边界网关协议BGP的结构和功能

BGP用于在不同的自治系统（AS）之间交换路由信息。当两个AS需要交换路由信息时，每个AS都必须指定一个运行BGP的节点，来代表AS与其他的AS交换路由信息。这个节点可以是一个主机。但通常是路由器来执行BGP。两个AS中利用BGP交换信息的路由器也被称为边界网关（Border Gateway）或边界路由器（Border Router） 。

由于可能与不同的AS相连，在一个AS内部可能存在多个运行BGP的边界路由器。同一个自治系统(AS)中的两个或多个对等实体之间运行的BGP 被称为 IBGP（Internal/Interior BGP）。归属不同的AS的对等实体之间运行的BGP称为EBGP （External/Exterior BGP）。在AS边界上与其他AS交换信息的路由器被称作边界路由器(border/edge router)。在互联网操作系统（Cisco IOS）中，IBGP通告的路由的距离为200，优先级比EBGP和任何内部网关协议（IGP）通告的路由都低。其他的路由器实现中，优先级顺序也是EBGP高于IGP，而IGP又高于IBGP。

BGP属于外部网关路由协议，可以实现自治系统间无环路的域间路由。BGP是沟通Internet广域网的主用路由协议，例如不同省份、不同国家之间的路由大多要依靠BGP协议。BGP可分为IBGP（Internal BGP）和EBGP（External BGP）。BGP的邻居关系（或称通信对端/对等实体）是通过人工配置实现的，对等实体之间通过TCP（端口179)会话交互数据。BGP路由器会周期地发送19字节的保持存活keep-alive消息来维护连接（默认周期为30秒）。在路由协议中，只有BGP使用TCP作为传输层协议。

IETF先后为BGP制定了多个建议，分别为：

RFC 4271：当前正使用的BGP协议版本，称之为BGP4。

RFC 1654：BGP4协议的第一个规范。

RFC 1105、RFC 1163、RFC 1267、RFC1771：BGP4之前的BGP版本。

边界网关协议特点

BGP属于外部或域间路由协议。BGP的主要目标是为处于不同AS中的路由器之间进行路由信息通信提供保障。BGP既不是纯粹的矢量距离协议，也不是纯粹的链路状态协议，通常被称为通路向量路由协议。这是因为BGP在发布到一个目的网络的可达性的同时，包含了在IP分组到达目的网络过程中所必须经过的AS的列表。通路向量信息时十分有用的，因为只要简单地查找一下BGP路由更新的AS编号就能有效地避免环路的出现。BGP对网络拓扑结构没有限制，其特点包括：

（1）实现自治系统间通信，传播网络的可达信息。BGP 是一个外部网关协议，允许一个AS与另一个AS进行通信。BGP允许一个AS向其他AS通告其内部的网络的可达性信息，或者是通过该AS可达的其他网络的路由信息。同时，AS也能够从另一个AS中了解这些信息。与距离向量选路协议类似，BGP为每个目的网络提供的是下一跳（next-hop）结点的信息。

（2）多个BGP路由器之间的协调。如果在一个自治系统内部有多个路由器分别使用BGP与其他自治系统中对等路由器进行通信，BGP可以协调者一系列路由器，使这些路由器保持路由信息的一致性。

（3）BGP支持基于策略的选路（policy-base routing）。一般的距离向量选路协议确切通告本地选路中的路由。而BGP则可以实现由本地管理员选择的策略。BGP路由器可以为域内和域间的网络可达性配置不同的策略。

（4）可靠的传输。BGP路由信息的传输采用了可靠地TCP协议。

（5）路径信息。在BGP通告目的网络的可达性信息时，处理指定目的网络的下一跳信息之外，通告中还包括了通路向量（path vector），即去往该目的网络时需要经过的AS的列表，使接受者能够了解去往目的网络的通路信息。

（6）增量更新。BGP不需要再所有路由更新报文中传送完整的路由数据库信息，只需要在启动时交换一次完整信息。后续的路由更新报文只通告网络的变化信息。这种网络变化的信息称为增量（delta）。

（7）BGP支持无类型编制（CIDR）及VLSM方式。通告的所有网络都以网络前缀加子网掩码的方式表示。

（8）路由聚集。BGP允许发送方把路由信息聚集在一起，用一个条目来表示多个相关的目的网络，以节约网络带宽。

（9）BGP还允许接收方对报文进行鉴别和认证，以验证发送方的身份。

（BGP/BGP4：Border Gateway Protocol，边界网关协议）

BGP-4 提供了一套新的机制以支持无类域间路由。这些机制包括支持网络前缀的通告、取消 BGP 网络中 “ 类 ” 的概念。 BGP-4 也引入机制支持路由聚合，包括 AS 路径的集合。这些改变为提议的超网方案提供了支持。BGP-4 采用了路由向量路由协议，在配置BGP时，每一个自治系统的管理员要选择至少一个路由器作为该自治系统的“BGP发言人”。

1989年发布了主要的外部网关协议：边界路由协议（BGP），新版本BGP-4 是在1995年发布的。

BGP路由选择协议执行中使用4种分组：打开分组（open）、更新分组（update）、存活分组（keepalive）、通告分组（notification）。

BGP使用如下四种消息类型：

• Open消息：Open消息是TCP连接建立后发送的第一个消息，用于建立BGP对等体之间的连接关系。

• Keepalive消息：BGP会周期性地向对等体发出Keepalive消息，用来保持连接的有效性。

• Update消息：Update消息用于在对等体之间交换路由信息。它既可以发布可达路由信息，也可以撤销不可达路由信息。

• Notification消息：当BGP检测到错误状态时，就向对等体发出Notification消息，之后BGP连接会立即中断。

BGP邻居建立中的状态和过程如下：

1. 空闲（Idle）：为初始状态，当协议激活后开始初始化，复位计时器，并发起第一个TCP连接，并开始倾听远程对等体所发起的连接，同时转向Connect状态。。

2. 连接（Connect）：开始TCP连接并等待TCP连接成功的消息。如果TCP连接成功，则进入OpenSent状态；如果TCP连接失败，进入Active状态。

3. 行动（Active）：BGP总是试图建立TCP连接，若连接计时器超时，则退回到Connect状态，TCP连接成功就转为Open sent状态。

4. OPEN发送（Open sent）：TCP连接已建立，自己已发送第一个OPEN报文，等待接收对方的Open报文，并对报文进行检查，若发现错误则发送Notification消息报文并退回到Idle状态。若检查无误则发送Keepalive消息报文，Keepalive计时器开始计时，并转为Open confirm状态。

5. OPEN证实（Open confirm）：BGP等待Keepalive报文，同时复位保持计时器。如果收到了Keepalive报文，就转为Established状态，邻居关系协商完成。如果系统收到一条更新或Keepalive消息，它将重新启动保持计时器；如果收到Notification消息，BGP就退回到空闲状态。

6. 已建立（Established）：即建立了邻居（对等体）关系，路由器将和邻居交换Update报文，同时复位保持计时器。

BGP在进行路由通告的时候，需要遵循以下原则：

1. 多条路径时，BGP Speaker只选最优的给自己使用（负载均衡和FRR除外）。

2. BGP Speaker只把自己使用的路由（最优路由）通告给相邻体。

3. BGP Speaker从EBGP获得的路由会向自己所有BGP相邻体通告（包括EBGP和IBGP）。

4. BGP Speaker从IBGP获得的路由不向自己的IBGP相邻体通告（反射器除外）。

5. BGP Speaker从IBGP获得的路由是否通告给自己的EBGP相邻体要根据IGP和BGP同步的情况来决定。

6. 当收到对端的refresh报文并且本端邻居支持refresh能力，BGP Speaker将把自己所 有BGP路由通告给对等体。

7. GR过程中，主备倒换方在GR结束时BGP Speaker会把自己所有BGP路由通告给对等体。

路由器发送关于目标网络的BGP更新消息，更新的度量值被称为路径属性。属性可以是公认的或可选的、强制的或自由决定的、传递的或非传递的。属性也可以是部分的。并非组织的和有组合的都是合法的，路径属性分为4类：公认必遵、公认自决、可选过渡、可选非过渡。

公认属性：

• 是公认所有BGP实现都必须识别的属性，这些属性被传递给BGP邻居。

• 公认强制属性必须出现在路由描述中，公认自由决定属性可以不出现在路由描述中。

可选属性：

• 非公认属性被称为可选的，可选属性可以是传递的或非传递的。

• 可选属性不要求所有的BGP实现都支持。

• 对于不支持的可选传递属性，路由器将其原封不动的传递给其他BGP路由器，在这种情况下，属性被标记为部分的。

• 对于可选非传递属性，路由器必须将其删除，而不将其传递给其他BGP路由器。

（1）公认必遵（Well-Known Mandatory）

ORIGIN（起源）：这个属性说明了源路由是怎样放到BGP表中的。有三个可能的源IGP,EGP,以及INCOMPLETE.路由器在多个路由选择的处理中使用这个信息。路由器选择具有最低ORIGIN类型的路径。

AS_PATH（AS路径）：指出包含在UPDATE报文中的路由信息所经过的自治系统的序列。

Next_HOP(下一跳)声明路由器所获得的BGP路由的下一跳，对EBGP会话来说，下一跳就是通告该路由的邻居路由器的源地址。

（2）公认自决（Well-Known Discretionary）

LOCAL_PREF(本地优先级)：本地优先级属性是用于告诉自治系统内的路由器在有多条路径的时候，怎样离开自治系统。本地优先级越高，路由优先级越高。

ATOMIC_AGGREGATE(原子聚合)：原子聚合属性指出已被丢失了的信息。

（3）可选过渡（Optional Transitive）

AGGREGATOR(聚合者)：此属性标明了实施路由聚合的BGP路由器ID和聚合路由的路由器的AS号。

COMMUNITY(团体)：此属性指共享一个公共属性的一组路由器。

（4）可选非过渡（Optional Nontransitive）

MED(多出口区分)：该属性通知AS以外的路由器采用哪一条路径到达AS,它也被认为是路由的外部度量，低MED值表示高的优先级。

ORIGINATOR_ID(起源ID)：路由反射器会附加到这个属性上，它携带本AS路由器的路由器ID，用以防止环路。

CLUSTER_LIST(簇列表)：此属性显示了采用的反射路径。

Marker （16 bytes） Length （2 bytes） Type （1 byte）

Marker – 信息包含信息接收端可预测值。

Length – 包含协议头的信息长度。

Type –信息类型。信息可能是：Open、Update、Notification、Keepalive。

打开（Open）分组，用来与相邻的另一个BGP发言人建立联系

更新（Update）分组，用来发送某一路由的信息，以及列出多条要撤销的路由

保活（Keepalive）分组，用来确认打开分组和周期性地证实邻站关系

通知（Notification）分组，用来发送检测到的差错

在传输协议连接建立之后，各端发送的第一个信息是 OPEN 信息。如果 OPEN 信息可以接收，会返回发送确认 OPEN 信息的 KEEPALIVE 信息。一旦 OPEN 信息获得确认，UPDATE、KEEPALIVE 和 NOTIFICATION 信息进行相互交换。

边界网关协议报文结构

BGP的报文结构如下所示

16字节 2字节 1字节

BGP的报文分成报文与报文数据两部分，其中，BGP报文数据根据不同的报文类型有所不同，报文头由以下3个字段构成：

（1）标记（Marker）字段。标记字段由16个字节构成。标记字段的值是一个通信双方（对等路由器） 都可认可的字节串，双方都统一使用改制来标识一个合法的BGP报文的开始。通常，标记字段用于承载鉴别信息。对于通信双方，在任何情况下标记的值都必须保持一致。标记字段用于报文接收的同步。由于BGP报文用过TCP来简化，而TCP 协议是一个无结构的流（stream）传输协议。在TCP协议上部位高层提供数据流的结构识别，因此也无法为BGP标识两个报文之间的边界。由于传输协议不指定报文边界，因此，为了确保发送方和接收方的报文边界准确保持同步，BGO要求在每个报文的开头放置了一个双方已知的序列，接收方通过该序列来检验报文头的正确性。

（2）报文长度，16比特，制定了以字节为单位计算的报文总长度。最小的报文为19i节，最大允许报文长度为4096字节。

（3）报文类型，1字节，指出报文所属的类型。

边界网关协议报文类型

BGP的路由更新消息一BGP报文形式在路由器间交换，BGP为了实现其功能定义了4种报文类型。

（1）打开（OPEN）报文

当两个BGP对等路由器之间建立以一个TCP连接以后，就分别发送一个打开报文，声明各自的自治系统号，并确定其他操作参数。

路由器接受到来自对等路由器的OPEN 报文时，BGP将发送一个KEEPALIVE报文。在路由器之间交换选路信息之前，通信双方都必须发送一个OPEN报文，并接受一个KEEPALIVE报文。KEEPALIVE报文可以用作对OPEN报文的确认。

（2）更新（UPDATE）报文

对等的BGP路由器之间创建了TCP连接，并成功接收到对OPEN报文的KEEPALIVE确定报文，对等路由器之间就可以使用路由更新消息报文来通告网络的可达性信息。通告的的内容可以是新的可达的目的网络，也可以是通告撤销原来的某些目的网络的可达性。

（3）保持激活（KEEPALIVE）报文

保持激活报文用于在两个BGP对等路由器之间定期测试网络连接性，并证实对等路由器的正常工作。由于TCP协议本身没有提供自动的连接状态的通知机制，对等路由器之间定制交换KEEPALIVE报文可以使BGP实体能够检测TCP连接是否工作正常。保持激活报文仅包含标准的BGP报文头（类型4），报文长度为19字节。

（4）通知（NOTIFICATION）报文

BGP在发现错误时（或需要进行控制时），可以利用通知报文来通知对等路由器。一旦通知报文，路由器检测来检查到了出现的错误，BGP就会向对等路由器发送一个通知报文，然后关闭TCP连接终止通信。

边界网关协议MCE概述

MCE 功能是Multi-CE 的简称，具有MCE 功能的网络设备可以在BGP/MPLS VPN 组网应用中承担多个VPN 实例的CE 功能，减少用户网络设备的投入。

边界网关协议工作原理

BGP/MPLS VPN以隧道的方式解决了在公网中传送私网数据的问题，但传统的BGP/MPLS VPN架构要求每个VPN实例单独使用一个CE与PE相连，如图 所示。

随着用户业务的不断细化和安全需求的提高，很多情况下一个私有网络内的用户需要划分成多个VPN，不同VPN 用户间的业务需要完全隔离。此时，为每个VPN 单独配置一台CE 将加大用户的设备开支和维护成本；而多个VPN 共用一台CE，使用同一个路由表项，又无法保证数据的安全性。使用MCE 功能，可以有效解决多VPN 网络带来的用户数据安全与网络成本之间的矛盾，它使用CE 设备本身的VLAN 接口编号与网络内的VPN 进行绑定，并为每个VPN 创建和维护独立的路由转发表（Multi-VRF）。这样不但能够隔离私网内不同VPN 的报文转发路径，而且通过与PE 间的配合，也能够将每个VPN 的路由正确发布至对端PE，保证VPN报文在公网内的传输。

下面举例介绍MCE对多个VPN的路由表项进行维护，并与PE交互VPN路由的过程：

如右图所示，左侧私网内有两个VPN站点：VPN1 和VPN2，分别通过MCE设备接入MPLS骨干网，其中VPN1 和VPN2 的用户，需要分别与远端VPN1用户和VPN2 用户建立VPN隧道。通过配置MCE 功能，可以在MCE 设备上为VPN1 和VPN2 创建各自的路由转发表，并使用VLAN 2 接口与VPN1 进行绑定、VLAN 3 与VPN2 进行绑定。在接收路由信息时，MCE 设备根据接收接口的编号，即可判断该路由信息的来源，并将其维护到对应VPN 的路由转发表中。同时，在PE1 上也需要将连接MCE 的接口与VPN 进行绑定，绑定的方式与MCE 设备一致。MCE与PE1 之间通过Trunk 链路连接，并允许VLAN 2 和VLAN 3 的报文携带VLAN Tag 传输，从而使PE1 在接收时可以根据报文所属VLAN 判别该报文属于哪一个VPN，将报文在指定的隧道内传输。

MCE 设备是如何将多个VPN 实例的私网路由信息准确传播到PE 设备？这包括两部分：MCE与VPN站点的路由信息交换，MCE与PE之间的路由信息交换。这些路由信息的交换都有很多种方法，如静态路由、RIP、OSPF、ISIS、BGP路由协议。如果使用BGP路由协议来实现路由信息交换，则就是使用BGP MCE功能，因此BGP MCE功能就是BGP协议支持VRF，能够实现VRF下BGP路由信息的交换。需要在MCE 上为每个VRF 实例配置BGP 对等体，并引入相应VPN 内的IGP 路由信息。由于各个VPN 间正常情况下是处在不同的AS 内，因此使用EBGP 进行路由的传播。

早期的互联网最初采用一种外部网关协议(EGP，ExteriorGatewayProtocol)的。EGP是为一个简单的树形拓扑结构设计的。随着互联网的迅速扩大，EGP逐渐暴露出了很多的局限性，如不能处理环路和多个网络网状连接等情况。为了克服EGP的局限性，IETF制定了实际上现已成为标准的边界网关协议(BGP，BorderGatewayProtocol)。

BGP经历了不同的阶段，从最早的版本BGP1发展到了当前的版本BGP4。BGP4是第一个支持CIDR的版本。

BGP是一种用于在自治系统之间传递路由信息的路径向量协议。路径向量的含义是指BGP路由消息中带有一个自治域号码的序列，它说明了一条路由所通过的路径，这样可有效地检测并避免复杂拓扑结构中可能出现的环路问题。BGP支持CIDR寻址方式，减少了路由表长度，从而加快了选路速度。另外，BGP使用TCP作为其传输协议(缺省端口号为179)，这保证了传输的可靠性，由于差错控制功能全部由TCP协议完成，因此BGP自身的实现就变得非常简单。

BGP协议在TCP连接上传送4种消息类型，包括：Open分组用来建立对等体连接；Update消息用来在BGP对等体之间传输路由信息；Keepalive消息用于周期性刷新对等体连接，以确保连接的有效性；Notification消息用于通知其他BGP对等体检测到一个差错。

BGP协议的运行分为建立对等体连接和路由更新处理两个阶段。BGP进程的对等体连接建立过程可用如图2所示的有限状态机模型来表示。

图2BGP对话的有限状态机模型

①空闲状态：这是连接的第一阶段。BGP进程等待一个通常由网络管理员发出的启动事件，然后BGP初始化资源，复位连接重试计数器，打开一个TCP连接端口，并开始监听可能由远程对等体启动的连接，若成功，就转换到连接状态，否则将回到空闲状态。

②连接状态：BGP进程等待TCP连接的建立。如果TCP连接已建立，就转换到OPEN发送状态，同时发送OPEN消息。如果TCP连接没有建立，那么将转换到行动(active)状态。如果连接重试计时器溢出，状态就停留在连接阶段，计时器将被复位，一个TCP连接请求被启动。

③行动状态：BGP进程建立一个TCP连接，获得一个对等体。若成功，则转换为Open发送状态，同时发送Open消息。如果TCP连接计时器溢出，那么BGP进程将重新设置计时器，并回到连接状态。一般地，如果BGP进程的状态在连接与行动之间来回变化，则表明存在故障，不能建立TCP连接。这可能是因为对等体的IP地址不可达。

④Open发送状态：BGP进程等待接收来自对等体的Open消息。若收到Open消息，就对Open消息进行正确性检查：如果没有错误，就转换为Open确认状态，同时开始发送Keepalive消息，并且复位Keepalive时钟；否则，发送Notification消息，转换到空闲状态。在这个阶段，BGP进程比较对等体的自治域号码，以确认对等体是内部对等体还是外部对等体。

⑤Open确认状态：BGP进程等待一个Keepalive或Notification报文。如果收到Keepalive报文，就进入对等已建立状态，表示对等体连接已建立；如果收到Notification报文，则回到空闲状态。

⑥已建立状态：BGP进程与对等体交换Update或Keepalive数据包，假设Keepalive计时器的值不是零，那么当收到Update或Keepalive数据包时，计时器将复位。如果收到任何Notification报文，则说明系统出现错误，将就回到空闲状态。

路由更新处理是BGP协议的核心。当BGP收到一个Update消息时，首先验证Update数据包的有效性，若Update消息内没有错误信息，那么就调用图3所示的路由更新处理过程。

一个Update消息或者通告一条可达路由，或者撤销多条不再可达路由。对于不可达路由，BGP将从BGP路由表或路由信息库的输入路由表中删除这些不可达路由，然后再调用决策过程处理。对于收到的可达路由信息，BGP将根据输入路由策略进行路由过滤及属性控制。例如，BGP要过滤从一个对等体收到的一条路径的某个自治域号码，为了防止流量通过该对等体到达该自治网络，输出的路由将存储到BGP路由表或路由信息库的输入路由表中。

BGP决策过程基于路径属性值，在多条可达路由中选择一条到达某个目的地的最佳路由。BGP协议使用的一些重要的路径属性包括：

①起源(Origins)：表示一条路由的起源，如由外部BGP获取，或者由内部路由协议输入等。

图3BGP路由更新处理过程

②自治系统路径(AS_Path)：一条路由到达一个目的地址所经过的一系列自治系统号码。

③下一段地址(Next-hop)：到达一个网络的下一跳地址。

④多出口判别(MULTI_EXIT_DISC)：用于提示进入一个多入口自治系统的入口优先级。

⑤本地优先(LOCAL_PREF)：用于自治系统内部到达某一地址出口点的优先权。

BGP决策过程分为以下几个步骤：

①如果下一段地址是不可达的，这路由就要被忽略；

②优先选择最大本地优先的路由；

③如果本地优先相同，优先选择本地始发的路由；

④如果本地始发相同，优先选择具有最短自治系统路径的路由；

⑤如果自治系统路径相同，优先选择具有低起源属性的路由；

⑥如果起源属性相同，优先选择具有最低多出口判别属性值的路由；

⑦如果以上情况都相同，优先选择可通过最近对等体到达的路由。

由以上决策过程产生的最佳路由是路由器本身使用的，将被存储到BGP路由表的内部使用路由表中，同时输入到路由转发表。

BGP路由表中内部使用路由表的路由以及路由器在本地产生的路由需要通告给其他的对等体。在送出更新消息以前，要应用输出策略进行路由过滤及属性控制。例如，自治系统内存在多个入口，给各个入口设置不同的多出口判别属性来调整各个入境流量的大小。另外，还需区别内部和外部对等体，例如从内部对等体得知的路由不应传送到内部对等体。

总之，BGP协议是一种基于策略的路由协议，虽然协议本身相对简单，但配置相当复杂，若使用不当，则有可能影响其他网络。更详细的BGP协议内容及应用指导参见IETFRFC1771、RFC1773等。

路由交换协议RIP

RIP(RoutingInformationProtocol)是一种距离向量协议，是当今应用最为广泛的内部网关协议。在默认情况下，RIP使用一种非常简单的度量制度：距离就是通往目的站点所需经过的链路数，取值为1～15，数值16表示无穷大。RIP进程使用UDP的520端口来发送和接收RIP分组。RIP分组每隔30s以广播的形式发送一次，为了防止出现“广播风暴”，其后续的分组将做随机延迟后再发送。在RIP中，如果一个路由在180s内未被刷新，则相应的距离就被设定成无穷大，并从路由表中删除该表项。RIP分组分为两种：请求分组和响应分组。

由于RIP1存在一些缺陷，因此RIP2试图定义一套有效的RIP改进方案，例如子网路由选择、支持无类型域间路由(CIDR，ClasslessInter-DomainRouting)、验证机制和多点广播等，并且还定义了过渡策略。但RIP2是一个兼容性的升级，也就继承了RIP1的大部分缺点。

路由交换协议OSPF

为了解决RIP协议的缺陷，IETF于1998年4月在RFC2328中发布了OSPF协议的第二版(OSPFv2)。OSPF(OpenShortest-PathFirst)全称为开放式最短路径优先协议，OSPF中的O意味着OSPF标准是对公共开放的，而不是封闭的专有路由方案。

OSPF采用链路状态协议算法，每个路由器维护一个相同的链路状态数据库，保存整个AS的拓扑结构(在自治系统不再划分的情况下)。一旦每个路由器都有了完整的链路状态数据库之后，该路由器就可以自己为根构造最短路径树，然后再根据最短路径构造路由表。对于大型的网络，为了进一步减少路由协议通信流量，利于管理和计算，OSPF将整个自治系统划分为若干个区域，区域内的路由器维护一个相同的链路状态数据库，保存该区域的拓扑结构。OSPF路由器相互间交换信息，但它们交换的信息不是路由，而是链路状态。OSPF定义了5种分组：Hello分组用于建立和维护连接；数据库描述分组用于初始化路由器的网络拓扑数据库，当发现数据库中的某部分信息已经过时时，路由器发送链路状态请求分组，请求相邻节点提供更新信息；路由器使用链路状态更新分组来主动扩散自己的链路状态数据库或对链路状态请求分组进行响应；由于OSPF直接运行在IP层，协议本身要提供确认机制，链路状态应答分组是对链路状态更新分组的确认。

与其他协议相比，OSPF有许多优点。例如，OSPF支持各种不同鉴别机制(如简单口令验证、MD5加密验证等)，并且允许各个系统或区域采用互不相同的鉴别机制；提供负载均衡功能，如果计算到某个目的站有若干条费用相同的路由，OSPF路由器则会把通信流量均匀地分配给这几条路由，沿这几条路由把该分组发送出去；在一个自治系统内可划分出若干个区域，每个区域根据自己的拓扑结构计算最短路径，可以减少OSPF路由实现的工作量；OSPF属动态的自适应协议，对于网络的拓扑结构变化可以迅速地做出反应，并进行相应调整，提供短的收敛期，使路由表尽快稳定，并且与其他路由协议相比，OSPF在对网络拓扑变化的处理过程中仅需要最少的通信流量；OSPF提供点到多点的接口，支持CIDR地址。

OSPF的不足之处就是协议本身庞大复杂，实现起来较RIP困难。

路由交换协议IS-IS协议

和OSPF一样，IS-IS也包含一些子协议。其中，Hello协议用来发现邻机，在广播链路上选举指派路由器；扩散协议用来在区域或主干中传播链路状态记录。

路由交换协议IGRP

由于RIP的局限性，Cisco公司在20世纪80年代中期开发了IGRP(InteriorGatewayRoutingProtocol)，它是一个距离向量家族的路由协议。IGRP使用组合度量制式，其路由更新的每一项都包含了一组4种度量制式：延迟(D)、带宽(B)、可靠性(R)和负载(L)。此外，它还包括2个不参与路径计算的变量：路由中的跳数(H)和路径MTU的计算结果。

IGRP的更新发送间隔更长(90s)，使用组合度量制式，可选择多路径路由、环路检测和处理默认路由的新手段。IGRP最大的缺点是它为Cisco私有，故仅局限于Cisco产品，而RIP是任何平台上IP路由的一部分。

路由交换协议EIGRP

IGRP存在的缺点是它的环路检测会持续较长时间，且路由更新的周期性发送也会造成同样效应。因此Cisco公司还开发了EIGRP(EnhancedlnteriorGatewayRoutingProtocol)。EIGRP仍是一个距离向量协议，使用了与IGRP相同的组合度量制式，除此之外就没什么相似之处了。EIGRP使用了扩散计算系统，保持快速收敛、避免环路产生。EIGRP比传统的距离向量协议使用更少的带宽。这使它适用于低带宽、高费用WAN链路。最重要的是，EIGRP不仅可用于IP，而且还可用于IPX和AppleTalk。