簡論RIP協議與OSPF協議的區(qū)別

潘強

【摘要】路由信息協議RIP（Routing Information Protocol）與開放最短路徑優(yōu)先協議OSPF（Open Shortest Path First）都是工作在TIC/IP網絡架構中網絡層的內部網關協議（IGP），在網絡拓撲路徑尋址中擔任重要的角色。筆者介紹這兩種協議的基本特點，以及兩者的應用領域，在此基礎上探討這兩種網路協議的不同之處。

【關鍵字】RIP OSPF IGP 網路拓撲

1 引言

進入21世紀以來，我國網絡發(fā)展越來越迅猛，更多的傳統設備如電視，手機，空調，汽車等接入到了計算機網絡中，如何訪問這些設備，需要更加完善的網絡中繼器，比如集線器，交換機，路由器等。要使這些設備正常工作則需要各種配置協議。

本文從計算機網絡拓撲結構出發(fā)，引出網絡層協議中基于不同算法進行路由尋址的兩種內部網關協議RIP和OSPF，闡述兩者的基本內容與特點，從其報文格式，路由算法，可作用的網絡規(guī)模來探討兩者的區(qū)別。

2 動態(tài)路由協議

拓撲在計算機網絡中即是指連接各結點的形式與方法。網絡的拓撲結構反映出網中各實體的結構關系，是實現各種網絡協議的基礎。

不同拓撲結構的網絡稱為異構網絡。異構網絡有不同的網絡實現技術，路由器使得異構網絡可以相互訪問。路由器根據其內部的路由表轉發(fā)數據包，路由表里的項目存儲著數據包從某個網絡或主機到另一個網絡或主機所經過的物理端口，從該端口發(fā)送出去就可以到達該路由上的下一跳路由器或該端口直接相連的主機。

隨著網絡規(guī)模的擴大，手工配置靜態(tài)路由變得越來越困難，出錯率增大，而動態(tài)路由協議可按照一定的算法自動修改或刷新路由表。使用更先進的動態(tài)路由協議來配置路由可大大減少工作量，降低出錯率，提高工作效率。

按照不同的工作范圍，動態(tài)路由協議分為內部網關協議（IGP）和外部網關協議（EGP）。為了方便網絡管理和提高網絡的保密性，會將互聯網劃分若干較小的自治系統（AS）。

EGP是負責不同自治系統之間的數據傳送，目前使用最多的是BGP-4（邊界網關協議4版本）。IGP則負責AS內部的數據傳送，使用最多的是RIP和OSPF。

3 RIP和OSPF的基本特點

RIP是一種分布式的基于距離向量的路由選擇協議，該協議要求網絡中的每個路由器都要維護自己到其他目的網絡的距離記錄（“距離”即 ”跳數”）。

RIP的路由配置比較簡單。首先它僅和相鄰路由器（兩個可直接交換信息的路由器互稱為相鄰路由器）交換信息；其次使用RIP協議交換的是某路由器所知道的全部信息（即整個路由表）“即該路由器到本自治系統中所有網絡的最短距離，以及到每個網絡應經過的下一跳路由器”，最后不管網絡拓撲是否發(fā)生變化，RIP協議都規(guī)定路由器需要定期交換路由信息，路由器根據接受的信息更新路由表，若發(fā)生網絡拓撲發(fā)生變化，則該路由器將變化信息轉發(fā)給與自己相鄰的其他路由器。

OSPF是一種基于分布式的鏈路狀態(tài)協議，相較于RIP它使用的是洪泛法向自治系統中所有的路由器發(fā)送信息，與其相鄰的路由器都可以接收到該消息，接受之后又將消息發(fā)往除發(fā)送該消息之外的所有相鄰路由器，至整個自治系統的路由器都得到這個消息為止。

另外它不同于RIP發(fā)送所有網絡距離和下一跳地址，它發(fā)送的只是所有相鄰路由器的鏈路狀態(tài)，這里的“鏈路狀態(tài)”指的是與該路由器相鄰的是哪些路由器以及表示“費用”，“時延”，“帶寬”，“距離”等度量信息，發(fā)送的是部分信息而不是整個路由表。

最后不同于RIP協議定時發(fā)送更新信息，OSPF只在網絡狀態(tài)發(fā)生變化時，才用洪泛法向所有路由器發(fā)送消息，很大程度上減少了網絡的負載。

4 RIP與OSPF的算法特征及其性能指標

RIP有RIPv1和RIPv2兩個版本，都使用D-V路由算法。基于UDP的520端口，度量以跳數表示，相鄰路由器之間默認跳數為1，16跳為不可到達，默認30秒更新一次廣播信息。相較于RIPv1，RIPv2可以用組播方式發(fā)送信息，組播地址為224.0.0.9，支持驗證和VLSM.。

RIP優(yōu)點是配置簡單，可維護性好，支持IP，IPX等網絡層協議，所占內存較少已經CPU處理時間較少，缺點也很明顯，首先它的擴展性不好，最大跳數不超過16，路由收斂速度比較慢，開銷比較大.RIP適合小型規(guī)模網絡。

OSPF則基于迪克斯加算法（Dijkstra），該算法被用來計算最短路徑樹，使用增量更新機制，發(fā)送的不是整個路由表，而是包含鏈路狀態(tài)變化的部分信息，也不是定期發(fā)送更新，只在鏈路狀態(tài)發(fā)生變化的時候才更新路由信息，這種方式節(jié)省了更多開銷，該算法提供比D-V算法更大的擴展性和快速收斂性，但是更耗內存和CPU時間。

OSPF路由協議的優(yōu)點是路由狀態(tài)收斂速度快，可擴展性好，適應大型網絡的拓撲結構與狀態(tài)變化，不會形成路由自環(huán)，支持區(qū)域劃分，支持等值路由劃分，支持驗證，支持路由分級管理以及可以使用組播方式發(fā)送報文。缺點則是占用較多的內存以及較多的CPU時間，對網絡設備的性能有一定的要求。

5 RIP和OSPF各自適用的網絡環(huán)境

RIP與OSPF都是目前計算機網絡中應用廣泛的協議，鑒于兩者不同的報文格式，使用不同的算法，以及不同的報文傳送方式，其具有不同的性能，各自適應的網絡環(huán)境也不相同。RIP憑借簡單的配置，良好的可維護性，以及對硬件設備較低的要求使得其在小型網絡中運能最大程度發(fā)揮其優(yōu)勢，其收斂速度和擴展性的限制（超過16跳便不可達）又使得RIP不適應大，中型網絡的性能要求。

OSPF則更適合在大，中型網絡中發(fā)揮作用，其網絡拓撲結構更復雜，容易出現路由自環(huán)現象，OSPF可以避免自環(huán)的出現，支持區(qū)域劃分，等值路由劃分，以及分級管理。另外大型網絡的投入使得其更有可能具有性能更好的設備以滿足裝載OSPF的要求，OSPF更能滿足大型網絡單位時間內大量路由信息變化的處理需求。

總結：RIP與OSPF都有彼此無法取代的優(yōu)勢，充分了解兩者各自優(yōu)缺點才能更好地將其運用于網絡管理，筆者從動態(tài)協議工作機制入手，從兩種協議的基本特點，報文格式，算法等方面簡單剖析了兩種協議的不同，最后探討兩種協議各自適應的網絡環(huán)境，希望能給更多網絡管理的專業(yè)人員提供一個參考。