拒绝八股文！这篇图解动态路由分分钟爱了

你好，这里是网络技术联盟站。

昨天给大家详细介绍了静态路由，以及思科、华为、h3c、锐捷、瞻博网络等厂商静态路由的配置命令：

• 静态路由，YYDS

讲到静态路由，必须要介绍它的兄弟： 动态路由 ！

动态路由在中大型网络、有些小型网络架构中是非常常见的，可以这么说，没有动态路由，就没有现在那么庞大的网络体系！

还是那句话，看别人的文章或者看网上普通八股文可能啰里啰嗦，在瑞哥这里全部用人话解释清楚，如果你觉得文章对你有帮助，别忘了收藏哦。

直接开始吧！

什么是动态路由？

有关路由的概念，我们在上一节静态路由中已经详细介绍了，大家可以直接去看：

• 静态路由

动态路由的概念是相对于静态路由路由的，动态路由也称为 自适应路由 ，它根据拓扑结构的变化改变 路由表 ，动态路由使用复杂的 路由算法 ，当网络发生变化（拓扑）时，它会向路由器发送消息以确保发生变化，然后重新计算路由以发送更新的路由信息。

用人话来做个解释：你就把动态路由看做智能无人驾驶汽车，你从家去公司上班有三条路可以选择：

• 过两个红绿灯

• 不过红绿灯

• 过三个红绿灯

假设三条路总里程是相同的，那么作为智能无人驾驶汽车，它会经过自己的智能算法算出哪条路最节省时间、最能带来更好的体验，所以选择的 线路二 。

既然是智能的，那么就能动态切换，加入这个时候线路二道路在施工，车流非常缓慢，作为智能汽车，那一定可以算出来的，这个时候就会选择 线路一 。

动态路由就是这么一个智能无人汽车。

路由器可以根据当前通信链路的情况，通过各种不同的路由传输数据并到达目的地，可以根据当时网络的当前场景条件为数据选择最佳路径，所以说动态路由就是一种“ 聪明路由 ”！

为啥要选择动态路由？

这个就要先聊聊动态路由的背景了。

1980 年动态路由首次用于计算机网络，第一个路由协议是 RIP，RIP 相信大家肯定不陌生了，学习动态路由的第一个协议就是 RIP，RIP 协议的第 1 版 RIPv1 于 1988 年发布。

没有动态路由的时候，都需要网络管理员手动去配置静态路由打通链路，上节我们提到，静态路由的配置完全取决于网络管理员或者网络工程师，一旦中间开个小差或者脑子一迷糊，可能就会出错，在大型网络环境中，动辄上千台、甚至上万台路由器，暂且不谈如何配置完那么庞大数量的路由器，单单你去规划路由，路由表的长度能吓死人，所以动态路由就应运而生了！

根据历史的轨迹，任何新技术的出现都是为了解决某种旧技术的痛点问题的。

既然动态路由比静态路由好，这个好到底体现在什么地方呢？

动态路由的优点

• 减轻网络管理员的配置任务。

• 路由表会自动更新。

• 适用于中大型网络

• 网络的整体维护很容易

• 自适应网络能够立即改变路径以避免中断、系统或设备故障或路由拓扑波动

动态路由的类型

这个在上节也提到过，这里再说明一下，直接上图：

这块就不多说了，因为每种协议背后都是庞大的知识体系，瑞哥会在接下来几天的文章中，好好与大家讲解。

在上图中，我们看到了几个关键词：距离矢量、链路状态、混合、路径矢量。

这四个东东又是啥呢？

距离矢量路由

距离矢量路由使用 距离 和 方向 两个参数来计算数据包从源转发到目的地的最佳路径。

• 距离是源和目的地之间的路由器数量，每个路由器都将其相邻路由器视为 下一跳 。

• 方向就是 数据流向 。

如图，这张简单的拓扑中，距离就是经过的三台路由器，方向就是数据流向方向： PC1 -> R1 -> R2 -> R3 -> PC2

距离矢量路由使用 Bellman-Ford 算法 来计算路由，从直连或邻居路由器接收路由通告，并定期更新其路由信息，更新路由信息的操作从一台路由器到另外一台路由器，直到到达目的地，它与直接相邻的路由器共享整个路由表信息。

如上图，PC1 和 PC2 通信，数据首先会到达 R1，这个 R1 通过 Bellman-Ford 算法算出来，数据下一个传输的设备应该是 R2，R2 这个时候会接收到 R1 的路由通告，更新自己的路由表，R1 也会动态的感知到，也会更新自己的路由表，R2 和 R3 之间也是同样的操作，最终实现网络通信。

距离矢量协议最典型的就是 RIP 。

链路状态路由

距离矢量路由依赖于相邻或者直连设备的路由信息，链路状态路由则针对的是整张拓扑的路由信息。

在链路状态路由中，数据从一台路由器到另外一台路由器，路由器本身不会改变邻居路由器的整体路由信息，而是直接复制从其邻居路由器接收到的信息，这样的话，整体链路上的每台路由器都会形成相同的信息。

这种操作有个专业术语： 泛洪 。

泛洪，我这边用一张图解释一下：

如图，假设路由信息已经从 R1 到达 R4 了，R4 的 g0/1 接口收到了 R1 传过来的链路状态信息，这个时候，R4 会立马将此链路状态信息从除 g0/1 接口外其他所有接口发送出去，这就是 泛洪 ，就跟洪水一样，从闸口往外流。

泛洪后，其他路由器会相应的更新自己的路由表，以达到所有路由器信息一致。

链路状态路由使用 Dijkstra 算法 ，也称为 最短路径优先 (SPF) 算法 。

如图，从 PC1 到 PC2，一共有三条路：

• 链路一： PC1 -> R1 -> R4 -> R3 -> PC2

• 链路二： PC1 -> R1 -> R4 -> R2 -> R3 -> PC2

• 链路三： PC1 -> R1 -> R2 -> R3 -> PC2

开销：

• 链路一： 2 + 5 = 7

• 链路二： 2 + 1 + 5 = 8

• 链路三： 3 + 6 = 9

最终通过 Dijkstra 算法即最短路径优先算法算出来链路一最优，走 PC1 -> R1 -> R4 -> R3 -> PC2 。

链路状态协议最典型的就是 OSPF 和 IS-IS 。

混合路由

顾名思义，它是距离矢量协议和链路状态协议的混合体，比较典型的协议就是 EIGRP，中文术语就是 增强型内部网关路由协议 。

EIGRP 是一种高级距离矢量路由协议，是早期 Cisco 协议（称为 IGRP）的演进，它不发送链路状态通告，而是向邻居路由器发送传统的距离矢量路由信息。

EIGRP 是 Cisco 专有协议 ，因此网络中运行 EIGRP 的所有路由器都必须是 Cisco 路由器，但现在 EIGRP 正朝着成为开放标准协议的方向发展。

路径矢量

路径向量协议不依赖于到达给定目的地的 成本 来确定每个可用路径是否是无环路的，而是依赖于对到达目的地的 路径的分析 来确定它是否是无环路的。

路径矢量不同于距离矢量路由和链路状态路由，路由表中的每个条目都包含目标网络、下一个路由器和到达目标的路径。

路径矢量协议最典型的就是 BGP 。

以上就是距离矢量、链路状态、混合、路径矢量简单介绍，具体不能深入，不然一篇文章介绍不清，后面有时间可以单独拉出来进行讨论。

动态路由的工作原理

上面介绍了动态路由的基础知识部分，下面来讨论一下动态路由的工作原理，适用于每一种动态路由的协议：

• 路由器的接口接收或者发送路有消息

• 路由消息通过动态路由协议发送到其他路由器

• 发消息的路由器与其他路由器共享路由消息

• 拓扑变化时，该路由协议会成为路由器与路由器之间通信的桥梁

度量值与管理距离

度量值

假设一个路由器有多个目的地到一个网络，它如何确定到那个网络的最佳路径？

可以用 度量值 ，也就是 Metric 进行计算。

度量值你可以想象成你从南京到上海，你车里的燃油量是固定的，假设中间不给加油，选择最佳路径到达：

此时耗费的燃油量就是恒定路线的度量值。

下图是各个路由协议的度量值：

管理距离

如果我们在一台路由器上配置了多个路由协议，路由器将如何确定通往所需网络的最佳路径？

可以用 管理距离 ，也就是 AD 去计算，管理距离是路由器用来 优先选择 路由源的方式。

AD 通常是 0 到 255 之间的一个值，该值越小，路由源越好，管理距离为 255 的路由永远不会被信任。

还是以南京到上海为例：

管理距离就好比交通工具选择，那么高铁和飞机一定是非常快的（不算去机场的路上的时间）

动态路由和静态路由的比较

上节讲了静态路由，那么在本节最后呢，我们来做个两者比较：

• 路由模式：在静态路由中，路由是用户定义的；在动态路由中，路由会根据网络的变化进行更新。

• 路由算法：没有用于计算最短路径的复杂算法；动态路由采用复杂的算法来寻找最短的路线。

• 安全：静态路由提供更高的安全性；动态路由提供的安全性较低。

• 自动化：静态路由是手动的；动态路由是自动化的。

• 适用性：静态路由用于较小的网络；动态路由用于中大型网络。

• 协议：静态路由可以不遵循任何特定协议；动态路由遵循 BGP、RIP 和 EIGRP 等协议。

• 额外资源：静态路由不需要任何额外的资源；动态路由需要额外的资源，如内存、带宽等。

总结

在动态路由中，路由条目是由路由算法自动生成的，路由表会定期更新，因此，如果发生任何变化，新的路由表将根据它们形成。

本文瑞哥主要介绍了：

• 什么是动态路由？

• 为啥要选择动态路由？

• 动态路由的优点

• 动态路由的类型

• 距离矢量路由

• 链路状态路由

• 混合路由

• 路径矢量

• 动态路由的工作原理

• 度量值与管理距离

• 度量值

• 管理距离

• 动态路由和静态路由的比较

从下一节开始，将带大家一一了解动态路由协议。

朋友们，本节涉及的动态路由，你明白了吗？