2.1 路由算法

2.1.1 RIP路由算法

RIP重要选取距离矢量算法推算路由，当发生路由更新时，通过距离矢量叠加的方式直接推算路由，并凭据路由开销越幼越优先的准则进行路由加表，路由的怀抱值（开销）由跳数决定。当跳数超过15时，就以为网络不成达。

图2-1 距离矢量算法示例图

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例如，如果存在上图所示网络，且Router 1的路由表中已增长直连网络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，路由推算过程如下：

(1) 对于Router 2，当从Router 1发来的更新报文中进建未知网络192.168.0.0的路由时，会在Router 1的路由基础上进行矢量叠加，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) 对于Router 3，当从Router 2发来的更新报文中进建未知网络192.168.0.0的路由时，会在Router 2的路由基础上进行矢量叠加，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）的和谈，凭据链路带宽来推算路由开销，每台路由器独立守护一张LSDB（Link State DataBase，链路状态数据库），当链路产生变动时，先同步LSDB，再通过SPF（Shortest Path First, 最短蹊径优先）算法推算获得SPT（Shortest Path Tree，最短蹊径树），最后更新路由表，如下图所示：

图2-3 OSPF路由推算过程示意图

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1. 路由开销推算

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推算：

接口开销 = 参考带宽 / 接口链路带宽

接口开销推算选取向上取整的方式，参考带宽默认值通常为100Mbps。

图2-4 OSPF路由开销推算过程示意图

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例如，如果存在如上图所示网络，当Router 3进建未知网络192.168.0.0的路由时，路由开销推算如下：

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，将每台路由设备当作一个节点（本端设备作为根节点），链路状态信息由带有链路开销值（推算步骤参考路由开销推算）的有向线段暗示，通过节点加有向线段的方式描述整个网络拓扑，例如图2-5(a)。而后，基于Dijkstra算法推算从本端（根节点）去往各个节点的开销最幼的蹊径，最终获得无环路的最短蹊径树图2-5(b)，凭据SPT就能够更新路由表。

图2-5 SPF算法中网络拓扑结构和推算后的SPT示意图

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2.1.3 对比分析

RIP选取的是距离矢量算法推算路由，算法道理较单一，因而实现和守护治理都比力容易，但网络规模受到跳数限度（大于15即以为不成达），且直接以路由跳数决定路由曲直，在一些场景下的路由选择可能并非最优。

OSPF选取SPF算法推算路由，算法相对较复杂，实现和守护较难题，但不受路由跳数约束，能够合用于较大规模的网络，且基于链路带宽怀抱路由的战术，在一些场景下路由选择相对越发合理。

例如，如果存鄙人图所示网络，对于主张网络192.168.0.0/24，Router 2有两条蹊径可供选择，其中，蹊径①跳数为1，带宽为10M；蹊径②跳数为2，带宽为1000M。对于数据转发效能来说，蹊径②应比蹊径①更优，但RIP和谈仅单一地凭据跳数大幼判断蹊径①更优，而OSPF和谈通过链路带宽推算路由开销的结论为蹊径②更优，OSPF的怀抱方式显著越发切合现实情况。

图2-6 路由推算和选择示意图

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2.2 路由更新方式

2.2.1 RIP路由更新

RIP和谈重要基于四个按时器进行路由更新与守护，别离为更新按时器、无效按时器、断根按时器和抑造按时器。RIP的整个路由守护更新过程的覆盖领域为自治系统，当发生路由更新时，统一自治系统下所有路由器城市进行相应的更新过程。

四个按时器的作用如下：

● 更新按时器：决定按时给邻居发送更新报文的功夫距离；

● 无效按时器：决定一条路由信息的有效时长；

● 断根按时器：决定彻底断根无效路由的功夫；

● 已知按时器：决定抑造一条无效路由更新的时长，此按时器重要用于预防出现路由状态反复变动导致路由震荡的问题；

基于四个按时器，RIP路由更新守护过程如图2-7所示：

图2-7 RIP路由按时更新守护过程示意图

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由于选取按时更新方式时路由收敛快率较慢，因而，RIP中还增长了触发更新机造。若开启了触发更新，按时更新会自动关关，当路由信息产生变动时，路由器会当即向邻居同步路由变动信息，加快路由收敛。

2.2.2 OSPF路由更新

OSPF和谈对自治系统进行区域划分，并基于LSA（Link-State Advertisement，链路状态公告）和LSDB进行路由更新守护。统一OSPF区域内的路由器守护一样的LSDB，只有当链路状态产生变动时，才会触发路由更新，此时，统一区域内路由器会先进行LS同步，区域间的路由更新同步则由处于区域天堑的路由器（也称ABR）实现路由更新后同步到其他区域，通过这个机造削减网络拓扑变动造成的链路状态信息交互量。

图2-8 OSPF路由更新过程示意图

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例如，如果存在如上所示网络拓扑，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，网络中路由更新过程大体为：

(2) R1更新本地LSDB并推算、更新路由表，同时以LSA 1的大局向同区域的R2同步此LS；

(3) R2收到后更新本地LSDB并推算、更新路由表，同时以LSA 1的大局将此LS同步给R3；

(4) R3收到R2的报文后，更新本地LSDB并推算、更新路由表，而后从端口G3/2以LSA 3的大局同步给相邻区域Area 1的路由器；

(5) R4收到R3的报文后，更新本地LSDB并推算、更新路由表；

在多路接见网络中，OSPF还在区域内增长了DR选举机造，划定非DR、BDR的路由器（DR other）只和DR、BDR交互报文，DR other相互之间不进行报文交互，以此削减报文交互量，节约资源。

2.2.3 对比分析

RIP中有按时更新守护路由和触发更新两种方式，通常系统默认选取按时更新方式。若选取按时更新方式，当产生网络故障时，由于四个按时器的约束，整个网络实现路由同步所需的功夫较长。此表，由于RIP的更新域为整个网络，即当某一处网络拓扑产生变动，统一自治系统下所有路由器都要同步进行更新操作，影响领域较广，整个网络路由收敛快率较慢。由于信息同步慢，还可能出现部蹊径由器更新未实时导致产生路由环路的问题。

OSPF中只有产生链路状态更新时才会进行路由更新守护，能节约资源，且选取了区域划分的机造，按区域进行链路状态同步，削减信息交互量，路由收敛快率较快。此表，OSPF不是直接进行路由更新，而是在区域内同步LSDB后通过SPF算法推算获得无环路的最短蹊径树（SPT），且有骨干区域和非骨干区域的分辨，非骨干区域只能与骨干区域相连和交互信息，通过这些机造预防路由环路问题。

例如，如果存在如图2-9所示网络，网络192.168.0.0忽然出现故障，则RIP（选取按时更新方式时）和OSPF的阐发别离如下：

● RIP和谈中，R1会在本地删除对应路由，但是R2不会当即感知到这个变动，而是等无效按时器计时超时，才会将对应路由置为无效，在这个计时期待期间，当R1收到R2的更新报文时，会从中进建自己未知的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。在故障产生到R2彻底删除对应路由，中央必要破费几分钟功夫。

● OSPF和谈中，如果3台路由器均在统一区域，R2、R3会先同步这条链路变动，而后各自凭据LSDB推算SPT，实现路由更新，固然过程相对复杂，但信息传递功夫破费远低于RIP，且能预防路由环路问题。

图2-9 路由更新示意图

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2.3 其它

● 邻居间可交互报文差距：RIP中运行了RIP和谈的直连双方之间都能够交互报文，没有限度；OPSF中有邻居、邻接关系的设定，成立邻居关系的双方只能交互Hello报文，而成立邻接关系的双方能够交互所有类型OSPF报文，能交互链路更新信息。

● 报文交互方式：RIP使用UDP数据报传送和谈报文，端标语为520，而OSPF将和谈报文封装在IP包中进行传送，OSPF的和谈号为89。

● 治理距离：RIP的治理距离往往比OSPF要大，具体默认值在分歧厂商设备中划定分歧，例如，在GA黄金甲网络的设备中，RIP路由的治理距离默以为120，OSPF路由的治理距离默以为110。

● 防环机造：RIP中重要有水平宰割、毒性逆转和触发更新3种防环机造；OSPF和谈在算法自身上就可能达到防环成效，通常不必要额表的防环机造。

● 网络规模限度：RIP中划定当转发跳数超过15即以为网络不成达，因而所能利用的网络最大直径为15，只能用在中幼型网络中；OSPF中没有跳数限度，能够用在较大规模的网络中。

3 总结

RIP和OSPF的区别重要蕴含如下：

表3-1 RIP和OSPF的区别

个性	RIP	OSPF
治理距离（以GA黄金甲网络设备为例）	120	110
报文交互方式	UDP和谈，端标语为520	IP和谈，IP和谈号为89
报文交互对象	运行了RIP的相邻设备	成立邻居或邻接关系的设备
报文交互内容	路由信息	链路状态信息
路由推算算法	距离矢量算法，算法单一	最短蹊径优先算法，算法复杂
路由开销	基于路由跳数推算	基于链路带宽推算
路由更新方式	按时更新或触发更新	链路产生变动时更新
防环机造	易产生环路，有水平宰割、毒性逆转、触发更新三种防环机造	算法自身有防环成效，区域内不会产生环路
网络规模限度	最大为15跳	无
合用场景	中幼型单一网络	大型复杂网络

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OSPF LSA详解（一）
OSPF LSA详解（二）

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