內部網關協議

Internet網被分成多個域或多個自治系統。一個域（domain）是一組主機和使用相同路由選擇協議的路由器集合，並由單一機構管理。換言之，一個域可能是由一所大學或其它機構管理的網際網路。內部網關協議（IGP）在一個域中選擇路由。外部網關協議（EGP）為兩個相鄰的位於各自域邊界上的路由器提供一種交換消息和信息的方法。

內部網關協議主要包含兩類演演算法：距離向量路由演演算法和鏈路狀態路由演演算法。

距離向量路由演演算法也叫Bellman-Ford演演算法或Foed-Fulkerson演演算法。使用距離向量路由演演算法的每個路由器並不知道全局的拓撲信息，而是僅向鄰居路由器通告自己已知的到達其他路由器的最短距離 (向量)。每個路由器利用這些路由通告更新自己的路由表，並繼續向鄰居路由器通告新的路由信息。路由信息定期通告。距離向量路由演演算法存在慢收斂的問題。使用距離向量路由演演算法的典型協議有路由信息協議(RIP)、內部網關路由協議(IGRP)和增強內部網關路由協議(ETGRP)。

距離向量演演算法適用於以下情形：

1、網路結構簡單、扁平，不需要特殊的分層設計。

2、管理員沒有足夠的知識來配置鏈路狀態協議和排查故障。

3、特定類型的網路拓撲結構，如集中星形（Hub-and-Spoke）網路。

4、無需關注網路最差情況下的收斂時間。

鏈路狀態路由演演算法：在鏈路狀態路由演演算法中，每個路由器都擁有完整的網路拓撲信息，這些拓撲信息由鏈路狀態信息組成，保存在每個路由器各自的鏈路狀態資料庫中。每個路由器通過發現與它相連鏈路上的網路前綴來構建鏈路狀態信息，所有路由器通過交換鏈路狀態信息來構建一致的鏈路狀態資料庫。根據該資料庫，每個路由器獨立計算到達每一個目的地的最短路徑。使用鏈路狀態路由演演算法的典型協議包括開放最短路徑優先(OSPF)協議和中間系統到中間系統 (IS-IS)協議。

鏈路狀態演演算法適用於以下情形：

1、網路進行了分層設計，大型網路通常如此。

2、管理員對於網路中採用的鏈路狀態路由協議非常熟悉。

3、網路對收斂速度的要求極高。

OSPF開放最短路徑優先(Open Shortest Path First)，是一個內部網關協議(Interior Gateway Protocol,簡稱IGP)，用於在單一自治系統(autonomous system,AS)內決策路由。與RIP相對，OSPF是鏈路狀態路由協議，而RIP是距離向量路由協議。鏈路是路由器介面的另一種說法，因此OSPF也稱為介面狀態路由協議。OSPF通過路由器之間通告網路介面的狀態來建立鏈路狀態資料庫，生成最短路徑樹，每個OSPF路由器使用這些最短路徑構造路由。最主要的特點是使用分散式的鏈路狀態協議，而不是像RIP那樣的距離向量協議。三個要點：（1）向本自治系統中所有路由器發送信息。（2）發送的信息就是與本路由器相鄰的所有路由器的鏈路狀態，但這只是路由器所知道的部分信息。（3）只有在鏈路狀態發生變化時，路由器才向所有路由器用洪泛法發送此信息。

RIP（Routing Information Protocol），路由信息協議，是內部網關協議中應用最廣泛的一種協議，它是一種分散式的，基於距離向量的路由選擇協議，其特點是協議簡單。適用於相對較小的自治系統，它們的直徑“跳數”一般小於15。 RIP協議特點是：（1）僅和相鄰路由交換信息。（2）路由器交換的信息是當前本路由器所知道的全部信息，即自己的路由表。也就是說，交換的信息是：“我到本自治系統中所有網路的（最短）距離，以及到那個網路應經過的下一跳路由器。”（3）按固定時間間隔交換路由信息，例如，每隔30秒。然後路由器根據收到的路由信息更新路由表。