隨著路由的發展，路由協議的種類也有很多，于是我研究了一下動態路由協議的實際應用和詳細的介紹，在這里拿出來和大家分享一下，希望對大家有用。顧名思義，動態路由協議是一些動態生成(或學習到)路由信息的協議。在計算機網絡互聯技術領域，我們可以把路由定義如下，路由是指導IP報文發送的一些路徑信息。動態路由協議是網絡設備如路由器(Router)學習網絡中路由信息的方法之一，這些動態路由協議使路由器能動態地隨著網絡拓撲中產生(如某些路徑的失效或新路由的產生等)的變化，更新其保存的路由表，使網絡中的路由器在較短的時間內，無需網絡管理員介入自動地維持一致的路由信息，使整個網絡達到路由收斂狀態，從而保持網絡的快速收斂和高可用性。

路由器學習路由信息、生成并維護路由表的方法包括直連路由(Direct)、靜態路由(Static)和動態路由(Dynamic)。直連路由是由鏈路層動態路由協議發現的，一般指去往路由器的接口地址所在網段的路徑，該路徑信息不需要網絡管理員維護，也不需要路由器通過某種算法進行計算獲得，只要該接口處于活動狀態(Active)，路由器就會把通向該網段的路由信息填寫到路由表中去，直連路由無法使路由器獲取與其不直接相連的路由信息。靜態路由是由網絡規劃者根據網絡拓撲，使用命令在路由器上配置的路由信息，這些靜態路由信息指導報文發送，靜態路由方式也不需要路由器進行計算，但是它完全依賴于網絡規劃者，當網絡規模較大或網絡拓撲經常發生改變時，網絡管理員需要做的工作將會非常復雜并且容易產生錯誤。而動態路由的方式使路由器能夠按照特定的算法自動計算新的路由信息，適應網絡拓撲結構的變化。

動態路由協議的分類

按照區域(指自治系統)，動態路由協議可分為內部網關協議IGP(InteriorGatewayProtocol)和外部網關協議EGP(ExteriorGatewayProtocol)，按照所執行的算法，動態路由協議可分為距離向量動態路由協議(DistanceVector)、鏈路狀態動態路由協議(LinkState)，以及思科公司開發的混合型動態路由協議。

OSPF動態路由協議的特點

OSPF全稱為開放最短路徑優先。“開放”表明它是一個公開的協議，由標準協議組織制定，各廠商都可以得到動態路由協議的細節。“最短路徑優先”是該動態路由協議在進行路由計算時執行的算法。OSPF是目前內部網關協議中使用最為廣泛、性能***的一個動態路由。

采用OSPF動態路由協議的自治系統，經過合理的規劃可支持超過1000臺路由器，這一性能是距離向量動態路由如RIP等無法比擬的。距離向量動態路由協議采用周期性地發送整張路由表來使網絡中路由器的路由信息保持一致，這個機制浪費了網絡帶寬并引發了一系列的問題，下面對此將作簡單的介紹。

路由變化收斂速度是衡量一個動態路由協議好壞的一個關鍵因素。在網絡拓撲發生變化時，網絡中的路由器能否在很短的時間內相互通告所產生的變化并進行路由的重新計算，是網絡可用性的一個重要的表現方面。OSPF采用一些技術手段(如SPF算法、鄰接關系等)避免了路由自環的產生。在網絡中，路由自環的產生將導致網絡帶寬資源的極大耗費，甚至使網絡不可用。OSPF協議從根本(算法本身)上避免了自環的產生。采用距離向量協議的RIP等協議，路由自環是不可避免的。為了完善這些動態路由協議，只能采取若干措施，在自環發生前，降低其發生的概率，在自環發生后，減小其影響范圍和時間。在IP(IPV4)地址日益匱乏的今天，能否支持變長子網掩碼(VLSM)來節省IP地址資源，對一個路由協議來說是非常重要的，OSPF能夠滿足這一要求。

在采用OSPF動態路由協議的網絡中，如果通過OSPF計算出到同一目的地有兩條以上代價(Metric)相等的路由，該協議可以將這些等值路由同時添加到路由表中。這樣，在進行轉發時可以實現負載分擔或負載均衡。在支持區域劃分和路由分級管理上，OSPF動態路由協議能夠適合在大規模的網絡中使用，在協議本身的安全性上，OSPF使用驗證，在鄰接路由器間進行路由信息通告時可以指定密碼，從而確定鄰接路由器的合法性，與廣播方式相比，用組播地址來發送協議報文可以節省網絡帶寬資源。從衡量路由協議性能的角度，我們可以看出，OSPF協議確實是一個比較先進的動態路由協議，這也是它得到廣泛采用的主要原因。

OSPF動態路由協議的工作原理

上文提到，OSPF動態路由協議是一種鏈路狀態動態路由協議，那么OSPF是如何來描述鏈路連接狀況呢？抽象模型Model1表示路由器的一個以太網接口不連接其他路由器，只連接了一個以太網段。此時，對于運行OSPF的路由器R1，只能識別本身，無法識別該網段上的設備(主機等)；抽象模型Model2表示路由器R1通過點對點鏈路(如PPP、HDLC等)連接一臺路由器R2；抽象模型Model3表示路由器R1通過點對多點(如FrameRelay、X.25等)鏈路連接多臺路由器R3、R4等，此時路由器R5、R6之間不進行互聯；抽象模型Model4表示路由器R1通過點對多點(如FrameRelay、X.25等)鏈路連接多臺路由器R5、R6等，此時路由器R5、R6之間互聯。以上抽象模型著重于各類鏈路層動態路由協議的特點，而不涉及具體的鏈路層動態路由協議細節。該模型基本表達了當前網絡鏈路的連接種類。

在OSPF動態路由協議中，分別對以上四種鏈路狀態類型作了描述

對于抽象模型Model1(以太網鏈路)，使用LinkID(連接的網段)、Data(掩碼)、Type(類型)和Metric(代價)來描述。此時的LinkID即為路由器R1接口所在網段，Data為所用掩碼，Type為3(Stubnet)，Metric為代價值。對于抽象模型Model2(點對點鏈路)，先使用LinkID(連接的網段)、Data(掩碼)、Type(類型)和Metric(代價)來描述接口路由，以上各參數與Model1相似。接下來描述對端路由器R2，四個參數名不變，但其含義有所不同。此時LinkID為路由器R2的RouterID，Data為路由器R2的接口地址，Type為1(Router)，Metric仍為代價值。對于抽象模型Model3(點對多點鏈路，不全連通)，先使用LinkID(連接的網段)、Data(掩碼)、Type(類型)和Metric(代價)來描述接口路由，以上各參數與Model1相似。接下來分別描述對端路由器R3、R4的方法，與在Model2中描述R2類似。

對于抽象模型Model4(點對多點鏈路，全連通)，先使用LinkID(網段中DR的接口地址)、Data(本接口的地址)、Type(類型)和Metric(代價)來描述接口路由。此時Type值為2(Transnet)，然后是本網段中DR(指定路由器)描述的連接通告。路由器在通報其獲知的鏈路狀態(即上面所述的參數)前，加上LSA頭(LinkStateAdvertisementHead)，從而生成LSA(鏈路狀態廣播)。到此，路由器通過LSA完成周邊網絡的拓撲結構描述，并發送給網絡中的其他路由器。

計算路由

路由器完成周邊網絡的拓撲結構的描述(生成LSA)后，發送給網絡中的其他路由器，每臺路由器生成鏈路狀態數據庫(LSDB)。路由器開始執行SPF(最短路徑優先)算法計算路由，路由器以自己為根節點，把LSDB中的條目與LSA進行對比，經過若干次的遞歸和回溯，直至路由器把所有LSA中包含的網段都找到路徑(把該路由填入路由表中)，此時意味著所到達的該段鏈路的類型標識為3(Stubnet)。

確保LSA在路由器間傳送的可靠性

從上文可以知道，作為鏈路狀態動態路由協議的OSPF的工作機制，與RIP等距離向量的動態路由協議是不一樣的。距離向量動態路由協議是通過周期性地發送整張路由表，來使網絡中的路由器的路由信息保持一致。這種機制存在著上文提到的一些弊病。而OSPF動態路由協議將包含路由信息的部分與只包含路由器間鄰接關系的部分分開，它使用一種被稱作Hello的數據包來確認鄰接關系，這個數據包非常小，它僅被用來發現和維持鄰接關系。

在路由器R1初始化完成后，它將向路由器R2發送Hello數據包。此時R1并不知道R2的存在，因此在數據包中不包含R2的信息(參數seen=0)。而R2在接收到該數據包后，將向R1發送Hello包。此時，Hello包中將表明它已知道存在R1這個鄰居。R1收到這個回應包后就會知道鄰居R2的存在，并且鄰居R2也知道了自己的存在(參數seen=R1)。此時在路由器R1和R2之間就建立了鄰接關系，它們就可以把LSA發送給對方。當然，在發送時OSPF考慮到要盡量減少占用的帶寬，它采用了一些技巧，我們將在下一節簡單介紹這些內容。

眾所周知，IP協議是一種不可靠的、面向無連接的動態路由協議，它本身沒有確認和錯誤重傳機制。那么，在這種協議基礎之上，要做到數據包丟失或出錯后進行重傳，上層協議必須本身具備這種可靠的機制。OSPF采取了與TCP類似的確認和超時重傳機制。在機制中，R1和R2將進行一種被稱作鏈路狀態數據庫描述(DD)的數據包的互傳。首先進行協商，從而確定兩者之間的主從關系(根據路由器ID號，ID號大的將作為Master)。鏈路狀態數據庫描述(DD)數據包中包含了一些參數，序列號(seq)、報文號(I)、結尾標識(M)及主從標志(MS)。從屬路由器將使用主路由器發出的DD包中的序列號(seq)，作為自己的***個DD包的序列號。當主路由器收到從屬路由器的DD包時，就能確認鄰接路由器已收到自己的數據包(如果沒有收到或收到的DD包的序列號不是自己一個DD包的序列號，主路由器將重傳上一個DD包)，主路由器將序列號加1(只有主路由器才有權改變序列號，而從屬路由器沒有)，并發送下一個DD包，該過程的重復保證了在OSPF動態路由協議中數據包傳輸的準確性，從而為OSPF協議成為一個準確的動態路由協議打下了基礎。