数通基础动态路由协议RIP

RIP(Routing Information Protocol,路由信息协议&＃xff09;是一种内部网关协议&＃xff08;IGP&＃xff09;&＃xff0c;是一种动态路由选择协议&＃xff0c;用于自治系统&＃xff08;AS&＃xff09;内的路由信息的传递。RIP协议基于距离矢量算法&＃xff08;DistanceVectorAlgorithms&＃xff09;&＃xff0c;使用“跳数”(即metric)来衡量到达目标地址的路由距离。这种协议的路由器只关心自己周围的世界&＃xff0c;只与自己相邻的路由器交换信息&＃xff0c;范围限制在15跳(15度&＃xff0c;16跳不可达)之内&＃xff0c;再远&＃xff0c;它就不关心了。RIP应用于OSI网络七层模型的应用层。

• RIP&＃xff08;Routing　Information　Protocols&＃xff0c;路由信息协议&＃xff09;。

• 是应用较早的内部网关协议&＃xff08;IGP&＃xff09;。

• 适用于小型网络&＃xff0c;是典型的距离矢量协议。

• RIP基于UDP&＃xff0c;端口520。

• 华为定义的优先级是100&＃xff0c;思科定义的优先级&＃xff08;管理距离&＃xff09;是120。

• RIP有三个版本&＃xff1a;RIPv1、RIPv2及RIPng。

路由协议的分类

• 直连路由&＃xff1a;路由器直连接口所在的网段&＃xff0c;当接口物理状态及协议状态都UP时自动学习该直连路由到路由表。
• 静态路由&＃xff1a;根据数据访问需求&＃xff0c;手工在设备上配置的路由条目。
• 动态路由&＃xff1a;路由器自动进行路由信息的更新和同步&＃xff0c;并且当网络拓扑变更时&＃xff0c;能够自动收敛。

动态路由协议的分类

距离矢量路由选择协议

使用距离矢量路由协议的路由器并不了解网络的拓扑。该路由器只知道&＃xff1a;

• 自身与目的网络之间的距离。

• 应该往哪个方向或使用哪个接口转发数据包。

特点&＃xff1a;

• 周期性地更新&＃xff08;广播&＃xff09;整张路由表。
• 距离&＃xff1a;到达目标网络的度量值。
• 方向&＃xff1a;去往目标网络的下一跳路由器。

工作原理

路由建立

路由器运行RIP后&＃xff0c;会首先发送路由更新请求&＃xff0c;收到请求的路由器会发送自己的RIP路由进行响应&＃xff1b;网络稳定后&＃xff0c;路由器会周期性发送路由更新信息。

• 开始只有直连路由

• 初次路由信息交换

• 路由收敛完成

距离矢量的计算

RIP度量的单位是跳数&＃xff0c;其单位是1&＃xff0c;也就是规定每一条链路的成本为1&＃xff0c;而不考虑链路的实际带宽、时延等因素&＃xff0c;RIP最多允许15跳。所谓的跳数指的是去往目标网络所需要经过的路由器个数。

RIP利用度量来表示它和所有已知目的地间的距离。

当一个RIP更新报文到达时&＃xff0c;接收方路由器和自己的RIP路由表中的每一项进行比较&＃xff0c;并按照距离矢量路由算法对自己的RIP路由表进行修正。

定时器

• 更新定时器&＃xff08;Update timer&＃xff09;&＃xff1a;用来激发RIP路由器路由表的更新&＃xff0c;每个RIP节点只有一个更新定时器&＃xff0c;设为30s。每隔30s路由器会通过udp520端口向其邻居广播自己的路由表信息。每个RIP路由器的定时器都独立于网络中其他路由器&＃xff0c;因此它们同时广播的可能性很小。

• 老化定时器&＃xff08;Age timer&＃xff09;&＃xff1a;用来判定某条路由是否可用。每条路由有一个超时定时器&＃xff0c;设为180s。当一条路由激活或更新时&＃xff0c;该定时器初始化&＃xff0c;如果在180s之内没有收到关于那条路由的更新&＃xff0c;则将该路由度量值置为16&＃xff0c;并启动垃圾收集定时器。

• 垃圾收集定时器&＃xff08;Garbage-collect timer&＃xff09;&＃xff1a;用来判定是否清除一条路由。每条路由有一个垃圾收集定时器&＃xff0c;设为120s。当路由器认识到某条路由无效时&＃xff0c;就初始化一个定时器&＃xff0c;如果在120s内还没收到这条路由的更新&＃xff0c;就从路由表中将该路由删除。

• 抑制定时器&＃xff08;Suppress timer&＃xff09;&＃xff1a;当RIP设备收到对端路由更新&＃xff0c;度量值cost为16&＃xff0c;则对应路由条目进入抑制状态&＃xff0c;并启动抑制定时器&＃xff0c;缺省180s。为了防止路由震荡&＃xff08;路由不稳定&＃xff09;&＃xff0c;在抑制定时器超时之前&＃xff0c;即使收到对端cost小于16的路由&＃xff0c;也不接受&＃xff1b;等待抑制计时器超时&＃xff0c;重新学习该路由条目。

三个定时器的关系

​ IP 的更新信息发布是由更新定时器控制的&＃xff0c;默认为每30 秒发送一次。

​ 每一条路由表项对应两个定时器&＃xff1a;老化定时器和垃圾收集定时器。当学到一条路由并添加到路由表中时&＃xff0c;老化定时器启动。如果老化定时器超时&＃xff0c;设备仍没有收邻居发来的更新报文&＃xff0c;则把该路由的度量值置为16&＃xff08;表示路由不可达&＃xff09;&＃xff0c;并启动垃圾收集定时器。如果垃圾收集定时器超时&＃xff0c;设备仍然没有收到更新报文&＃xff0c;则在路由表中删除该条目。

&＃xff08;1&＃xff09;如果在没有触发更新的前提下&＃xff0c;一个路由表项最多需要300秒才能被删除&＃xff08;老化时间&＃43;垃圾收集时间&＃xff09;。
&＃xff08;2&＃xff09;如果存在触发更新&＃xff0c;那么一个路由条目最多需要180秒才能被删除&＃xff08;即为老化时间&＃xff09;。

环路

当网络发生故障时&＃xff0c;RIP网络有可能产生路由环路。可以通过水平分割、毒性反转、触发更新、抑制时间等技术来避免环路的产生。

下一跳

下一跳特性使得RIP在多路访问网络中能够选择最优的下一跳。在上图中&＃xff0c;R1将2.0.0.0/8路由引入RIP&＃xff0c;通过RIP通告给R3&＃xff0c;在其发送RIP路由时&＃xff0c;将下一跳字段设置为192.168.123.2&＃xff0c;如此一来&＃xff0c;R3收到路由后&＃xff0c;将2.0.0.0/8安装进路由表时&＃xff0c;将下一跳设置为R2&＃xff08;而不是R1&＃xff09;。

Silent-Interface

静默端口

• R1连接着192.168.1.0/24网段&＃xff0c;该网段中都是终端设备&＃xff0c;并无其他RIP路由器&＃xff0c;通过执行silent-interface命令&＃xff0c;将GE0/0/1接口配置为静默接口&＃xff0c;从而抑制RIP接口向外发送报文&＃xff0c;如此一来&＃xff0c;主机不会再收到RIP报文&＃xff0c;减少了资源及网络带宽损耗。

• 如果一个接口被抑制&＃xff0c;该接口所在网段的直连路由仍然可以发布给其它接口。

报文格式

RIPv1报文格式

RIPv2报文格式

• command字段&＃xff1a;占1个字节&＃xff0c;取值为2时表示该报文是一个回应报文。其中包含路由信息。

• version字段&＃xff1a;占1个字节&＃xff0c;取值为2时表示RIPv2。

• address Family字段&＃xff1a;占2个字节&＃xff0c;ipv4取值为2。

• route tag字段&＃xff1a;占2个字节&＃xff0c;标记外部重分发进RIPv2中的路由

• ip address字段&＃xff1a;占4个字节&＃xff0c;表示路由的目的地址&＃xff0c;该地址是网络地址。

• netmask字段&＃xff1a;占4个字节&＃xff0c;是子网掩码&＃xff0c;RIPv2是有类别的&＃xff0c;所以有这个字段。

• next hop字段&＃xff1a;占4个字节&＃xff0c;它表示一个比通告路由器的地址更好的下一跳。如果这个字段设置为0.0.0.0说明通告路由器的地址就是最优的下一跳。

• metric字段&＃xff1a;占4个字节&＃xff0c;指度量值&＃xff0c;在RIP中就是跳数。

RIP版本区别

RIPv1

• RIPv1是有类别路由协议&＃xff08;ABCED五类网络&＃xff09;&＃xff0c;不支持VLSM和CIDR

• 以广播的形式发送报文

• 不支持认证

RIPv2

• RIPv2为无类别路由协议&＃xff0c;支持VLSM&＃xff0c;支持路由聚合与CIDR

• 支持以广播或者组播&＃xff08;224.0.0.9&＃xff09;方式发送报文

  组播发送报文的好处是在同一网络中那些没有运行RIP的网段可以避免接受RIP的网段可以避免接受RIP的广播报文&＃xff1b;另外&＃xff0c;组播发送报文还可以使运行RIPv1协议的网段避免错误接受和处理RIPv2中带有子网掩码的路由

• 支持外部路由标记&＃xff08;Route Tag&＃xff09;&＃xff0c;可以在路由策略中根据Tag对路由进行灵活的控制。

• 支持指定下一跳&＃xff0c;在广播网上可以选择到目的网段最优下一跳地址。

• 支持明文和md5密文认证

• 更新中携带掩码

Route Preference

路由器通过多种不同的路由协议发现去往同一个目的网络的路由时&＃xff0c;会选择路由优先级&＃xff08;Preference&＃xff09;值最小的路由&＃xff1b;如果这些路由学习自相同的路由协议&＃xff0c;则优选度量值&＃xff08;Metric&＃xff09;最优的。

华为厂商标准

环路的产生

3.0.0.0/8的网络故障&＃xff0c;R3收到故障信息&＃xff0c;将这条路由设置为不可达&＃xff0c;等待更新周期来通知相邻的R2路由器。

如果自己的更新周期还没来&＃xff0c;R2路由器的更新周期先来了&＃xff0c;R1就会从R2中重新学到3.0.0.0/8的路由&＃xff0c;即错误的路由。这里的度量值&＃xff0c;也就是跳数会&＃43;1。

然后继续相互通告学习&＃xff0c;形成环路&＃xff0c;不断的累加跳数。

防环机制

为了防止RIP路由在网络中被无限泛洪从而跳数累加到无穷大&＃xff0c;RIP规定&＃xff1a;路由的最大跳数为15跳&＃xff0c;也就是如果度量值大于等于16跳则被视为不可达&＃xff1b;

最大跳数的设定虽然解决了度量值技术到无穷大的问题&＃xff0c;但是却也极大地限制了RIP所能支持的网络的规模。

• 水平分割&＃xff08;Split Horizon&＃xff09;&＃xff0c;原理是&＃xff0c;RIP从某个接口学到的路由&＃xff0c;不会从该接口再发回给邻居路由器。这样不但减少了带宽消耗&＃xff0c;还可以防止路由环路。

• 毒性反转&＃xff08;Poison Reverse&＃xff09;&＃xff0c;原理是&＃xff0c;RIP从某个接口学到路由后&＃xff0c;从原接口发回邻居路由器&＃xff0c;并将该路由的开销设置为16&＃xff08;即指明该路由不可达&＃xff09;。利用这种方式&＃xff0c;可以清除对方路由表中的无用路由。&＃xff08;开启毒性反转&＃xff0c;水平分割失效&＃xff09;

• 毒性路由 RoutePoisoning&＃xff0c;是指在路由信息在路由表中失效时&＃xff0c;先将度量值变为无穷大&＃xff0c;&＃xff08;等待老化时间&＃xff09;而不是马上从路由表中删掉这条路由信息。(这句话要理解&＃xff0c;如RIP协议中&＃xff0c;其度量值变为16&＃xff0c;意味着路由不可达)再将其信息发布出去&＃xff0c;这样相邻的路由器就得知这条路由己无效了…

• 触发更新&＃xff0c;是指当路由信息发生变化时&＃xff0c;立即向邻居设备发送触发更新报文&＃xff0c;而不用等待更新定时器超时&＃xff0c;从而避免产生路由环路。

启动RIP进程&＃xff0c;并进入RIP配置视图&＃xff1a;
[Router] rip 1
在指定网段使能RIP&＃xff08;RIP只支持classful网络宣告&＃xff09;&＃xff1a;
[Router-rip-1] network 192.168.12.0
指定RIP的版本&＃xff08;默认为版本1&＃xff09;&＃xff1a;
[Router-rip-1] version 2


在宣告网络时必须是有类路由&＃xff0c;不过RIPv2发送路由更新的数据包中是无类路由并且会携带掩码信息

如通告10.0.0.0的路由

配置&＃xff1a;

[AR1]rip 1
[AR1-rip-1]version 2
[AR1-rip-1]network 192.168.1.0
[AR1-rip-1]network 192.168.12.0
[AR2]rip 1
[AR2-rip-1]version 2
[AR2-rip-1]network 192.168.12.0
[AR2-rip-1]network 192.168.23.0
[AR3]rip 1
[AR3-rip-1]version 2
[AR3-rip-1]network 192.168.23.0
[AR3-rip-1]network 192.168.2.0


查看路由信息

pc1测试连通性