RIP и OSPF: сравнение различных протоколов маршрутизации

RIP является протоколом маршрутизации на основе вектора расстояния, однако OSPF постепенно вытесняет его из-за медленной сходимости, подверженности возникновению петель маршрутизации и отсутствия масштабируемости. В этой статье рассматриваются различия между RIP и OSPF.

RIP и OSPF — это два распространенных протокола внутренних шлюзов (IGP), широко используемых в компьютерных сетях для выбора оптимального пути передачи данных. RIP является одним из старейших существующих протоколов маршрутизации, тогда как OSPF — наиболее часто используемым IGP в крупных корпоративных сетях. Основное различие между этими двумя протоколами заключается в том, что RIP использует для маршрутизации алгоритм вектора расстояния, тогда как OSPF — наиболее часто используемый IGP в крупных корпоративных сетях. Основное различие заключается в том, что RIP использует алгоритм маршрутизации на основе вектора расстояния, тогда как OSPF опирается на алгоритм состояния каналов.

Что такое протокол маршрутной информации (RIP) в сетях?

Протокол маршрутной информации (RIP) — это протокол с вектором расстояния, который оценивает качество маршрута главным образом по количеству переходов. Он чётко определяет, как маршрутизаторы должны обмениваться информацией при передаче трафика между набором взаимосвязанных локальных сетей.

Протокол маршрутизации OSPF в настоящее время является наиболее широко используемым протоколом внутреннего шлюза в корпоративных сетях, во многих случаях заменив RIP. Этот переход, несомненно, обусловлен простотой RIP и его ограничениями при работе с большими и сложными сетями. Протокол пограничного шлюза (BGP) — это протокол маршрутизации на основе вектора расстояния, который в настоящее время является основным методом передачи информации о маршрутизации между автономными системами в Интернете.

RIP изначально был разработан для Generic Protocol компании Xerox PARC и впервые появился под названием GWINFO в наборе протоколов Xerox Network Systems в 1981 году. Он был официально определён в RFC 1058 в 1988 году и известен простотой настройки и особой пригодностью для использования в небольших сетях.

Принцип работы протокола маршрутизации (RIP) 

Используя алгоритм вектора расстояния, RIP определяет маршруты, по которым пакеты достигают места назначения. Каждый маршрутизатор RIP поддерживает таблицу маршрутизации, в которой перечислены все пункты назначения, доступные этому маршрутизатору. Каждые 30 секунд маршрутизатор передает всю таблицу маршрутизации своим ближайшим соседям. В данном контексте “соседями” называются другие маршрутизаторы, напрямую подключенные к этому маршрутизатору и расположенные в том же сегменте сети. Эти соседи продолжают передавать полученную информацию своим соседям и так далее, пока все устройства RIP в сети не получат одинаковую информацию о маршрутизации; этот процесс называется “сходимостью”.

Когда маршрутизатор получает обновление маршрутизации и обнаруживает, что новый путь короче, он изменяет запись в таблице маршрутизации, указывая обновленную длину пути и адрес следующего перехода. Если новый путь длиннее, маршрутизатор ожидает “период удержания”, чтобы убедиться, что в следующем обновлении по-прежнему будет указан более длинный путь. Маршрутизатор обновит запись в таблице только после того, как убедится, что новый более длинный путь стабилизировался.

Предположим, что маршрутизатор выходит из строя или сетевое соединение прерывается. В таком случае сеть обнаружит проблему, поскольку маршрутизатор перестал отправлять обновления своим соседям или не может отправлять и получать обновления по прерванному соединению. Если маршрут не обновляется в таблице маршрутизации в течение шести последовательных циклов обновления (180 секунд), маршрутизатор RIP удаляет маршрут и информирует остальную сеть об изменении посредством периодических обновлений.

Что такое протокол Open Shortest Path First (OSPF) в сетях?

OSPF является протоколом IP-маршрутизации, который вычисляет наиболее эффективный путь передачи трафика в IP-сети с использованием математического алгоритма. OSPF является открытым стандартом, определённым Internet Engineering Task Force (IETF), и одним из нескольких протоколов внутренних шлюзов (IGP) в семействе протоколов TCP/IP.

OSPF распространяет информацию о маршрутизации между маршрутизаторами в пределах одной автономной системы (AS) на основе технологий состояния каналов или поиска кратчайшего пути (SPF). Эта функция позволяет OSPF справляться со сложностью современных сетей, в отличие от традиционных протоколов маршрутизации TCP/IP, разработанных для более простых сетей.

OSPF использует алгоритм Дейкстры для вычисления кратчайших путей между всеми маршрутизаторами в области AS, обеспечивая эффективное использование пропускной способности сети и хорошую масштабируемость. AS можно разделить на несколько взаимосвязанных сетей, например WAN, однако информация о топологии ограничивается маршрутизаторами в пределах одной области.

Как протокол динамической маршрутизации, OSPF маршрутизирует IP-пакеты, используя IP-адрес назначения в заголовке пакета, а также обнаруживает изменения топологии внутри AS. После обнаружения изменения OSPF рассчитывает новый свободный от петель маршрут за короткое время сходимости, обеспечивая минимальное нарушение сетевого трафика.

В сети OSPF все маршрутизаторы в одной области поддерживают одинаковую базу данных состояний каналов, в которой записана топология области. Каждый маршрутизатор получает от других маршрутизаторов в области объявления о состоянии каналов (LSA), содержащие информацию о соседних устройствах и стоимости маршрутов. На основе этих LSA каждый маршрутизатор создает базу данных состояний каналов и вычисляет остовное дерево кратчайших путей с использованием алгоритма SPF.

Принцип работы протокола OSPF (Open Shortest Path First)

В OSPF ключевыми понятиями являются области и соседи.

Область — это группа маршрутизаторов в автономной системе (AS), которые совместно образуют раздел с логическими границами и обычно обозначаются номером. Область 0 является магистральной областью, и все остальные области должны подключаться к ней.

Маршрутизаторы с поддержкой OSPF устанавливают отношения соседства в пределах одной области, отправляя пакеты HELLO для обмена маршрутной информацией. Обновления отправляются только при изменении маршрутизации или состояния сети.

Маршрутизатор OSPF немедленно выполняет многоадресную рассылку изменений таблицы маршрутизации или топологии сети всем узлам с поддержкой OSPF в области при обнаружении изменения. Этот механизм многоадресной рассылки гарантирует, что каждый маршрутизатор в области имеет доступ к одной и той же информации о топологии AS; этот процесс называется распространением. Маршрутизаторы используют эту информацию для расчета оптимального пути от источника до конечного пункта назначения внутри AS.

Важно понимать, что многоадресная рассылка OSPF передает только последнее обновление, а не всю таблицу маршрутизации. Учитывая огромный размер таблиц маршрутизации, передача полной таблицы при каждом обновлении может существенно повлиять на производительность сети. При изменении маршрутов, например из-за отказа устройства или добавления нового устройства, маршрутизатор OSPF координирует эти изменения и в течение определенного времени сходимости определяет новые пути без петель, обеспечивая оптимальное соединение между конечными точками.

Подробное сравнение OSPF и RIP

Типы протоколов маршрутизации

RIP — это протокол вектора расстояния, который определяет маршрут передачи данных главным образом путем подсчета количества переходов. OSPF — это протокол состояния каналов, который не ограничивается простым анализом количества переходов. Он также учитывает такие факторы, как скорость, стоимость и перегруженность маршрута, чтобы выбрать оптимальный путь.

Построение таблицы маршрутизации

В RIP маршрутизатор запрашивает информацию о таблицах маршрутизации у окружающих устройств, а затем объединяет ее со своей таблицей маршрутизации. Обновленная таблица маршрутизации регулярно отправляется соседним устройствам, чтобы гарантировать наличие у всех устройств актуальной информации о маршрутизации. Формирование таблицы маршрутизации в OSPF является более детализированным. Маршрутизаторы получают от соседних устройств только необходимую информацию, а не запрашивают всю таблицу маршрутизации целиком. Благодаря этому обновление таблицы маршрутизации становится проще и эффективнее.

Ограничение количества переходов

RIP имеет строгое ограничение на количество переходов, допускающее максимум 15 переходов. Это делает его непригодным для крупных сетей. OSPF не имеет таких ограничений и может поддерживать более сложные и крупные сетевые структуры.

Различия алгоритмов

RIP использует алгоритм вектора расстояния для выбора путей, тогда как OSPF применяет алгоритм поиска кратчайшего пути Дейкстры для вычисления маршрутов. Благодаря этому OSPF является более эффективным выбором при работе со сложными сетями.

Классификация сетей

Структура сети RIP относительно проста. Обычно она разделяется на области и таблицы. Однако OSPF является более сложным и адаптируемым протоколом, поскольку разделяет сеть на области, подобласти, автономные системы и магистральные области.

Сложность

OSPF сложнее, чем RIP. RIP прост в настройке и управлении, но имеет ограниченные возможности масштабирования для крупных сетей. OSPF подходит для более крупных сетей, поскольку может работать со сложными топологиями.

Нужен ли вам коммутатор OSPF или RIP?

RIP и OSPF — это два протокола динамической маршрутизации, которые лучше масштабируются, чем статическая маршрутизация, и могут автоматически реагировать на изменения топологии сети (например, отказы компонентов). В случае возникновения проблемы в сети эти протоколы могут автоматически перенаправить трафик по альтернативным путям, чтобы минимизировать перебои в работе сервисов. Если вы ищете коммутатор с поддержкой RIP и OSPF, QSFPTEK предлагает экономичную альтернативу. Коммутаторы корпоративного класса QSFPTEK, такие как полностью управляемый коммутатор L3 10G, поддерживают полный набор протоколов маршрутизации IPv4, включая RIP, OSPF, BGP и ECMP. Кроме того, QSFPTEK предлагает клиентам по всему миру высокопроизводительные и доступные по цене коммутаторы для центров обработки данных, а также гигабитные PoE-коммутаторы.

Заключение

Сравнение различных характеристик RIP и OSPF показывает, что RIP лучше подходит для небольших сетей с простой структурой, тогда как OSPF больше подходит для крупных, сложных и иерархических корпоративных сетей. В некоторых сложных сетевых средах может потребоваться одновременный запуск нескольких протоколов маршрутизации. Надеемся, вы найдете наиболее подходящую конфигурацию для своей сети.