摘 要：在“互联网+”的时代背景下，互联网的应用已经深入到社会的每一个角落。互联网的关键核心在于路由，通过路由为相互连接的网络寻找最佳路径，使信息能够从源节点传输到目标节点，最佳路径是由路由协议来决定的。本文引入思科模拟器虚拟网络技术，在搭建拓扑结构进行网络配置的基础上，重点探讨了动态路由协议RIP与OSPF在域间路由的原理及区别，为配置动态路由协议打下坚实的基础。

关键词：互联网+；RIP；OSPF

基金项目：校级横向科研项目（2016H19）

随着互联网在全球范围内的扩展，互联网中源节点和目的结点之间一般有多条传输路径供选择，网络中每个中间节点收到一个数据包后，通过路由选择需要确定向下一个节点传输的路径。路由选择的关键在于路由协议，路由协议分为静态路由协议和動态路由协议。静态路由协议是由管理员在路由器中手动配置，明确指出了数据分组到达目的地必须经过的路径，安全可靠，且不会因网络拓扑结构的改变而更新已有的路由表信息，一旦网络拓扑结构发生改变，需要进行重新配置，常用于小规模网络环境；动态路由协议是路由器之间相互传递路由信息，利用收到的路由信息自动更新路由表。一般都有相应的路由算法，无需管理员手工维护，自动根据网络拓扑结构的变化调整路由条目，常用于大规模和复杂的网络组网中。即使网络拓扑结构发生变化，路由器也能很快的更新路由表，在计算机网络的互联中起着至关重要的作用。

自治系统内部采用的动态路由协议分别是RIP和OSPF，RIP（路由信息协议）采用距离向量路由算法，配置比较简单，是一种分布式距离向量路由协议，在小型和同介质的内部网关路由协议中得到广泛应用；OSPF则采用链路状态路由算法建立和计算到每个目标网络的最短路径，常用于中大型的内部网络中。本文在讲授动态路由协议理论基础的同时引入思科模拟器的虚拟网络技术以模仿真实设备环境，让学生们在理解RIP和OSPF动态路由协议的基础上结合网络配置实验，进一步掌握RIP与OSPF在路由过程及实践配置中的区别。真正意义上的做到理论与实践的统一。

1.RIP路由协议

RIP路由协议是Routing Information Protocol的简称，它是一种较为简单的网络路由协议。使用跳数来衡量到达目的地的距离。跳数是一个数据报文到达目的地所必须经过的路由器的个数，与该路由器直接连接的网络的跳数定义为1（或0），每经过一个路由器跳数加1，跳数越多，距离越长。RIP允许一条路径最多只能包含16个路由器，即“距离”等于15时相当于目标不可达。在启动RIP路由协议时，通过广播UDP分组向相邻路由器发送请求报文信息；路由器收到响应报文后更新路由表，并把更新的路由表发送给相邻路由器；RIP每隔30s向相邻路由器发送含有自己路由表信息的更新报文，接到更新报文的路由器根据收到的信息更新自身的路由表，以适应网络拓扑的变化。

路由表的内容（路由表项，通常也称为路由）主要包含目标网络地址/掩码字段、下一跳路由器端口地址、发送的端口号、管理距离等。每隔30s进行路由更新时，主要更新3个关键数据，即：目的网络号，到达目标网络的距离和下一跳路由器的名称或地址。RIP虽然开销小，实现方法简单，但是在网络上容易出现路由循环，造成收敛速度慢，而且它的最大使用距离是15，限制了网络的规模。

2.OSPF路由协议

开放式最短路径优先（Open Shortest Path First）协议使用Dijkstra提出的最短路径算法SPF，具有安全性高、收敛快、支持可变长子网掩码、可扩展性好等优点[1]。OSPF协议支持分层路由结构，一组运行OSPF路由协议的路由器，组成一个OSPF路由域的自治系统，同时将OSPF路由域进行区域分割。在单个区域内，路由器与相邻路由器之间通过发送含有自身ID信息的Hello分组建立邻接关系，在建立好邻接关系后，区域内部路由器和它的邻接路由器之间相互交换部分链路状态信息，使每个路由器上均拥有整个区域的链路状态数据库。OSPF路由器依据链路状态数据库的内容，通过最小生成树算法（SPF），根据链路状态数据库中记录的度量计算出到每一个目的网络的路径，并将路径存入路由表中，从而最终实现本区域内部的路由。具体步骤如下：（1）建立路由器的邻居关系；（2）进行必要的DR/BDR选举；（3）保持链路状态数据库的同步；（4）产生路由表；（5）维护路由信息。

OSPF由于是将一个自治系统划分为若干个更小的区域范围，更新过程收敛快，它利用洪泛法交换链路状态信息的范围局限于每一个区域而不是整个的自治系统，从而减少了整个网络上的通信量。

3.RIP与OSPF路由协议的比较

RIP路由协议虽然比较简单，但缺点很多。（1）网络路由信息是依次传递的，每到一点都必须等该点完成路由表更新后才能继续下传，工作速度慢；（2）路由信息的传递采用周期性的方式， 即每隔30s（按时间驱动路由更新，同时无论何时检测到网络拓扑结构发生改变也触发更新）向UDP端口520发送一次路由信息广播，广播自己的全部路由表，每一个RIP数据包包含一个指令、一个版本号和一个路由域以及最多25条路由信息，从而容易造成网络广播风暴，占用网络带宽，增加网络负载；（3）为防止网络中出现路由循环的问题， RIP规定当跳数增加为15时， 路由器将丢弃这一信息， 因而RIP最多只能支持16台路由器的网络，只适用于小型网络

相比之下， OSPF路由协议有明显优势。因为它的路由信息不是依次传递，而是每个路由器都会向全网广播自己的第一手路由信息，提高了路由更新速度，收敛时间快。而且从根本上不会产生计算上的环路，不存在（如RIP那样有15的）极限问题，也就是说它能支持更大的网络（从理论上可达到65535台路由器）。再有OSPF中每台路由器不会周期性发路由信息， 而是只有当网络发生变化时，最先检测到这一变化的路由器将此信息传至整个网络，每台路由器才做出相应的修改，因此不占用网络带宽，网络负载很小[2]。RIP与OSPF路由协议的比较如表1所示：

从路由表对比来看，到达目标网络192.168.3.0的下一跳IP地址都是192.168.2.2，但管理距离及度量值却不同，RIP路由协议的管理距离是120，度量值是1（表示经过一个路由器），而OSPF路由协议的管理距离是110，度量值是2。按照路由器的路由决策原则可知，管理距离越小，路由越优先。所以配置OSPF路由协议的路由器选择的路径优先于配置RIP路由协议所选择的路径。但是这两种协议都能实现不同网段的互联互通，是目前互联网常用的两个协议。

4.结束语

本文通过介绍RIP及OSPF路由协议的工作原理，比较这两种协议在路由过程中的优缺点，采用思科模拟仿真器分别对RIP及OSPF路由协议进行配置分析。加深学生对RIP与OSPF路由协议概念的掌握和理解，培养学生配置RIP及OSPF路由协议的技能，达到通过实验教学促进理论教学的目的。

参考文献

[1] 付承彪，田安红. 两种动态路由协议分析及其实验设计与仿真[J].实验技术与管理，2016，7（33）：141.

[2] 韩瑾. Internet 路由技术的研究[J].天津理工学院学报，1999，12（4）：54.

作者：伍保红 女（1985.4--）贵州普安 助教 硕士 研究方向：嵌入式系统软件开发，计算机科学与技术