波仔
📡 第三章 路由器和它庞大的功能
📄 一句话概括

三种协议的差别不在「谁更先进」，在「适合多大规模」。 RIP 的 15 跳是防环设计而非性能限制——它被淘汰是因为收敛慢。

📝 本节和前面几节的关系

上一节讲人写的路由，这一节讲协议学的路由。 这一节的重点是「选型」：什么规模用什么协议，为什么。

一、两类算法：听传闻 vs 看全图

距离矢量（distance vector）：每个路由器只跟邻居说话，「我这儿到某个网段要 3 跳」。 它拿到的是二手信息，本质是传闻。 链路状态（link state）：每个路由器把自己周围的链路状态泛洪给全网， 每个人都攒出一张完整的地图，然后自己算最短路。

听传闻的问题是「坏消息传得慢」：一条链路断了，邻居可能还在说「我这儿能到」，于是形成环路， 要很多轮才能收敛。这就是 RIP 的 15 跳上限与「水平分割」「毒性逆转」这些机制要解决的问题。

二、四种协议对照

协议 类型 度量 规模上限 收敛

RIP 距离矢量 跳数 15 跳 分钟级 OSPF 链路状态 开销（带宽反比） 单区域几百台 秒级 IS-IS 链路状态 开销 运营商级 秒级 BGP 路径矢量 路径属性 全公网 分钟级

OSPF 与 IS-IS 都是链路状态，区别在「跑在哪一层」：OSPF 直接跑在 IP 上（协议号 89）， IS-IS 跑在二层。跑在二层的好处是不依赖 IP 配置，所以运营商更爱用 IS-IS。

三、RIP 的 15 跳要单说

它不是性能上限，是防环设计：16 跳直接算「不可达」，这样环路最多绕 15 圈就会被丢掉。

这个上限在今天的实际意义很小：现代企业网直径通常 3 到 5 跳，15 跳够用。 RIP 被淘汰的真实原因是「收敛慢」与「度量太粗」——跳数不看带宽，一条 10G 与一条 2M 都算 1 跳。

但 RIP 在两个地方还活着：极简的小网络，以及教学。 因为它是唯一一个「看一遍就懂」的路由协议。

四、BGP 为什么慢，又为什么必须用

BGP 慢在三处：全表 95 万条要一条条收；路径属性多，比较规则复杂； 而且它默认不急着收敛（有各种定时器与抑制机制）。

但公网只能用 BGP， 因为只有它带「AS 路径」——这个属性既能防环（看到自己的 AS 号就不收），又能做策略（选路、 牵引流量）。

企业网很少需要 BGP 全表：多线路由通常只要「默认路由 + 几条本地前缀」， 收全表是运营商与大型内容网的事——收了也用不上，还占内存。

五、动手 Demo：RIP、OSPF、BGP，三种动态路由的适用规模

这段列出四种协议的类型、度量与规模上限， 再按「公网全表 10 万／50 万／95 万条」算 BGP 启动时要收多少条更新。

for n in (100000, 500000, 950000):
    P(u"  全表 %s 条：启动时要收 %s 条更新。"
      % (format(n, u","), format(n, u",")))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
RIP、OSPF、BGP，三种动态路由的适用规模
--------------------------------------------------------------------
**动态路由的核心差别是「规模」**：小网用 RIP，中等用 OSPF，公网用 BGP。

  协议      类型         度量                 规模上限         收敛
  -----------------------------------------------------------------------
  RIP       距离矢量     跳数                 15 跳            分钟级
  OSPF      链路状态     开销（带宽反比）     单区域几百台     秒级
  IS-IS     链路状态     开销                 运营商级         秒级
  BGP       路径矢量     路径属性             全公网           分钟级

**RIP 的 15 跳上限要单说**：它不是「性能限制」，是「防环设计」——16 跳就算不可达。
**所以网络直径超过 15 跳就不能用 RIP。**

**这个上限在今天的意义**：一个 15 跳的网络直径意味着「经过 15 台路由器」，
而现代企业网直径通常 3 到 5 跳。
**所以 RIP 在规模上其实够用，它被淘汰是因为「收敛慢」而不是「跳数少」。**

**BGP 的规模要单独算**：公网全表在 2026 年约 95 万条前缀。
而 BGP 更新是「增量」的，一条前缀变化就要发一次更新。

  全表 100,000 条：启动时一次要收 100,000 条更新。
  全表 500,000 条：启动时一次要收 500,000 条更新。
  全表 950,000 条：启动时一次要收 950,000 条更新。

**启动时「收全表」要几十秒到几分钟**，
这就是为什么「重启一台 BGP 路由器」在生产网里是一件要报备的事。

**最后一条实践**：企业网很少需要 BGP 全表。
**多线路由通常只需要「默认路由 + 几条本地前缀」**，
**收全表是运营商与大型内容网的事**——收了也用不上，还占内存。

「启动收全表要几十秒到几分钟」这一句是运维常识： 这就是为什么重启一台 BGP 路由器在生产网里要报备——它重启期间，那一片的流量会走别的路， 回来时又要重新收敛。

「企业网很少收全表」这一条要写进设计原则：收全表的唯一收益是「能对每个目的地做精细选路」， 而企业出口只有一两条链路，精细选路用不上。

四种协议里 IS-IS 最容易被忽略：它在国内运营商网里其实是主流， 因为它跑在二层、扩展性好、而且（历史上）比 OSPF 更早支持 IPv6。

30 秒实验

  1. 在你的路由器上查一下跑的是什么路由协议。
  2. 看 OSPF 邻居表，数一下有几个邻居。
  3. 想一想：一条 10G 链路与一条 2M 链路，RIP 会认为哪条更好？

常见误区

  1. 以为 RIP 的 15 跳是性能限制。它是防环设计。
  2. 以为 OSPF 一定比 RIP 好。规模小时 RIP 更简单，出错更少。
  3. 以为企业出口也该收 BGP 全表。用不上，还占内存。
自测三问（点开对答案） 1. 距离矢量与链路状态的根本差别是什么？ —— 前者只跟邻居交换「到各网段的距离」，本质是传闻；后者泛洪链路状态，各自算最短路。 2. RIP 为什么把 16 跳定义为不可达？ —— 作为防环机制：环路最多绕 15 圈就会被丢弃。 3. 公网为什么必须用 BGP？ —— 只有它带 AS 路径属性，既能防环又能做策略选路。

下一节：路由讲完了，看「把整包再包一层」的技术——隧道与 VPN。

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