CCNP交换篇1:思科交换机集群技术

随着互联网的快速发展，TCP/IP协议已经成为数据网络互联的主流协议。运行在各种网络上的各种规模的路由器负责控制着或许是本世纪最重要的信息流，数百台路由器之间的合作依赖于路由协议。OSPF和EIGRP都是近年来出现的很好的动态路由协议。OSPF因其强大的协议标准化而被广泛使用，它支持许多制造商。EIGRP协议是由网络行业公认的厂商思科发明的，凭借其在行业内的影响力和绝对的市场份额，也得到了用户的普遍认可。但是，这两种协议哪个更好，谁更适合网络未来的发展呢？本文从技术角度客观分析了这两种协议的优缺点，以便网络集成商和企业用户在网络设计和规划时作为参考。

1.OSPF议定书

(1)OSPF议定书简介

OSPF是开放式最短路径优先(开放式最短路径优先协议)的缩写。它是IETF开发的基于链路状态的自治系统内部路由协议。在IP网络上，它通过收集和传输自治系统的链路状态来动态地发现和传播路由。

每台运行OSPF的路由器都会描述本地网络的连接状态(如可用接口信息、可达邻居信息等)。)和LSA(链路状态广播)并将其广播给整个自治系统。这样，每个路由器接收自治系统中所有路由器生成的LSA，这些LSA的集合构成了LSDB (Link State Database，链路状态数据库)。因为每个LSA都是路由器周围网络拓扑的描述，所以整个LSDB是自治系统网络拓扑的真实反映。

根据LSDB，每个路由器运行SPF(最短路径优先)算法。建立一个有自己根的最短路径树，它给出了自治系统中每个节点的路径。在图论中，“树”是没有回路的连通图。因此，OSPF计算出的路由也是无环路由。

为了减少自己的开销，OSPF提出了以下概念:

(1).博士:

在各种多址接入网络中，如果有两个或更多的路由器，应该在网络上选举一个指定路由器(DR)。“指定路由器”负责将LSDB与该网段中的所有路由器同步。这样，两个非DR路由器之间的LSDB同步不再执行。大大节省了同一网段的带宽开销。

(2).区域:

OSPF可以根据自治系统的拓扑划分为不同的区域，这样当区域边界路由器(ABR)向其他区域发送路由信息时，它会按网段生成一个总结LSA。这可以减少自治系统中LSA的数量和路由计算的复杂度。
OSPF使用四种不同的路线，按优先顺序排列如下:

区域内路由
区域间路由
第一类外部路由
第二类外部路由

区域内和区域间路由描述的是自治系统内部的网络结构，而外部路由描述的是如何选择到达自治系统外部目的地的路由。一般来说，第一种外部路由对应于OSPF从其他内部路由协议引入的信息，这些路由的开销与OSPF本身的开销相当。第二种外部路由对应的是OSPF从外部路由协议引入的信息，其开销远大于OSPF本身，因此在计算时只考虑外部开销。

(2)OSPF议定书的主要优势:

1.OSPF是真正的无环路路由协议。从其算法本身的优势来说。(链路状态和最短路径树算法)

2.OSPF收敛速度快:可以在最短的时间内将路由变化传递到整个自治系统。

3.提出了区域划分的概念。将自治系统划分为不同区域后，通过汇总区域间的路由信息，大大减少了要传输的路由信息量。使得路由信息不会随着网络规模的扩大而迅速膨胀。

4.将协议本身的开销控制到最小。见下文:

1)用来发现和维护邻居关系的是定期发送的不包含路由信息的hello消息，非常短。路由包含信息的消息是触发更新的机制。(只有在有路由变更时才会发送)。但为了增强协议的健壮性，每隔1800秒重传一次。

2)在广播网络中，使用组播地址(而不是广播)发送消息，以减少对其他不运行ospf的网络设备的干扰。

3)在各种多址网络(广播、NBMA)中，通过选举DR，使同一网段内路由器之间的路由交换(同步)次数从O(N*N)次减少到O(N)次

4)提出STUB区域的概念，使得引入的ASE路由不会在STUB区域内传播。

5)支持ABR(区域边界路由器)上的路由聚合，进一步减少区域间路由信息的传输。

6)在点对点接口类型中，通过配置ospf over On Demand Circuits属性，ospf不再发送hello消息并定期更新路由信息。只有当网络拓扑真正发生变化时，才会发送更新信息。

5.通过严格划分路由级别(分为四极)，可以提供更可信的路由。

6.安全性好。ospf支持基于接口的明文和md5身份验证。

7.OSPF适应各种规模的网络，最多可达数千个。
二。EIGRP协议

EIGRP和早期的IGRP协议是由Cisco发明的，它们是基于距离矢量算法的动态路由协议。EIGRP(增强型内部网关路由协议)是IGRP协议的增强版本。它属于动态内部网关路由协议，仍然使用矢量距离算法。但其实现较IGRP有了很大的提高，收敛特性和运行效率都有了明显的改善。

EIGRP的收敛特性基于Dual(分布式更新算法)算法。DUAL算法使得路径在路由计算中不可能形成环路。它的收敛时间与任何其他现有的路由协议相当。

EIGRP协议具有以下特征:

1.精确的路由计算和多路由支持

EIGRP协议继承了IGRP协议的优点:矢量路由权。EIGRP协议在路由计算中要综合考虑网络带宽、网络延迟、信道占用率、信道可靠性等因素，因此EIGRP路由计算更加准确，更能反映网络的实际情况。同时，EIGRP协议支持多路由，使路由器可以根据不同的路径分担负载。

2.更少的带宽占用

使用EIGRP协议的对等路由器定期发送简短的hello消息，以确保之前发送的消息的有效性。使用增量发送方法发送路由，即一次只发送更改的路由。发送的路由更新消息使用可靠传输。如果没有收到确认信息，将再次发送，直到确认。EIGRP还可以对发送的EIGRP报文进行控制，降低EIGRP报文对接口带宽的占用率，避免出现连续大量的路由报文影响正常的数据业务。

3.无环路路由，收敛速度快。

无环路由和路由收敛速度是路由计算的重要指标。由于EIGRP协议使用DUAL算法，因此EIGRP协议在路由计算中不可能产生环路路由，路由计算的收敛时间也有很好的保证。因为DUAL算法使得EIGRP在计算路由时只重新计算改变的路由；对于路由，只有受此路由影响的路由器才会参与路由的重新计算。
4。MD5认证

为了保证路由获取的正确性，可以在运行EIGRP协议流程的路由器之间配置MD5认证，不满足认证的报文可以丢弃，从而保证路由获取的安全性。

5.任意掩码长度的路由聚合

EIGRP协议可以配置为聚合任意掩码长度的所有EIGRP路由，从而减少路由信息的传输并节省带宽。

6.目的相同但优先级不同的路由可以实现负载分担。

目的地相同的路由表条目可以根据接口速度、连接质量、可靠性等属性自动生成路由优先级。在发送消息时，可以根据这些信息自动匹配接口的流量，从而达到几个接口分担负载的目的。

7.简单协议配置

使用EIGRP协议搭建网络，路由器配置非常简单，它没有复杂的区域设置，也不需要针对不同的网络接口类型实施不同的配置方法。要使用eigrp协议，您只需使用router eigrp命令在路由器上启动EIGRP路由过程，然后使用network命令启用网络范围内的接口。
三。OSPF和EIGRP的比较

OSPF和EIGRP都是收敛速度快且无环路形成、网络带宽占用小、使用灵活、安全性好的路由协议。但是从上面的分析可以看出，各有利弊。

(一)，OSPF的缺点

1.配置相对复杂。由于网络划分和网络属性的复杂性，网络分析师需要高水平的网络知识来配置和管理OSPF网络。

2.路由负载均衡能力弱。虽然OSPF可以根据接口速度、连接可靠性等信息自动生成接口路由优先级，但是OSPF只能为不同优先级的路由选择更高优先级的转发到同一目的，不同优先级的路由无法实现负载分担。只有优先级相同的才能达到负载均衡的目的，不像EIGRP可以根据不同的优先级自动匹配流量。

(二)EIGRP的缺点

1.EIGRP没有区域的概念，而OSPF可以在网络规模较大的情况下，通过划分区域来规划和限制网络规模。因此，EIGRP适用于网络规模相对较小的网络，这也是矢量距离路由算法(RIP协议使用该算法)的局限性。

2.运行EIGRP的路由器必须定期发送HELLO消息来维护邻居关系。即使在拨号网络中，这种邻居关系也需要定期发送HELLO消息。这样就无法定位这是有用的服务报文还是EIGRP点播拨号网络发送的定时查询报文，可能会误触发点播拨号网络的连接，尤其是在备份网络上，造成不必要的麻烦。所以运行EIGRP的路由器一般需要在拨号备份端口配置拨号器列表和拨号器组来过滤不必要的报文，或者运行TRIP协议，这样会增加路由器运行的开销。OSPF可以在拨号网络中支持按需拨号，只需要一种路由协议就可以满足各种专线或拨号网络应用的需求。

3.EIGRP的无环计算和收敛速度基于分布式DUAL算法。这个算法实际上是一个将不确定的路由信息进行传播(向邻居发送查询消息)，然后经过所有邻居确认(回复消息)后进行收敛的过程。当邻居不确定路由信息的可靠性时，他们将重复这种传播。因此，在某些情况下，路由信息可能会一直处于活动状态(这种路由称为卡在活动路由中)，如果在这种活动路由的对偶计算过程中，到该路由后继的度量发生变化，就会进入多次计算，从而影响对偶算法的收敛速度。然而，OSPF算法不存在这种问题。因此，虽然总的来说收敛速度差不多，但EIGRP在某些特殊情况下还是不尽如人意。4.EIGRP是Cisco的私有协议。思科是本协议的发明者，也是有权解释和修改本协议的制造商。如果要支持EIGRP，需要向思科购买相应的版权，思科没有义务在修改本协议时告知任何其他使用本协议的厂商和用户。OSPF是由IETF发布的开放协议和标准。世界上各大网络设备厂商都支持这个协议，所以它的互操作性和可靠性因为它的开放性而得到保证，而且在众多厂商的支持下，这个协议还会继续更加完善。

附录:Quidway系列路由器对OSPF的支持

系列路由器上实现的OSPF软件遵循互联网RFC 2328中描述的协议文本。以下是一些主要特征:

支持末节区域:定义末节区域，以便在该区域中的路由器引入ASE路由时节省开销。您也可以使用此命令来过滤域间路由。

支持按需拨号:按需电路上的OSPF是OSPF协议的改进，它通过抑制HELLO消息和连接状态广播消息的定时传输，使协议在ISDN、X.25、SVCs和拨号线路等按需拨号网络上更有效地运行。

丰富的路由策略:支持通过引入其他路由协议发现的路由。支持路由过滤功能。

授权字:OSPF可以选择两种方式验证同一区域内相邻路由器之间消息的有效性:明文验证字和MD5加密验证字。

灵活配置路由器接口参数:在路由器接口上，可以配置OSPF参数，包括:输出代价、HELLO报文发送间隔、重传间隔、接口传输延迟、路由优先级、邻居路由器“死”时间、报文认证模式、报文认证字等。
虚拟连接:Quidway(R)系列路由器的OSPF支持虚拟连接。以确保和加强主干区域的连通性。

支持多种接口类型:支持协议中规定的广播、NBMA、点对多点和点对点接口类型。并且支持一种类型的接口到其他类型的任何改变。

配置邻接点:在不支持多播消息发送的网络上，如NBMA，您可以手动配置邻接点并通过单播发送协议消息。

支持域间路由聚合:如果某个区域有一些连续的网段，可以在其区域边界路由器(ABR)上使用聚合命令将这些连续的网段聚合成一个网段。其他区域的链路状态数据库(LSDB)的大小可以减小。

丰富的调试信息:Quidway(R)系列路由器的OSPF提供丰富的调试信息，帮助用户诊断故障。