OSPF EIGRP RIP收敛性.docx

本人研究点:根据仿真结果分析三种路由协议的收敛性，平均时延抖动，响应时间，吞吐量，并进一步分析在路由负载均衡能力，占用带宽，收敛速度等方面的比较。
任务完成情况：对仿真结果均给出相应分析，每一方面包括结果分析，原因分析，和相关知识。并在不同网络层次,包括星行网,环状网,网状对不同协议的收敛时间进行了对比分析.如下：
（1）收敛性

检

测

项

场

景

初始化时间（sec）

收敛流量峰值（kb）
EIGRP场景
1.55
820
OSPF场景
18.2
910
RIP场景
42.1
840
结果分析：EIGRP初始化时间短，路由收敛流量峰值远小于OSPF，略小于RIP，因此EIGRP无论是收敛时间还是耗费的带宽资源都优于其他两个协议。
原因分析：(1)RIP每隔30s定期发送路由更新信息，更新速度慢，且容易形成更新风暴（所有的路由器同时发送路由信息）。在正常情况下，OSPF传送hello数据包和老化到期的路由更新数据包（老化时间是30min）。EIGRP一般只发送Hello数据包，不做周期性的更新。
(2)RIP单纯使用跳数来度量，不太精确，并且最大跳数为15，不太适应大型网络。OSPF的成本采用带宽的倒数。而EIGRP是用距离来度量到目的地的路由。有两种距离分别为向量距离和复合距离。向量距离是路由器到目的地子网的6个参数组成的向量，包括带宽，延迟，负荷，可靠性，步数和MTU（最小传输单元）。复合距离是个整数只在路由器内部使用，缺省复合距离是总延迟和最小带宽倒数的和，相对精确些。

(3)EIGRP不采用广播而采用组播发送路由协议，RIP使用广播地址255.255.255.255来发送他们的分组，而EIGRP在组播地址224.0.0.10上发送他的分组，这样保证只有启用了EIGRP的设备才能接收EIGRP分组。(4)EIGRP在无法访问目的地而又没有替换路由时能对邻居进行查询，汇聚过程较RIP是主动的而不是被动的，较OSPF来说，其建立邻居之间关系更为简单不需要握手。
(2)平均时延抖动
检

测

项

场

景

故障发生时间

故障修复时间

平均时延抖动
EIGRP场景
200s
500s
0.045
OSPF场景
200s
500s
0.061
RIP场景
200s
500s
0.059
结果分析：EIGRP平均时延抖动小于OSPF
原因分析： （1）这同样说明上个问题EIGRP收敛速度快，路由发生故障时时延抖动较小（2）EIGRP中的非等价负载平衡。EIGRP会安装多达六条的并行等价路径实现负载平衡，可以根据优先级的不同，自动匹配流量；而OSPF虽然能根据接口的速度，连接可靠性等信息，自动生成接口路由优先级，但是通往同一目的地的不同优先级路由，OSPF只选择优先级高的新型转发，不同优先级的路由不能实现负载分担，只有相同优先级的才能达到负载均衡的目的。（3）数据包的传送：RIP数据包封装在UDP中端口为520 ，采用广播形式进行传送。OSPF和EIGRP 直接运行在IP之上，协议号分别是89和88.OSPF在共享网络网络下采用多播，其它采用单播。EIGRP采用独特的可靠传输协议RTP保证EIGRP邻居之间及时可靠有效的路由数据交换，使用排序，应答和重传等机制实现可靠传输和流控制,EIGRP 支持并发单播和多播发送，节省了网络流量。RTP的这些特性对于减少带宽使用和ＣＰＵ利用率是很有效的。
相关知识：(1)端到端时延与时延抖动的区别：端到端时延是从终端A发送一个数据报的第一个比特起，到该数据报的最后一个比特进入终端B所花费的全部时间。时延抖动是反映时延的变化程度，比如终端A会向终端B发送很短数据报，每一个数据报的时延可能都不相同，时延抖动可以反映时延的稳定性。(2)数据业务对时延抖动的不敏感，但是视频，语音业务对时延抖动比较敏感。
(3)平均端到端时延

检

测

项

场

景

故障发生时间

故障修复时间

平均时延（sec）
EIGRP场景
200s
500s
0.065
OSPF场景
200s
500s
0.065
RIP场景
200s
500s
0.071
结果分析：RIP平均端到端的时延明显高于EIGRP和OSPF，当设备发生故障时，RIP的平均端到端的时延变化较大。
原因分析：其实理论上，OSPF的端到端的平均时延应该也变化较大，但由于模拟环境的设置，不能完全显示出来，OSPF路由协议只选择优先级高的转发，不同优先级的路由，不能实现负载分担，只有相同优先级的才能达到负载均衡的目的而EIGRP路由协议则可以根据优先级的不同，自动匹配流量，达到负载均衡的目的。
(4)响应时间

检

测

项

场

景

http响应时间

http响应峰值
EIGRP场景
0.0084(sec)
7.73
OSPF场景
0.0010(sec)
8.00
RIP场景
0.018(sec)
8.27
结果分析：EIGRP路由协议对业务的响应时间优于OSPF和RIP，并且在出现设备故障的时候，响应时间变化也相对比较大。
 (5)吞吐量

检

测

项

场

景

吞吐量（b/s）
EIGRP场景
1300000
OSPF场景
1000000
RIP场景
600000
结果分析：一方面EIGRP的收敛优于OSPF和RIP，另一方面在设备恢复时EIGRP能够快速收敛，吞吐量快速达到稳定状态。
相关知识：吞吐量是衡量网络性能的一个重要指标，他表示每个单位时间朝一个方向通过该链路的成功传送用户数据的比特数。本模拟结果也同样说明EIGRP的收敛优势！
 (6)丢包情况

检

测

项

场

景

发送数据包

接收数据包
EIGRP场景
8500000
8599995
OSPF场景
4000000
2500000
RIP场景
8500000
7999995
结果分析：EIGRP的丢包数量明显比OSPF和RIP
原因分析：这主要从数据包的传送方面分析，RIP数据包封装在UDP中端口为520 ，采用广播形式进行传送。OSPF和EIGRP 直接运行在IP之上，协议号分别是89和88.OSPF在共享网络网络下采用多播，其它采用单播。EIGRP采用独特的可靠传输协议RTP保证EIGRP邻居之间及时可靠有效的路由数据交换，使用排序，应答和重传等机制实现可靠传输和流控制,EIGRP 支持并发单播和多播发送，节省了网络流量。RTP的这些特性对于减少带宽使用和ＣＰＵ利用率是很有效的。
EIGRP ,OSPF ,RIP 在不同网络结构下的收敛时间：
（1）星型结构
协议
收敛时间(sec)
RIP
0.001138
OSPF
5.1001510
EIGRP
4.194016
  对于星型网络结构，OSPF协议收敛时间长于其他两个。由于星型协议所有节点连接到中心节点，RIP距离向量都相同，OSPF需要先选出DR和DBR花费一定的时间，EIGRP介于两者之间
（2）网状结构
协议
收敛时间(sec)
RIP
11.442085
OSPF
13.449645
EIGRP
5.039001
对于网状结构，可以看出，OSPF的性能表现有提升，而RIP的结果下降，EIGRP基本持平，可以看出对于更复杂的网络，EIGRP的表现更好。
（3）环形结构
协议
收敛时间(sec)
RIP
30.524426
OSPF
14.411369
EIGRP
5.010224
对于环型结构，RIP的表现最差，EIGRP表现最好，每个节点只有两个邻居和两条链路
随着网络变得复杂，RIP的性能明显下降，OSPF在复杂的网络中表现更好，具有两者有点的EIGRP表现最好。