6.4　Wi-Fi核心网路由协议选择

路由器是网络的主要节点设备。路由器是一种计算机网络设备，工作于开放式系统互联（Open System Interconnect,OSI）参考模型中的网络层。它的基本功能是执行数据包的转发，即根据接收到的数据包中的目的IP地址，查找转发路由表确定路由（即数据包的转发路径），能将数据包通过一个个网络传送至目的地，传送过程称为路由。

为了能转发数据包，路由器之间需要通过路由协议进行通信，从而创建和维护各自的路由表。路由协议为在网络间交换路由数据，让路由器可动态建立路由表的通信协定。为了能转发路由数据包，路由器之间需要通过路由协议进行通信并创建和维护各自的路由表。路由表存储了去往某个网络的最佳路径、该路径的“路由度量值”以及下一跳路由器。表6-11所示为路由表示例（其路由度量值使用的是跳数）。

　　表6-11　　　　　路由表示例

路由协议通常分为两类：内部网关协议（Interior Gateway Protocol,IGP）和外部网关协议（Exterior Gateway Protocol,EGP）。常见的IGP有距离矢量路由选择协议，如路由选择信息协议（Routing Information Protocol,RIP）和链路状态路由选择协议（如IS-IS、OSPF等）。

可以根据Wi-Fi核心网的性能、可扩展性及可用性等要求进行路由协议的选择。具体路由协议的选择与网络的规划目标、物理拓扑结构和远程站点配置的链路有关。选择时，需要细致分析各种不同的路由协议的适用场景及其优缺点，从而明确各种路由协议是否可用，是否最佳。下面将对路由协议选择进行简要的分析。

6.4.1　IGP路由协议

IGP是指在一个自治系统内部所使用的一种路由协议。

在IGP路由协议中，OSPF和IS-IS是两种常用的IGP路由协议，适用于大型网络，下面对这两种协议进行阐述和比较。

（1）OSPF

开放式最短路径优先（Open Shortest Path First,OSPF）是一个标准的链路状态路由协议，利用Dijstra的最短路径优先（Shortest Path First,SPF）算法计算最佳路径。最初的OSPF是针对由点到点链路组成的网络，后来成功地应用于LAN环境中，而且通过抑制拨号线路上的Hello协议（有时也称为Demand Circuit操作），OSPF还能应用于拨号环境。在大型网络中应用OSPF时，应满足分层网络规划的要求，相应地采取分层的OSPF结构规划，划分一个OSPF主干域，其他非主干域都必须通过直连链路连接到主干域上。需要注意的是，由于主干域要求保持连续，因而在扩展OSPF的主干域时可能会产生某些设计上的问题。

OSPF的主要特征如下。

⑴无跳数限制，利用可变长的子网掩码（Variable Length Subnet Masks,VLSM）实现了IP地址的有效分配。

⑵OSPF利用IP组播包来发送链路状态更新消息，使得路由器无需时时侦听OSPF数据包，减轻了处理负荷。OSPF仅当路由发生变动时才发送路由更新消息，而不是周期性地发送路由更新，从而更有效地利用了网络带宽。所有的OSPF路由器都拥有最新的路由信息，并保持一致。

⑶由于OSPF在路由发生变化后会立即发送路由更新消息（而不是周期性地发送，周期性地发送路由更新消息是距离矢量路由协议的特征），因而收敛速度很快。

⑷OSPF可以实现有效的负载均衡功能。

⑸通过将路由器划入不同的域，OSFP可以对网络进行逻辑定义，从而限制链路状态更新消息在全网的传播，同时也提供路由聚合功能，并且可以删减不需要对外传播的子网信息。

⑹通过各种不同的密码鉴权方法，OSPF提供了路由鉴权功能。

⑺OSPF可以传送并标记注入自治系统的外部路由，从而可以跟踪由边界网关协议（Border Gateway Protocol,BGP）等外部路由协议注入的外部路由。

（2）IS-IS

中间系统到中间系统协议（Intermediate System to Intermediate System,IS-IS）是一个标准化的链路状态协议，其操作方式与OSPF类似，也利用SPF算法来计算最佳路径。IS-IS网络可分为两个域，一个是主干域，另一个是连接到主干域的非主干域。与OSPF不同的是，IS-IS的主干域扩展非常容易，能适应新的非主干域的出现；并且由于集成IS-IS无Hello协议抑制功能，因而不能应用于拨号网络环境。集成IS-IS的主要特征如下。

⑴集成IS-IS是一个久经超大型网络验证的路由协议。

⑵集成IS-IS不适用于非广播多路访问（Non-Broadcast Multiple Access,NBMA）网络点到多点网络的模式，这一点在设计时应予以注意。

6.4.2　EGP

EGP是一种在自治系统的相邻两个网关主机间交互路由信息的协议。它是一个轮询协议，利用Hello和I-Heard-You消息的转换，能让每个网关控制和接收网络可达性信息的速率，允许每个系统控制它自己的开销，同时发出命令请求更新响应。路由表包含一组已知路由器及这些路由器的可达地址以及路径开销，从而可以选择最佳路由。

其中，BGP是Internet工程任务组制定的一个加强的、完善的、可伸缩的协议。BGP4支持无类别域间路由选择（Classless Inter Domain Routing,CIDR）寻址方案，该方案增加了Internet上可用IP地址的数量。BGP是为取代最初的EGP设计的，也被认为是一个路径矢量协议。

目前，BGP路由协议已被广泛应用于各大网络运营商网络的互联。互联网数据中心（Internet Data Center,IDC）需要在中国Internet信息中心（China Internet Network Information Center,CNNIC）或亚太网络信息中心（Asia-Pacific Network Information Center,APNIC）申请自己的IP地址段和认证服务器（Autonomous Server,AS）号（目前网宿科技同时是APNIC和CNNIC的会员单位），然后通过BGP协议将此段IP地址广播到其他的网络运营商的网络中。使用BGP协议互联后，网络运营商的所有骨干路由设备将会判断到IDC机房IP段的最佳路由，以保证不同网络运营商用户的高速访问。

6.4.3　采用的路由策略

核心网的路由策略通常可采用IGP＋EGP结构。对于EGP的选择，考虑继续沿用以前的BGPv4路由协议。对于IGP的选择，选择使用OSPF作为IGP路由协议。上述建议主要遵循以下规则。

随着路由器处理能力的大幅提高，IGP从多区域分级结构改为单区域平面结构。平面结构简化了管理和运维工作，为离线计算提供简单的网络模型。同时，随着多协议标签交换（Multi-Protocol Label Switching,MPLS）业务需求的增加，平面结构的IGP更符合MPLS及MPLS流量工程（MPLS Traffic Engineering,MPLS TE）的技术要求。

这样，城域网划分独立自治域，向集团申请私有自治域号。省网对外发布路由时过滤私有自治域号。

（1）城域网核心路由器与省网核心路由器间运行外部边界网关协议（Exterior Border Gateway Protocol,EBGP），城域网核心路由器之间运行内部边界网关协议（Interior Border Gateway Protocol,IBGP）。

（2）城域网内运行独立的OSPF协议进程，以减少城域网内路由条数，并保证IGP路由的稳定性。

网络运营商采用IGP＋EGP路由结构，有利于将IGP从多区域分级结构改为单区域平面结构。平面结构可以简化管理和运维工作，为离线计算提供简单的网络模型。同时，随着MPLS业务需求的增加，平面结构的IGP更符合MPLS及MPLS TE的技术要求。