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解讀工業(yè)級路由器概念和協(xié)議
工業(yè)級路由器是一種物聯(lián)網(wǎng)無線通信路由器，可將網(wǎng)絡(luò)信號僅傳送到所需端口。網(wǎng)關(guān)可對標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)與工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議、無線與有線接口或以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線通信協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
工業(yè)級路由器是網(wǎng)絡(luò)間的連接設(shè)備，它重要工作之一是路徑選擇。這個(gè)功能是工業(yè)級路由器智能的核心，它是由管理員的配置和一系列的路由算法實(shí)現(xiàn)的。
工業(yè)無線路由器路由算法有動(dòng)靜之分，靜態(tài)路由是一種特殊的路由，它是由管理員手工設(shè)定的。手工配置所有的路由雖然可以使網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但是也會帶來一些局限性。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化之后，靜態(tài)路由不會自動(dòng)改變，必須有網(wǎng)絡(luò)管理員的介入。缺省路由是靜態(tài)路由的一種，也是由管理員設(shè)置的。在沒有找到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的路由表項(xiàng)時(shí)，工業(yè)級路由器將信息發(fā)送到缺省全網(wǎng)通路由器(gateway of last resort)。而動(dòng)態(tài)的算法，顧名思義，是由工業(yè)級無線路由器自動(dòng)計(jì)算出的路由，常說的RIP、OSPF等等都是動(dòng)態(tài)算法的典型代表。
另外還可以將工業(yè)4G路由器路由算法分為DV和LS兩種。DV(Distance，距離向量)算法將當(dāng)前工業(yè)級路由器的路由信息傳送給相鄰路由器，相鄰工業(yè)級4G路由器將這些信息加入自身的路由表。而LS(Link State，鏈路狀態(tài))算法將鏈路狀態(tài)信息傳給域內(nèi)所有的工業(yè)級4G路由器，接收全網(wǎng)路由器利用這些信息構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，并利用圖論中的最短路徑優(yōu)先算法決定路由。相比之下，距離向量算法比較簡單，而鏈路狀態(tài)算法較為復(fù)雜，占用的CPU和內(nèi)存也要多一些。但是由于鏈路狀態(tài)算法采用的是自身的計(jì)算結(jié)果，所以比較不容易產(chǎn)生路由循環(huán)。RIP是DV類算法的典型代表，而OSPF是LS的代表協(xié)議。
四種最常見路由協(xié)議是RIP、IGRP、OSPF和EIGRP
RIP(Routing Information Protocols，工業(yè)LTE路由器路由信息協(xié)議)是使用最廣泛的距離向量協(xié)議，它是由施樂(Xerox)在70年代開發(fā)的。當(dāng)時(shí)，RIP是XNS(Xerox Network Service，施樂網(wǎng)絡(luò)服務(wù))協(xié)議簇的一部分。TCP/IP版本的RIP是施樂協(xié)議的改進(jìn)版。RIP最大的特點(diǎn)是，無論實(shí)現(xiàn)原理還是配置方法，都非常簡單。RIP基于跳數(shù)計(jì)算路由，并且定期向鄰居工業(yè)級LTE路由器發(fā)送更新消息。
IGRP是工業(yè)全網(wǎng)路由器專有的協(xié)議，只在工業(yè)4G路由器中實(shí)現(xiàn)。它也屬于距離向量類協(xié)議，所以在很多地方與雙路路由器RIP有共同點(diǎn)，比如廣播更新等等。它和RIP最大的區(qū)別表現(xiàn)在度量方法、負(fù)載均衡等幾方面。IGRP支持多路徑上的加權(quán)負(fù)載均衡，這樣網(wǎng)絡(luò)的帶寬可以得到更加合理的利用。另外，與RIP僅使用跳數(shù)作為度量依據(jù)不同，雙卡路由器IGRP使用了多種參數(shù)，構(gòu)成復(fù)合的度量值，這其中可以包含的因素有：帶寬、延遲、負(fù)載、可靠性和MTU(最大傳輸單元)等等。
OSPF協(xié)議是80年代后期開發(fā)的，90年代初成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是一種典型的鏈路狀態(tài)協(xié)議。OSPF的主要特性包括：支持VLSM(變長的子網(wǎng)掩嗎)、收斂迅速、帶寬占用率低等等。OSPF協(xié)議在鄰居之間交換鏈路狀態(tài)信息，以便工業(yè)3G路由器建立鏈路狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(LSD)，之后，工業(yè)級3G路由器根據(jù)數(shù)據(jù)庫中的信息利用SPF(Shortest Path First，最短路徑優(yōu)先)算法計(jì)算工業(yè)級全網(wǎng)路由器路由表，選擇路徑的主要依據(jù)是帶寬。
EIGRP是IGRP的增強(qiáng)版，它也是全網(wǎng)工業(yè)級路由器專有的路由協(xié)議。EIGRP采用了擴(kuò)散更新(DUAL)算法，在某種程度上，它和距離向量算法相似，但具有更短的收斂時(shí)間和更好的可操作性。作為對IGRP的擴(kuò)展，EIGRP支持多種可路由的協(xié)議，如IP、IPX和AppleTalk等等。運(yùn)行在IP環(huán)境時(shí)，EIGRP還可以與IGRP進(jìn)行平滑的連接，因?yàn)樗鼈兊亩攘糠椒ㄊ且恢碌摹?/span>
以上四種工業(yè)全網(wǎng)通路由器路由協(xié)議都是域內(nèi)路由協(xié)議，他們通常使用在自治系統(tǒng)的內(nèi)部。當(dāng)進(jìn)行自治系統(tǒng)間的連接時(shí)，往往采用諸如BGP(Border Gateway Protocols，邊界路由協(xié)議)和EGP(External Gateway Protocols，外部路由協(xié)議)這樣的工業(yè)TD-LTE路由器域間路由協(xié)議。目前在Internet上使用的全網(wǎng)工業(yè)路由器域間路由協(xié)議是BGP第四版。
收斂是路由算法選擇時(shí)所遇到的一個(gè)重要問題。收斂時(shí)間是指從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化到網(wǎng)絡(luò)上所有的相關(guān)工業(yè)級全網(wǎng)通路由器都得知這一變化，并且相應(yīng)地做出改變所需要的時(shí)間。這一時(shí)間越短，網(wǎng)絡(luò)變化對全網(wǎng)的擾動(dòng)就越小。收斂時(shí)間過長會導(dǎo)致全網(wǎng)通工業(yè)級路由器路由循環(huán)的出現(xiàn)。
在上述幾種域內(nèi)路由算法中，RIP和IGRP的收斂時(shí)間相對較長，都是分鐘數(shù)量級的;OSPF要短一些，數(shù)十秒內(nèi)可以收斂;EIGRP最短，全網(wǎng)通工業(yè)路由器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化之后，幾秒鐘即可達(dá)到收斂狀態(tài)。
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