热备份路由协议简介

工作原理

HSRP在网络路由器之间建立默认网关的倒换框架，当主网关不可达时进行切换。此协议经常与快速会聚路由协议EIGRP或OSPF协同工作。HSRP使用多播地址224.0.0.2和UDP端口1985向其他启用HSRP协议的路由器发送HELLO报文，来交流路由器间的优先级。配置有最高优先级的主路由器将成为虚拟路由器，以预先配置好的网关IP和MAC地址0000.0c07.acXX（XX是组IP的十六进制值）回应局域网对网关的ARP的请求。如果主路由器宕机，次优先级路由器将接管网关IP并以同样的MAC地址回应ARP的请求，这样就实现了透明的默认网关自动倒换。

热备份路由协议确保在某一时间内只有一台路由器（称为主动路由器）以虚拟路由器的名义转发数据包。备份路由器被选择，并时刻准备成为主动路由器（在当前主动路由器失效的情况下）。热备份路由协议定义了一种通过IP地址来确定主动和备份路由器的机制。一旦这些确定了，一个主动路由器出故障就不会出现重大的连接中断现象。

在任何特定的网络中，可能有多个，也可能是重叠的，热备份群，每一个都有单一的媒体访问控制（MAC）地址和IP地址；IP地址应该属于初级子网，但它必须与实际或虚拟的地址（分配给网络中路由器或主机的地址）不同。

HSRP和VRRP都不是路由协议，因为它们不发布IP路由也不影响路由表。

路由协议(Routing Protocol)：用于路由器动态寻找网络最佳路径，保证所有路由器拥有相同的路由表，一般路由协议决定数据包在网络上的行走路径。这类协议的例子有OSPF,RIP等路由协议，通过提供共享路由选择信息的机制来支持被动路由协议。路由选择协议消息在路由器之间传送。路由选择协议允许路由器与其他路由器通信来修改和维护路由选择表。

典型的路由选择方式有两种：静态路由和动态路由。

动态路由协议静态路由

是在路由器中设置的固定的路由表。除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化。由于静态路由不能对网络的改变作出反映，一般用于网络规模不大、拓扑结构固定的网络中。静态路由的优点是简单、高效、可靠。在所有的路由中，静态路由优先级最高。当动态路由与静态路由发生冲突时，以静态路由为准。

动态路由协议动态路由

是网络中的路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新路由器表的过程。它能实时地适应网络结构的变化。如果路由更新信息表明发生了网络变化，路由选择软件就会重新计算路由，并发出新的路由更新信息。这些信息通过各个网络，引起各路由器重新启动其路由算法，并更新各自的路由表以动态地反映网络拓扑变化。动态路由适用于网络规模大、网络拓扑复杂的网络。当然，各种动态路由协议会不同程度地占用网络带宽和CPU资源。

动态路由协议静态路由和动态路由的适用情形

静态路由和动态路由有各自的特点和适用范围，因此在网络中动态路由通常作为静态路由的补充。当一个分组在路由器中进行寻径时，路由器首先查找静态路由，如果查到则根据相应的静态路由转发分组；否则再查找动态路由。

动态路由协议RIP路由协议

RIP（Routing information Protocol，路由协议）是应用较早、使用较普通的内部网关协议，适用于小型同类网络的一个自治系统（AS）内的路由信息的传递。RRIP有四个版本，即RIPv1、RIPv2、RIPv2、RIPv4。

RIP协议最初是为Xerox网络系统的Xerox parc通用协议而设计的，是Internet中常用的路由协议。RIP采用距离向量算法，即路由器根据距离选择路由，所以也称为距离向量协议。路由器收集所有可到达目的地的不同路径，并且保存有关到达每个目的地的最少站点数的路径信息，除到达目的地的最佳路径外，任何其它信息均予以丢弃。同时路由器也把所收集的路由信息用RIP协议通知相邻的其它路由器。这样，正确的路由信息逐渐扩散到了全网。

RIP使用非常广泛，它简单、可靠，便于配置。但是RIP只适用于小型的同构网络，因为它允许的最大站点数为15，任何超过15个站点的目的地均被标记为不可达。而且RIP每隔30s一次的路由信息广播也是造成网络的广播风暴的重要原因之一。

动态路由协议OSPF路由协议

80年代中期，RIP已不能适应大规模异构网络的互连，OSPF随之产生。它是互联网工程任务组（IETF）的内部网关协议工作组为IP网络而开发的一种路由协议。

OSPF是一种基于链路状态的路由协议，需要每个路由器向其同一管理域的所有其它路由器发送链路状态广播信息。在OSPF的链路状态广播中包括所有接口信息、所有的量度和其它一些变量。利用OSPF的路由器首先必须收集有关的链路状态信息，并根据一定的算法计算出到每个节点的最短路径。而基于距离向量的路由协议仅向其邻接路由器发送有关路由更新信息。

与RIP不同，OSPF将一个自治域再划分为区，相应地即有两种类型的路由选择方式：当源和目的地在同一区时，采用区内路由选择；当源和目的地在不同区时，则采用区间路由选择。这就大大减少了网络开销，并增加了网络的稳定性。当一个区内的路由器出了故障时并不影响自治域内其它区路由器的正常工作，这也给网络的管理、维护带来方便。

动态路由协议IS-IS

IS-IS是中间系统到中间系统的路由选择协议，是由国际标准化组织（ISO）提出的一种路由选择协议。ISIS协议主要用于城域网和承载网。

一个路由器是Intermediate System（IS），一个主机就是End System（ES）。主机和路由器之间运行的协议称为ES-IS，路由器与路由器之间运行的协议称为IS-IS。

IS-IS是一种链路状态协议，实际上与TCP/IP网络中的OSPF协议非常相似，它也使用Hello报文寻找毗邻节点，使用一个传播协议发送链接信息。

一个非技术问题是IS-IS受OSI约束，使得以前与OSPF相比它的发展比较缓慢。但IS-IS在RFC方面（Integrated）得到了很多的扩展，使得它可以比OSPF更容易、更简单地实现对新要求的支持，如IPv6、TE等。

动态路由协议BGP和BGP-4路由协议

BGP是为TCP/IP互联网设计的外部网关协议，用于多个自治域之间。它既不是基于纯粹的链路状态算法，也不是基于纯粹的距离向量算法。它的主要功能是与其它自治域的BGP交换网络可达信息。各个自治域可以运行不同的内部网关协议。BGP更新信息包括网络号/自治域路径的成对信息。自治域路径包括到达某个特定网络须经过的自治域串，这些更新信息通过TCP传送出去，以保证传输的可靠性。

为了满足Internet日益扩大的需要，BGP还在不断地发展。在最新的BGp4中，还可以将相似路由合并为一条路由。

动态路由协议路由表项的优先问题

在一个路由器中，可同时配置静态路由和一种或多种动态路由。它们各自维护的路由表都提供给转发程序，但这些路由表的表项间可能会发生冲突。这种冲突可通过配置各路由表的优先级来解决。通常静态路由具有默认的最高优先级，当其它路由表表项与它矛盾时，均按静态路由转发。

动态路由协议的管理距离：

RIP 120

IGRP 100

EIGRP 90 EIGRP汇总路由—5；外部EIGRP---170

OSPF 110

BGP 200（从IBGP邻居收到的路由） 外部BGP—20（从EBGP邻居收到的路由）

IS-IS 115

未知 255

动态路由协议的优点：

(1)可以自动适应网络状态的变化。

(2)自动维护路由信息而不需要网络管理员的参与。

动态路由协议的缺点：

(1)由于需要相互交换路由信息，因而占用网络带宽与系统资源。

(2)安全性不如静态路由。

在有冗余连接的复杂网络环境中，适合采用动态路由协议。在动态路由协议中，目的网络是否可达取决于网络状态。