如何深入理解RIP 路由协议

 时间:2024-10-12 23:56:47

RIP 是由施乐(Xerox)公司在20 世纪70 年代开发的一种相对古老、在小型和同介质网络中得到了广泛应用的内部网关路由协议。RIP 采用距离向量路由算法,配置比较简单,是一种分布式距离向量路由协议。

1.RIP 基本原理

1、RIP 协议要求路由器之间周期性地通过广播UDP 分组来交换路由信息,UDP 端口号为520。在通常情况下,RIPv1 报文为广播报文,而RIPv2 报文为组播报文,组播地址为224.0.0.9。每隔30 s,RIP 向与它相邻的路由器发送含有自己路由表信息的更新报文,接到更新报文的路由器将收到的信息更新自身的路由表,以适应网络拓扑的变化。如果路由器经过180 s,即6个更新周期,没有收到来自某一路由器的路由更新报文,则将所有来自此路由器的路由信息标志为不可达。如果经过240 s,即8 个更新周期,仍未收到路由更新报文,就将这些路由从路由表中删除。上面的延时(30 s、180 s 和240 s)都是由计时器控制的,它们分别称为更新定时器(UpdateTimer)、失效定时器(Invalid Timer)和删除定时器(Flush Timer)。RIP 协议使用跳数(hop count,跳跃计数)来衡量到达目的地的距离,称为路由度量。跳数是一个数据报文到达目的地所必须经过的路由器的个数,在RIP 中,路由器到与它直接相连网络的跳数为0,每经过一个路由器跳数加1,从一个路由器到非直接连接的网络的距离定义为所经过的跳数(路由器数)。如果到相同目标有2 个不等速或不同带宽的路由器,但跳数相同,则RIP认为两个路由是等距离的。RIP 最多支持的跳数为15,即在源和目的网络之间所要经过的最多路由器的数目为15,跳数16 表示不可达。抵达目的地的跳数最少的路径为最优路径。

2.RIP 与路由循环

1、距离向量类的路由算法容易产生路由循环,即路由器把从其邻居路由器学到的路由信息再回送给那些邻居路由器。如果网络上有路由循环,信息就会循环传递,造成收敛速度慢。RIP 是距离向量路由算法的一种,所以它也不例外。为了避免这个问题,RIP 等距离向量路由算法运用了下面4 个机制。① 水平分割(split horizon),即保证路由器记住每条路由信息的来源,当路由器从某个网络接口发送路由更新报文时,其中不包含从该接口学到的路由信息。② 毒性逆转(poison reverse),即任何一个路由器仍把从其邻居路由器学到的路由信息再回送给那些邻居路由器,但将这一项的距离标记为16(不可达)。③ 触发更新(trigger update),即一旦路由器检测到网络故障,立即将相应路由中的距离改为16,并广播给相邻的所有路由器,而不必等待30 s 的更新周期。这样,网络拓扑的变化会最快地在网络上传播开,减少了路由循环产生的可能性。同样,当一个路由器刚启动RIP 时,它广播请求分组,收到此广播的相邻路由器立即应答一个更新分组,而不必等到下一个更新周期。④ 抑制计时(holddown timer)。当一条路径信息变为无效之后,路由器并不立即将它从路由表中删除,而是用16 标记该路由不可达。同时,启动一个抑制定时器,进入抑制状态,不再接收关于同一目的地址的路由更新报文。如果在抑制定时器超时之前,该路由器从同一个邻居路由器接收到指示该网络又可达的路由更新报文,那么该路由器就标识这个网络可达,并且删除抑制定时器。当一条链路频繁启停时,抑制计时减少了路由的浮动,增加了网络的稳定性。

3.RIP 协议的特点

1、RIP 协议配置简单,至今仍被广泛使用,但是随着网络的不断膨胀与扩大,RIP协议逐渐失去了它原有的优势,特别是随着Internet 技术的日益发展,RIP 协议不断暴露出了许多技术问题:RIP 协议规定的最大跳数为15,超过这个跳数限制的路由将被视为无效路径,这对日益发展的网络是远远不够的。RIP 的路由更新信息不包含网络掩码部分,要求网络使用相同的掩码,因而造成地址浪费,不利于地址资源的合理使用。RIP 协议收敛速度较慢,时间经常大于5 分钟,不利于网络的扩大和发展。RIP 协议使用整个路由表作为路由更新信息,因此会占用大量网络带宽。RIP 在决定最佳路径的时候只考虑跳数,而不考虑网络连接速率、可靠性和延迟等参数。这意味着有时RIP 选择不是最有效和最经济的,因为它们会选择那些跳步数少但速率慢的路径,从而绕过了跳步数虽然多但更快的路径。

4.RIP 版本

1、RIP 有两个不同的版本,RIPv1 和RIPv2。RIPv1 是有类路由协议,它不会在更新中发送子网掩码信息,属于同一主类网络(A 类、B类和C 类)的所有子网络都必须使用同一子网掩码。在同一网络内,所有设备可以共享子网路由;不同网络之间交换汇总路由。运行有类路由协议的路由器将按下面方式确定该路由器网络部分:如果路由更新信息是关于在接收接口上所配的同一主类网络的,路由器将采用配置在接口上的子网掩码;如果路由更新是关于在接收接口上所配的不同主类的网络的,路由器将根据其所属地址类别采用默认子网掩码。有类路由协议查找路由表的行为如下:首先查找目标IP 所在的主网络,若路由表中有该主网络的任何一个子网路由的话,就必须精确匹配其中的子网路由;如果没有找到精确匹配的子网路由,它不会选择最后的默认路由,而是丢弃报文。若路由表中不存在该主网络的任何一个子网路由,则最终选择默认路由。

5.RIP 协议的基本配置

1、在路由器上要配置RIP,首先要做的基本配置是启动RIP 路由进程,并定义与RIP 路由进程关联的网络,然后根据自身的要求进行其他参数配置,如RIP 分组单播配置、RIP 认证配置、RIP时钟调整等。(1)启动RIP 路由进程模式:全局配置模式命令:router rip 启动RIP 路由进程,并进入路由配置模式(2)配置直连网络一旦RIP 被启动,路由器就具有了RIP 功能,即可配置与本路由器关联的网络了。模式:路由配置模式命令:network A.B.C.D功能:将网络A.B.C.D 加入到路由器上的RIP 路由进程,这标识该网络为直接相连的网络。例如,要将网络192.159.10.0 加入到RIP 路由过程中,可以输入如下命令:Red-Giant(config-router)#network 192.159.10.0说明:对于RIP,network 命令不包含子网掩码的任何信息。IP 地址的默认类型总是在运行的配置中显示,在RIP 更新中广播。(3)RIP 报文单播配置RIP 通常为广播协议,如果RIP 路由信息需要通过非广播网传输,则需要配置路由器,以便支持RIP 利用单播通告路由信息更新报文。模式:路由配置模式命令:neighbor ip-address 配置RIP 报文单播通告(4)关闭或打开水平分割多台路由器连接在IP 广播类型网络上,又运行距离向量路由协议时,就有必要采用水平分割的机制,以避免路由环路的形成。然而对于非广播多路访问网络(如帧中继、X.25 网络),水平分割可能造成部分路由器学习不到全部的路由信息。在这种情况下,可能需要关闭水平分割。如果一个接口配置了次IP 地址,也需要注意水平分割的问题。封装帧中继时,接口默认为关闭水平分割;帧中继子接口、X.25 封装默认为打开水平分割;其他类型的封装默认均为打开水平分割。因此在使用中一定要注意水平分割的应用。模式:接口配置模式命令:no ip split-horizon 关闭水平分割ip split-horizon 打开水平分割

6. RIP 协议实例

1、某路由器上运行的路由协议为RIPv1,路由表如下:R 10.1.0.0/16 via 1.1.1.1R 10.2.0.0/26 via 1.1.1.2R* 0.0.0.0/0 via 1.1.1.3现在假设有3 个IP 报文,报文A 的目标IP 是10.1.1.1、报文B 的目标IP 是10.3.1.1、报文C的目标IP 是11.11.1.1报文A:目标IP 为10.1.1.1,所在的主网络为10.0.0.0,目前的路由表中存在10.0.0.0 的子网路由,此时路由器要进一步查找子网路由,是否能够精确匹配,10.1.0.0/16 可以匹配目标地址,所以报文A 根据这条路由进行转发。报文B:目标IP 为10.3.1.1,所在的主网络为10.0.0.0,目前的路由表中存在10.0.0.0 的子网路由,此时路由器要进一步查找子网路由,是否能够精确匹配,路由表中的两条子网路由10.1.0.0/16 和10.2.0.0/16 均不能匹配目标地址,根据有类路由协议的原则,它不会选择默认路由,所以报文B 被路由器丢弃。报文C:目标IP 为11.1.1.1,所在的主网络为11.0.0.0,目前的路由表中不存在11.0.0.0 的子网路由,此时路由器直接采用缺省路由,所以路由器采用默认路由对报文C 进行转发。RIPv2 是无类路由协议,RIPv2 可以支持认证、密钥管理、路由汇聚、CIDR 和VLSM。无类路由协议在路由通告中携带子网掩码。在同一主类网络中使用不同的掩码长度被称为可变长度的子网掩码(VLSM)。VLSM 规定了如何在一个进行了子网划分的网络的不同部分使用不同的子网掩码。这对于网络内部不同网段需要不同大小子网的情形来说很有效。无类路由协议支持VLSM,因此可以更为有效的设置子网掩码,以满足不同子网对不同主机数目的需求,可以更充分地利用主机地址。

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