3.1.2 IP路由选择协议
路由选择是寻找从一台设备到另一台设备的最有效路径的过程，执行此功能的主要设备是路由器。
路由器有两个主要功能：
（1）维护路由选择表并确保其他路由器知道网络拓扑中的变化。
（2）当分组到达一个接口时，路由器利用路由表决定把分组发送到哪里。把这些数据交换到相应的接口，按接口类型成帧后，发送此帧。
路由选择协议分成两大类：
（1）静态路由选择协议。
（2）动态路由选择协议。
静态路由选择协议是在管理配置路由器时设置的固定的路由表。只要网络管理员不改变，静态路由就不会改变。由于静态路由不能对网络拓扑结构的改变而动态做出反映，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，先取静态路由。
动态路由选择协议是通过运行路由选择协议，使网络中路由器相互间通信，传递路由信息，利用收到的路由信息动态更新路由器表的过程。它能实时地适应网络拓扑结构的变化。如果路由更新信息表明发生了网络变化，路由选择算法就会重新计算路由，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。
静态路由选择协议和动态路由选择协议有各自的特点和适用范围，通常在网络中动态路由作为静态路由的补充。当一个分组在路由器中进行寻址时，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。
根据是否在一个自治域内部使用，动态路由协议分为内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）。这里的自治域指一个具有统一管理机构、统一路由策略的网络，如cisco.com、microsoft.com域。一个自治域系统由在外部世界看来享有一致路由选择的路由器组成。因特网地址授权委员会（IANA）将自治域系统编号分派给区域性的注册处，在美国、加勒比地区和非洲的是ARIN（hostmaster@arin.net）；在欧洲是RIPE-NCC（ncc@ripe.net）；在亚太地区是AP-NIC（admin@apnic.net）。自治域系统是一个16位的编号，有些路由选择协议要求指明自治域系统编号。
自治域内部采用的路由选择协议称为内部网关协议，常用的有RIP、OSPF、IGRP、EIGRP、IS-IS。
外部网关协议主要用于多个自治域之间的路由选择，常用的是BGP和BGP-4。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他自治域的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。
（1）路由协议分为静态路由协议和动态路由协议两类。
（2）静态路由包括直连路由（Connected Route）、静态路由Static Route和默认路由三类。
（3）动态路由协议包括内部网关协议（IGP）和外部网关协议（EGP）两类。
动态路由协议的分类如图3-2所示。
图3-2 动态路由协议的分类
动态路由协议从算法的角度又分为距离矢量路由协议和链路状态路由协议。
（4）距离矢量路由协议主要特点：
①路由器只向邻居发送路由信息报文。
②路由器将更新后完整路由信息报文发送给邻居。
③路由器根据接收到的信息报文计算产生路由表。
④有RIP、IGRP、BGP。
（5）链路状态路由协议主要特点：
①对网络发生的变化能够快速响应，发送触发式更新（Triggered Update）。
②当链路状态发生变化以后，检测到变化的设备创建LSA（链路状态公告），通过使用组播地址传送给所有的邻居，每个邻居拷贝一份LSA，更新它自己的链路状态数据库LSDB，随后再转发LSA给其他的邻居。这种LSA的洪泛（flooding）保证了所有的路由设备在更新自己的路由表之前更新它自己的LSDB。
③发送周期性更新（链路状态刷新），间隔时间为30s。
④有OSPF、IS-IS。
EIGRP是距离矢量路由协议和链路状态路由协议的综合。
有些路由协议不在路由更新消息中给出与网络相关的子网掩码信息，这说明它将严格按照网络的分类，只按标准的A、B、C类网络划分，这种路由协议称为有类路由协议。而另外一些路由协议支持在路由更新消息中附带子网掩码信息，这种路由协议称为无类路由协议。
（6）有类路由协议：
①有类路由协议在路由更新广播中不携带相关网络的子网掩码信息。
②有类路由协议在网络边界按标准的网络类别（A类、B类、C类）发生自动总结。
③有类路由协议自动假设网络中同一个标准网络的各子网总是连续的。
④有类路由协议包括RIP Version 1（RIPv1）、IGRP。
（7）无类路由协议。
①无类路由协议在路由更新广播中含有相关网络的子网掩码信息。
②无类路由协议支持变长子网掩码。
③无类路由协议可以手动控制是否在一个网络边界进行总结。
④无类路由包括RIP v2、EIGRP、OSPF、IS-IS。