OSPF路由 與 ISIS路由 與路由學習對比

香吧香發表於2023-10-09
路由

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1.OSPF 路由學習規律

OSPF使用鏈路狀態資料庫（Link State Database）來儲存網路拓撲資訊。每個OSPF路由器透過交換鏈路狀態更新（Link State Updates）來了解整個網路的拓撲，並根據收到的鏈路狀態更新構建自己的鏈路狀態資料庫。

OSPF路由學習有以下規律：

  1. 鄰居關係建立：OSPF路由器透過傳送Hello訊息來發現相鄰路由器，並與其建立鄰居關係。鄰居之間會交換各自的鏈路狀態資訊。

  2. SPF計算：一旦建立了鄰居關係並收到鏈路狀態更新，每個OSPF路由器都會執行SPF（Shortest Path First）計算，計算出到達各個目標網路的最短路徑。

  3. LSA洪泛：OSPF路由器將自己的鏈路狀態資訊封裝為LSA（Link State Advertisement）包，並透過洪泛演算法將其傳遞給所有的鄰居路由器，以使得每個路由器都具有完整的鏈路狀態資訊。

  4. 鏈路狀態資料庫同步：所有鄰居路由器交換並更新LSA後，每個OSPF路由器會將收到的LSA合併到自己的鏈路狀態資料庫中，並重新執行SPF計算。

  5. 路由表生成：根據鏈路狀態資料庫中的拓撲資訊，每個OSPF路由器生成自己的路由表，並使用最短路徑優先演算法（Dijkstra演算法）選擇最佳路徑。

2.OSPF 路由學習示例

　　假設有三個OSPF路由器 A、B 和 C，它們連線在一個共享網路上，並具有以下拓撲結構：

       A
     /   \
    B-----C

  1. 路由器 A 傳送 Hello 訊息檢測鄰居，並與 B 和 C 建立鄰居關係。

  2. A、B 和 C 交換各自的鏈路狀態資訊，更新鏈路狀態資料庫。

  3. A 將自己的鏈路狀態資訊封裝為 LSA 包，並洪泛給 B 和 C。

  4. B 和 C 收到 A 的 LSA 包後，將其合併到各自的鏈路狀態資料庫中。

  5. B 和 C 分別執行 SPF 計算，計算出到達目標網路的最短路徑。

  6. B 和 C 生成自己的路由表，並選擇最佳路徑。

3.IS-IS 路由學習規律

IS-IS也使用鏈路狀態資料庫來儲存網路拓撲資訊，但其學習規律與OSPF有一些差異。

IS-IS 路由學習有以下規律：

  1. 鄰居關係建立：IS-IS路由器透過傳送Hello訊息來發現相鄰路由器，並與其建立鄰居關係。鄰居之間會交換自己的鏈路狀態資訊。（類似於OSPF）

  2. LSP洪泛：IS-IS路由器將自己的鏈路狀態資訊封裝為LSP（Link State PDU）包，並透過洪泛演算法將其傳遞給所有的鄰居路由器，以使得每個路由器都具有完整的鏈路狀態資訊。（類似於OSPF）

  3. 鏈路狀態資料庫同步：所有鄰居路由器交換並更新LSP後，每個IS-IS路由器會將收到的LSP合併到自己的鏈路狀態資料庫中。

  4. SPF計算：IS-IS路由器執行SPF計算，計算出到達各個目標網路的最短路徑。

  5. 路由表生成：根據鏈路狀態資料庫中的拓撲資訊，每個IS-IS路由器生成自己的路由表，並選擇最佳路徑。

4.IS-IS 路由學習示例

　　假設有三個IS-IS路由器 A、B 和 C，它們連線在一個共享網路上，並具有以下拓撲結構：

       A
     /   \
    B-----C

  1. 路由器 A 傳送 Hello 訊息檢測鄰居，並與 B 和 C 建立鄰居關係。

  2. A、B 和 C 交換各自的鏈路狀態資訊，更新鏈路狀態資料庫。

  3. A 將自己的鏈路狀態資訊封裝為 LSP 包，並洪泛給 B 和 C。

  4. B 和 C 收到 A 的 LSP 包後，將其合併到各自的鏈路狀態資料庫中。

  5. B 和 C 執行 SPF 計算，計算出到達目標網路的最短路徑。

  6. B 和 C 生成自己的路由表，並選擇最佳路徑。

5.OSPF 和 IS-IS 路由學習的差異

　　OSPF（Open Shortest Path First）協議和ISIS（Intermediate System to Intermediate System）協議的不同點：

  1. 協議型別： OSPF是一個開放標準的鏈路狀態協議，而ISIS是一個由ISO制定的鏈路狀態協議。

  2. 支援的網路層： OSPF在IPv4和IPv6網路上均可使用，而ISIS通常用於IPv4網路，但也可以透過擴充套件支援IPv6網路。

  3. 度量方式： OSPF使用頻寬作為預設度量方式，考慮鏈路的頻寬來計算最短路徑，而ISIS使用通告鏈路開銷作為度量方式，通告鏈路的開銷越小表示該鏈路更好。

  4. 對區域的支援： OSPF將網路劃分為多個自治系統（AS），每個AS內部可以進一步劃分為多個區域，而ISIS沒有明確的區域概念，所有的IS-IS路由器都處於同一個級別，形成一個平等的拓撲結構。

  5. 鄰居發現機制： OSPF使用Hello訊息來發現鄰居，並建立鄰居關係；ISIS使用IIH（IS-IS Hello）訊息來發現鄰居，並建立鄰居關係。

  6. LSDB同步方式： OSPF使用DR（Designated Router）和BDR（Backup Designated Router）來同步Link State Database（LSDB），以減少資源消耗；ISIS使用全網LSP（Link State PDU）資料庫來同步LSDB，每個IS-IS路由器都儲存完整的拓撲資訊。

  7. 區分內部和外部路由： OSPF將路由劃分為內部路由和外部路由，透過OSPF ASBR（Autonomous System Boundary Router）對外部路由進行廣播；ISIS沒有明確的內部和外部路由之分，所有的路由都是平等的。

  8. 適用場景： OSPF在大型企業網路、網際網路核心路由器和ISP網路中廣泛使用；ISIS主要在ISP網路中使用，尤其是用於骨幹網和交換中心等高效能網路環境。

       OSPF協議和ISIS協議的相同點：

  1. 鏈路狀態協議： OSPF和ISIS都屬於鏈路狀態協議，使用相似的LSA（Link State Advertisement）訊息來交換路由資訊。

  2. 基於最短路徑演算法： OSPF和ISIS都使用最短路徑優先（Shortest Path First，SPF）演算法來計算最短路徑，並選擇最佳的路由。

  3. 支援動態路由： OSPF和ISIS都支援動態路由選擇，可以根據網路拓撲和鏈路狀態動態調整最佳路徑。

  4. 支援路由聚合： OSPF和ISIS都支援路由聚合，可以將連續的網路地址合併為一個路由條目，減少路由表的大小和路由更新的開銷。

  5. 支援ECMP： OSPF和ISIS都支援等價多路徑（Equal Cost Multipath，ECMP）功能，可以將流量分發到多個最佳路徑上，提高鏈路利用率和可靠性。

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