2026 年 05 月 07 日

CH11 — 路由與尋徑

Router Routing RIP OSPF BGP 自治系統

📋 大綱

2靜態尋徑與動態尋徑

3距離向量法（DV）— RIP

4連線狀態法（LS）— OSPF

5混合式尋徑 — EIGRP / IS-IS

6尋徑問題與解決方式

7自律系統（AS）

8內部與外部尋徑協定

9RIP 1.0 / 2.0

10OSPF 與外部閘道器協定

📡 2｜簡介

尋徑三元素

Router · Route · Routing Table

路由器（Router）依據內部記憶體的尋徑表（Routing Table），運用尋徑協定（Routing Protocol），在來源端與目的端之間進行路徑（Route）的尋徑（Routing）工作。

尋徑流程

封包抵達 — 路由器接收來自某介面的封包

▼

查詢尋徑表 — 根據目的 IP 查找路由表中的最佳路徑

▼

轉發封包 — 將封包送往下一跳（Next Hop）或直接交付

▼

更新拓撲 — 動態尋徑時，與鄰居交換路徑資訊

路徑距離的量測方式

簡單距離量測

以行經節點數（Hops）為唯一考量
方式簡單，但數值不夠嚴謹

綜合性路徑距離

時間延遲（Propagation Delay）
頻寬（Bandwidth）
負載（Loading）
可靠度（Reliability）
路程計數（Hop Count）
時脈計數（Tic Count）
相對價格（Relative Cost）

📡 3｜靜態尋徑與動態尋徑

尋徑類型總覽

靜態尋徑

人工輸入，缺乏彈性

動態尋徑

路由器間自動交換資訊

距離向量法

定期交換完整尋徑表

RIP

連線狀態法

拓撲變動時才更新

OSPF

混合式

結合 DV 與 LS 優點

EIGRP / IS-IS

靜態尋徑

        機制比較簡單，以人工方式輸入，缺乏彈性。適合系統不大、架構固定的環境。
        例如：Windows 中 TCP/IP 內容的「預設閘道」設定。
      

動態尋徑

        在路由器間進行路徑資訊交換。大部分網路系統採用動態尋徑方式。
      

📡 4｜距離向量法（DV）

        每台路由器只認識鄰居，將自己知道的全部路徑資訊定期廣播給相鄰路由器。適合小型網路。
      

優點

設定方式簡單，耗費資源低
路由器可以專心進行封包傳送工作

缺點

網路規模大時，拓撲資訊交換增加網路負荷
路徑資訊交換需要相當時間才能完成（收斂慢）
只掌握鄰接路由器，資訊掌握有限

📡 5｜連線狀態法（LS）

        運用連線狀態宣傳（LSA；Link-State Advertisement）機制，
        以泛播（Flooding）將路徑訊息傳送到所有路由器。適合大型網路。
      

最短路徑優先樹（SPF）

Shortest Path First

以自己為根節點（Root）計算到其他網路的最短路徑。拓撲資料庫 → 最短路徑優先樹 → 尋徑表

DV vs LS 核心比較

距離向量法（DV）

拓撲由相鄰路由器的觀點得知

更新經常、周期性

收斂慢

內容傳遞整個尋徑表

範例RIP、IGRP

連線狀態法（LS）

拓撲藉由共通方式得知整體拓撲

更新事件發生時才更新

收斂快

內容傳遞拓撲變化資料

範例OSPF、IS-IS

優點

只有拓撲變動時，才進行資訊更新
不像距離向量法耗費太多時間作定期更新
每台路由器有完整的網路拓撲圖

缺點

機制複雜，需較多記憶體與處理器資源
網路運作之初，需耗費大量通訊頻寬

📡 6｜混合式尋徑

結合距離向量與連線狀態尋徑協定的優點。

混合原則

距離向量：建立到其他網路最佳路徑的路徑表
連線狀態：路徑狀況改變時才更新

IS-IS 與 EIGRP

協定	全名	說明
IS-IS	Intermediate System-to-Intermediate System	OSI 標準
EIGRP	Enhanced Interior Gateway Routing Protocol	Cisco 專有

📡 7｜尋徑問題與解決方式

四大問題

迴圈問題

Routing Loop

定義最大數值

無窮計數

Count to Infinity

分離界線（Split Horizon）

計時裝置

Timer

設定合理計時

更新延遲

Update Delay

觸發更新（Triggered Update）

解決方法 1：定義最大數值

以 RIP 為例

Hop Count 最大為 15，16 即視為網路無法到達。防止無窮計數問題。

解決方法 2：分離界線（Split Horizon）

不將從某路由器學來的資訊再傳回去給該路由器，避免造成資訊來回反覆計算。

解決方法 3：計時裝置

設定合理的等待時間，避免因單一訊息延遲而做出錯誤判斷。

解決方法 4：觸發更新（Triggered Update）

加速收斂

路徑發生變化時，馬上送出路由更新資訊，不等下次定期更新時間，加速收斂速度，避免迴圈產生。

📡 8｜自律系統（AS）

        AS（Autonomous System）以 16 位元的AS 編碼（AS Number）進行辨識。
        因應網路快速發展，現已開始分配 32 位元的 AS 編碼。
      

台灣 AS 編碼範例

單位	AS Number	類型
TANet（台灣學術網路）	1659	學術
HiNet（中華電信）	3462	電信
政府網路	4782	政府
遠傳電信	4780	電信
精誠資訊	4783	企業
是方電訊	17408	電信

📡 9｜內部與外部尋徑協定

IGP

Interior Gateway Protocol — 內部閘道器協定

同一 AS 內部的路徑交換

RIP · OSPF · IGRP · EIGRP

EGP

Exterior Gateway Protocol — 外部閘道器協定

不同 AS 之間的路徑交換

BGP · EGP

📡 10｜RIP（Routing Information Protocol）

距離向量、內部尋徑協定。最普遍的內部尋徑協定。

特性

以路程數（Hop Count）為距離單位
距離最大數設為 15（16 = 無法到達）
每 30 秒對相鄰路由器執行路徑交換
180 秒未更新：標記為無效
270 秒未更新：從尋徑表中刪除

RIP 定時器

Update Timer

每 30 秒 — 對相鄰路由器執行路徑交換

Invalid Timer

180 秒未更新 — 標記為無效（距離值 = 16）

Flush Timer

270 秒未更新 — 從尋徑表中完全刪除

RIP 1.0 與 2.0 比較

RIP 2.0 在 1.0 基礎上的改進

項目	RIP 1.0	RIP 2.0
傳送方式	廣播（Broadcast）	群播（Multicasting）
認證	無	支援認證密碼
區域觀念	無	運用區域（Area）概念
外部路徑標籤	無	支援 Route Tag

📡 11｜OSPF（Open Shortest Path First）

連線狀態、內部尋徑協定。適合大型網路尋徑工作。

特性

距離資訊：頻寬、可靠度、延遲
具區域（Area）觀念，將連續的路由器統稱為一個區域
區域內部拓撲變化資訊在區域內部被吸收
區域外的路由資訊，各路由器無從得知

最短路徑優先樹

以自己為根節點（Root），計算到其他網路的最短路徑。

📡 12｜EGP 與 BGP

EGP（Exterior Gateway Protocol）

        最早期、唯一的外部尋徑協定。所有 AS 都直接連上 ARPANet 骨幹的協定。
      

限制

每 30 秒對相鄰路由器進行訊息傳送
每 120 秒將尋徑表傳給相鄰路由器
不適合現今龐大網路環境的尋徑表
不適合現今複雜多重的 Internet 環境

BGP（Border Gateway Protocol）

外部尋徑工作：改良 EGP，適用於大型網路。

BGP 特色

透過 TCP 傳送，封包不致於遺失
廢棄核心概念，支援網路多重路徑
建立一份經過的自律系統名單，可偵測迴圈是否存在
若同一個 AS 編號出現兩次，代表有迴圈
可過濾特殊路徑，支援 Weight 概念

📝 問題與討論

關鍵字｜填充題｜選擇題｜問答題