路由协议为路由算法提供所需的网络状况信息，以保证结点选择一条最佳路径。路由协议分为内部路由协议和外部路由协议两大类。所谓内、外部是针对自治系统而言的，自治系统就是一个机构管理的一组路由器和网络的集合。每个自治系统都有唯一的自治系统编号，这个编号是由因特网授权的管理机构分配的。常见的内部路由协议有RIP、OSPF等，外部路由协议有BGP等。

RIP（路由信息协议）是ARPNET初期使用的路由协议。RIP采用距离矢量算法，适合规模比较小的网络，目前已逐渐被OSPF协议取代。下面主要介绍OSPF和BGP协议。

1.OSPF路由协议

OSPF（开放最短路径优先）协议用于在单一自治系统内进行路由选择。OSPF采用链路状态路由算法，是目前因特网最常用的内部路由协议。OSPF和其他路由器交换的信息不是路由信息，而是链路信息。OSPF不是告知其他路由器它们可以到达哪些网络，以及距离是多少，而是告知它们的网络接口的状态，这些接口所连的网络，以及使用这些接口的费用。每个路由器都会通过LSA（链路状态通告）报文广播自己的链路状态，直到所有路由器都有完整而相同的链路状态数据库为止。这时，每个路由器就能获得完整的网络拓扑结构，然后，以自己为根，把自己到其他路由器的最短或费用最少的路径作为分支，每个路由器就可以构造一棵树。每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表，这就是最短路径优先名称的来由。OSPF中的O（开放）只是意味着OSPF标准是对公共开放的，而不是私有的专用路由协议。

OSPF报文的公共首部格式如图8-31所示。OSPF报文直接放在IP数据报的数据字段中发送。

图8-31　OSPF报文的首部格式

1）版本号：标识使用的OSPF版本。

2）类型：指示OSPF的报文类型。OSPF报文有5种类型：Hello、数据库描述、链路状态请求、链路状态更新和链路状态确认。

Hello报文用于建立和维持邻居关系，Hello报文被周期地发向路由器接口，周期长短以网络类型为根据，一般每隔10s交换一次Hello报文。如果一个广播型网络上有多个路由器，则路由协议只需要把报文发送给其中一个路由器就行了，这个路由器称为DR（指定路由器），其他路由器也会收到这个报文，因此没必要把报文重复发送给广播网络上的所有路由器。Hello还负责在广播网络中挑选出DR，以减少在广播网络上的OSPF的流量。

数据库描述报文的内容是拓扑结构数据库，它是形成邻接的第一步。每台路由器通过发送空的数据库描述报文来选举主从关系，一个路由器被指定为主机，其他的被指定为从机，主机发生数据库描述报文，从机通过发出数据库描述报文来发出应答。数据库描述报文包含有链路状态通告（LSA）。LSA根据链路状态的不同具有相应的5种格式，即路由器链路LSA、网络链路LSA、到网络的概括链路LSA、到AS边界路由器的概括链路LSA和外部链路LSA。

链路状态请求报文向相邻路由器请求其拓扑结构数据库的部分内容。当路由器发现它的拓扑结构数据库有些部分过时后，路由器将会使用链路状态请求报文请求对方发送更新，交换消息。

链路状态更新报文是对链路状态请求报文的回应。这些消息也被用于常规的LSA交换。几个LSA报文可以被包括在一个链路状态更新报文内。

链路状态确认报文是对链路状态更新报文的确认，这种确认使OSPF的扩散过程更可靠。

3）数据包长度：以字节为单位的数据包的长度，包括OSPF报文头。(www.daowen.com)

4）路由器ID：标识报文的发送者。

5）区域ID：标识报文所属的区域。所有OSPF报文都与一个单一的区域相关联。

6）校验和：校验整个数据包的内容，以发现传输中可能出现的错误。

7）认证类型：类型0标识不进行认证，类型1表示采用明文式进行认证，类型2表示采用MD5算法进行认证。OSPF协议交换的所有信息都可以被认证，认证类型可按各个区域进行配置。

8）认证：包含认证信息。

9）数据：包含所封装的上层信息（实际的路由信息）。

2.BGP路由协议

BGP（边界网关协议）是用来连接各个自治系统的路由选择协议。它与距离矢量方法相似，只不过发送的不是距离矢量（距离，方向），而是路径矢量（网络，下一跳路由器，路径）。BGP使用属性序列定义路径，它是一套参数，每个属性描述路径的一些信息，使得BGP能够对路由进行过滤和选择，便于实施路由选择策略，如绕开敌对国家的路由器。

BGP是一种外部路由协议，与OSPF、RIP等的内部路由协议不同，其着眼点不在于发现和计算路由，而在于控制路由的传播和选择最好的路由。BGP交换包含全部自治系统路径的网络可达性信息，按照配置信息执行路由策略。BGP有4种报文格式：打开、更新、保活和通知。BGP报文使用TCP传输。

打开报文用于建立邻居关系，它是BGP路由器之间的初始握手消息，路由器之间通过发送打开报文来交换各自的版本、自治系统号、保持时间、BGP标识符等信息，进行协商。

更新报文携带的是路由更新信息，包括撤销路由信息和可达路由信息及其路径属性。

保活报文周期也在路由器之间发送，告诉其他路由器这个路由器仍存在，以确保连接保持有效。

当BGP检测到连接中断、协商出错、报文差错等差错时，就发送通知报文，关闭路由器之间的连接。