RIP協(xié)議學(xué)習(xí)(二)

1、RIPRIP一、一、RIPRIP簡介簡介RIP/RIP2/RIPngRIP/RIP2/RIPng：Routing Information ProtocolRouting Information Protocol） 作為一種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議或作為一種內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議或 IGP IGP（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議），路由選（內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議），路由選擇協(xié)議應(yīng)用于擇協(xié)議應(yīng)用于 AS AS 系統(tǒng)。連接系統(tǒng)。連接 AS AS 系統(tǒng)有專門的協(xié)議，其中最系統(tǒng)有專門的協(xié)議，其中最早的這樣的協(xié)議是早的這樣的協(xié)議是“EGP”“EGP”（外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議），目前仍然應(yīng)用于（外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議），目前仍然應(yīng)用于因特網(wǎng)，這樣的協(xié)議通常被視為內(nèi)部因特網(wǎng)，這

2、樣的協(xié)議通常被視為內(nèi)部 AS AS 路由選擇協(xié)議。路由選擇協(xié)議。 RIP RIP 主要設(shè)計來利用同類技術(shù)與大小適度的網(wǎng)絡(luò)一起工作。主要設(shè)計來利用同類技術(shù)與大小適度的網(wǎng)絡(luò)一起工作。因此通過速度變化不大的接線連接，因此通過速度變化不大的接線連接，RIP RIP 比較適用于簡單的校比較適用于簡單的校園網(wǎng)和區(qū)域網(wǎng)，但并不適用于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的情況。園網(wǎng)和區(qū)域網(wǎng)，但并不適用于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的情況。 RIP 2 RIP 2 由由 RIP RIP 而來，屬于而來，屬于 RIP RIP 協(xié)議的補(bǔ)充協(xié)議，主要用協(xié)議的補(bǔ)充協(xié)議，主要用于擴(kuò)大于擴(kuò)大 RIP 2 RIP 2 信息裝載的有用信息的數(shù)量，同時增加其安全性信息裝載的有

3、用信息的數(shù)量，同時增加其安全性能。能。RIP 2 RIP 2 是一種基于是一種基于 UDP UDP 的協(xié)議。在的協(xié)議。在 RIP2 RIP2 下，每臺主機(jī)通下，每臺主機(jī)通過路由選擇進(jìn)程發(fā)送和接受來自過路由選擇進(jìn)程發(fā)送和接受來自 UDP UDP 端口端口520520的數(shù)據(jù)包。的數(shù)據(jù)包。 IETF IETF推出正式規(guī)范：推出正式規(guī)范： 1988 1988年年6 6月，推出月，推出RIPv1RIPv1 1994 1994年年1111月，推出月，推出RIPv2RIPv2 RIPRIP的特點的特點 （1）僅和相鄰的路由器交換信息。如果兩個路由器之間的通信不經(jīng)過另外一個路由器，那么這兩個路由器是相鄰的。R

4、IP協(xié)議規(guī)定，不相鄰的路由器之間不交換信息。 （2）路由器交換的信息是當(dāng)前本路由器所知道的全部信息。即自己的路由表。 （3）按固定時間交換路由信息，如，每隔30秒，然后路由器根據(jù)收到的路由信息跟新路由表。 適用適用RIP 和 RIP 2 主要適用于 IPv4 網(wǎng)絡(luò)，而 RIPng 主要適用于 IPv6 網(wǎng)絡(luò)。本文主要闡述 RIP 及 RIP 2。 RIPng：路由選擇信息協(xié)議下一代（應(yīng)用于IPv6） （RIPng：RIP for IPv6）RIPng與RIP 1和 RIP 2 兩個版本不兼容。 應(yīng)用應(yīng)用RIP(Routing information Protocol)是應(yīng)用較早、使用較普遍的內(nèi)

5、部網(wǎng)關(guān)協(xié)議(Interior Gateway Protocol,簡稱IGP)，適用于小型同類網(wǎng)絡(luò)，是典型的距離向量(distance-vector)協(xié)議。文檔見RFC1058、RFC1723。 RIP通過廣播UDP報文來交換路由信息，每30秒發(fā)送一次路由信息更新。RIP提供跳躍計數(shù)(hop count)作為尺度來衡量路由距離，跳躍計數(shù)是一個包到達(dá)目標(biāo)所必須經(jīng)過的路由器的數(shù)目。如果到相同目標(biāo)有二個不等速或不同帶寬的路由器，但跳躍計數(shù)相同，則RIP認(rèn)為兩個路由是等距離的。RIP最多支持的跳數(shù)為15，即在源和目的網(wǎng)間所要經(jīng)過的最多路由器的數(shù)目為15，跳數(shù)16表示不可達(dá)。 二、距離向量路由選擇二、距離

6、向量路由選擇距離矢量路由選擇算法發(fā)送完整的路由選擇表到相鄰的路由器，然后，相鄰的路由器會將接收的路由表項和自己原有的路由表進(jìn)行組合，以完善路由器的路由表。由于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的確認(rèn)信息并沒實地親自去查找，故戲稱為：傳言路由。創(chuàng)建路由表：創(chuàng)建路由表：更新路由器：更新路由器：一個例子一個例子三、計數(shù)到無窮大三、計數(shù)到無窮大 距離向量路由選擇存在的一個問題是任何有關(guān)代價下降的消息（好消息）都擴(kuò)散的很快，但是任何有關(guān)代價上升的消息（壞消息）都擴(kuò)散的很慢。 要想讓路由選擇協(xié)議能夠正常工作，如果一條鏈路中斷了（代價變?yōu)闊o窮大），那么其他所有路由器都應(yīng)當(dāng)立刻獲知這一情況，但是在距離向量路由選擇中，這是要花費(fèi)一些時間

7、的。這個問題就稱為計數(shù)到無窮大。需要經(jīng)過多次更新才能使所有的路由器都把這條鏈路的代價記錄為無窮大。二結(jié)點循環(huán)二結(jié)點循環(huán)R2R1網(wǎng)網(wǎng) 1網(wǎng)網(wǎng) 3網(wǎng)網(wǎng) 2正正常常情情況況1 1 1 2 R1R1 說：說：“我到網(wǎng)我到網(wǎng) 1 的距離是的距離是 1，是直接交付。，是直接交付?！薄?”表示表示“從本路由從本路由器到網(wǎng)器到網(wǎng) 1”“1”表示表示“距離是距離是 1”“ ”表示表示“直接交付直接交付”R2R1網(wǎng)網(wǎng) 1網(wǎng)網(wǎng) 3網(wǎng)網(wǎng) 2正正常常情情況況1 1 1 2 R1R2 說：說：“我到網(wǎng)我到網(wǎng) 1 的距離是的距離是 2，是經(jīng)過，是經(jīng)過 R1。”“1”表示表示“從本路由從本路由器到網(wǎng)器到網(wǎng) 1”“2”表示表示

8、“距離是距離是 2”“R1”表示表示經(jīng)過經(jīng)過 R1R2R1網(wǎng)網(wǎng) 1網(wǎng)網(wǎng) 3網(wǎng)網(wǎng) 2R2R1網(wǎng)網(wǎng) 1網(wǎng)網(wǎng) 3網(wǎng)網(wǎng) 2網(wǎng)網(wǎng) 1出了故障出了故障正正常常情情況況1 1 1 16 1 2 R11 2 R1R1 說：說：“我到網(wǎng)我到網(wǎng) 1 的距離是的距離是 16 （表示無法到達(dá)），（表示無法到達(dá)）， 是直接交付。是直接交付?！钡?R2 在收到在收到 R1 的更新報文之前，還發(fā)送原來的報文，的更新報文之前，還發(fā)送原來的報文，因為這時因為這時 R2 并不知道并不知道 R1 出了故障。出了故障。R2R1網(wǎng)網(wǎng) 1網(wǎng)網(wǎng) 3網(wǎng)網(wǎng) 2R2R1網(wǎng)網(wǎng) 1網(wǎng)網(wǎng) 3網(wǎng)網(wǎng) 2網(wǎng)網(wǎng) 1出了故障出了故障正正常常情情況況1 1 1

9、 16 1 2 R11 2 R1R1 收到收到 R2 的更新報文后，誤認(rèn)為可經(jīng)過的更新報文后，誤認(rèn)為可經(jīng)過 R2 到達(dá)網(wǎng)到達(dá)網(wǎng)1，于是更新自己的路由表，于是更新自己的路由表，說：說：“我到網(wǎng)我到網(wǎng) 1 的距離是的距離是 3，下一跳經(jīng)過，下一跳經(jīng)過 R2”。然后將此更新信息發(fā)送給。然后將此更新信息發(fā)送給 R2。1 3 R2R2R1網(wǎng)網(wǎng) 1網(wǎng)網(wǎng) 3網(wǎng)網(wǎng) 2R2R1網(wǎng)網(wǎng) 1網(wǎng)網(wǎng) 3網(wǎng)網(wǎng) 2網(wǎng)網(wǎng) 1出了故障出了故障正正常常情情況況1 1 1 16 1 2 R11 2 R1R2 以后又更新自己的路由表為以后又更新自己的路由表為“1, 4, R1”，表明，表明 “我到網(wǎng)我到網(wǎng) 1 距離是距離是 4，下一，

10、下一跳經(jīng)過跳經(jīng)過 R1”。 1 3 R21 4 R1R2R1網(wǎng) 1網(wǎng) 3網(wǎng) 2R2R1網(wǎng)網(wǎng) 1網(wǎng)網(wǎng) 3網(wǎng)網(wǎng) 2網(wǎng)網(wǎng) 1出了故障出了故障正常情況1 1 1 16 1 3 R21 5 R21 16 R21 2 R11 2 R11 4 R11 16 R1這樣不斷更新下去，直到這樣不斷更新下去，直到 R1 和和 R2 到網(wǎng)到網(wǎng) 1 的距離都增大到的距離都增大到 16 時，時，R1 和和 R2 才知道網(wǎng)才知道網(wǎng)1是不可達(dá)的。是不可達(dá)的。 這就是這就是好消息傳播得快，而壞消息傳播得慢好消息傳播得快，而壞消息傳播得慢。網(wǎng)絡(luò)出故障的傳播時間往往需要較長。網(wǎng)絡(luò)出故障的傳播時間往往需要較長的時間的時間(例如數(shù)分鐘

11、例如數(shù)分鐘)。這是。這是RIP的一個主要缺點。的一個主要缺點。 解決辦法：1)水平分割（split horizon）,它規(guī)定由1個接口發(fā)送出去的路由信息不能再朝這個接口往回發(fā)送.這個辦法減少了路由信息的不正確性和負(fù)載.2)毒性逆轉(zhuǎn)（poison reverse）。當(dāng)一條路徑信息變?yōu)闊o效之后，路由器并不立即將它從路由表中刪除，而是用16，即不可達(dá)的度量值將它廣播出去。這樣雖然增加了路由表的大小，但對消除路由循環(huán)很有幫助，它可以立即清除相鄰路由器之間的任何環(huán)路。3)觸發(fā)更新（trigger update）。當(dāng)路由表發(fā)生變化時，更新報文立即廣播給相鄰的所有路由器，而不是等待30秒的更新周期。同樣，當(dāng)

12、一個路由器剛啟動RIP時，它廣播請求報文。收到此廣播的相鄰路由器立即應(yīng)答一個更新報文，而不必等到下一個更新周期。這樣，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓瘯羁斓卦诰W(wǎng)絡(luò)上傳播開，減少了路由循環(huán)產(chǎn)生的可能性。4)抑制計時（holddown timer）。一條路由信息無效之后，一段時間內(nèi)這條路由都處于抑制狀態(tài)，即在一定時間內(nèi)不再接收關(guān)于同一目的地址的路由更新。如果，路由器從一個網(wǎng)段上得知一條路徑失效，然后，立即在另一個網(wǎng)段上得知這個路由有效。這個有效的信息往往是不正確的，抑制計時避免了這個問題，而且，當(dāng)一條鏈路頻繁起停時，抑制計時減少了路由的浮動，增加了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。 即便采用了上面的4種方法，路由循環(huán)的問題也不能完全

13、解決，只是得到了最大程度的減少。一旦路由循環(huán)真的出現(xiàn)，路由項的度量值就會出現(xiàn)計數(shù)到無窮大（Count to Infinity）的情況。這是因為路由信息被循環(huán)傳遞，每傳過一個路由器，度量值就加1，一直加到16，路徑就成為不可達(dá)的了。RIP選擇16作為不可達(dá)的度量值是很巧妙的，它既足夠的大，保證了多數(shù)網(wǎng)絡(luò)能夠正常運(yùn)行，又足夠小，使得計數(shù)到無窮大所花費(fèi)的時間最短。三點不穩(wěn)定性三點不穩(wěn)定性四、四、RIPRIP報文格式報文格式說明：說明： 常見命令：常見命令： “1” = 請求請求路由信息，路由信息，“2” = 響應(yīng)響應(yīng)路由請求。路由請求。版本：版本版本：版本1表示表示RIP1，版本版本2表示表示RIP

14、2大多數(shù)大多數(shù)0域為的是為了向后兼容舊的域為的是為了向后兼容舊的如如RIP一樣的協(xié)議，一樣的協(xié)議，0域說明不支持它域說明不支持它們所有的私有特性。們所有的私有特性。協(xié)議族：定義了所使用的協(xié)議的類型。協(xié)議族：定義了所使用的協(xié)議的類型。如如TCP/IP這個值是這個值是2.網(wǎng)絡(luò)地址：網(wǎng)絡(luò)地址：這個地址可以是主機(jī)、網(wǎng)這個地址可以是主機(jī)、網(wǎng)絡(luò)，甚至是一個缺省網(wǎng)關(guān)的地址碼。絡(luò)，甚至是一個缺省網(wǎng)關(guān)的地址碼。這個域內(nèi)容如何變化的兩個例子如下：這個域內(nèi)容如何變化的兩個例子如下：1）在一個單表項請求報文中，這個在一個單表項請求報文中，這個域包括報文發(fā)送者的地址。域包括報文發(fā)送者的地址。2）在一個多表項應(yīng)答報文中，

15、這些域?qū)⒃谝粋€多表項應(yīng)答報文中，這些域?qū)▓笪陌l(fā)送者路由表中存儲的包括報文發(fā)送者路由表中存儲的IP地地址。址。距離：這個域包含報文的度量計數(shù)。距離：這個域包含報文的度量計數(shù)。這個值在經(jīng)過路由器時被遞增。數(shù)量這個值在經(jīng)過路由器時被遞增。數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)有效的范圍是在標(biāo)準(zhǔn)有效的范圍是在11 5之間。度之間。度量標(biāo)準(zhǔn)實際上可以遞增至量標(biāo)準(zhǔn)實際上可以遞增至1 6，但是這，但是這個值和無效路由對應(yīng)。個值和無效路由對應(yīng)。命令命令版本版本10網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1的協(xié)議族的協(xié)議族0網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1的的IP地址地址00到網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)1的距離的距離網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2的協(xié)議族的協(xié)議族0網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2的的IP地址地址00到網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)2的距離的距離首部首

16、部路由條目路由條目兩類兩類RIP報文報文請求報文請求報文使用時機(jī)：使用時機(jī)： 路由器剛連到網(wǎng)絡(luò)上；路由器剛連到網(wǎng)絡(luò)上； 路由器有一些表項超時。路由器有一些表項超時。（1）對某個表項的請求對某個表項的請求命令命令版本版本保留保留全全0地址族標(biāo)識地址族標(biāo)識IPv4地地址址全全0全全0全全0命令命令版本版本保留保留全全0地址族標(biāo)識地址族標(biāo)識全全0全全0全全0全全0（2）對所有表項的請求對所有表項的請求兩類兩類RIP報文報文響應(yīng)報文響應(yīng)報文1 1）針對詢問的）針對詢問的響應(yīng)：在回答響應(yīng)：在回答請求時發(fā)出請求時發(fā)出2 2）非詢問的響）非詢問的響應(yīng)：定期發(fā)送應(yīng)：定期發(fā)送或路由表有變或路由表有變化時發(fā)送化時

17、發(fā)送例子：例子：21002130.10.0.000102195.2.4.0001602195.2.5.0001602205.5.5.0002130.10.0.0 1195.2.4.0 16195.2.5.0 16205.5.5.0 2從報文從報文中提取中提取出的信出的信息息 4 字節(jié)字節(jié)RIP 報文報文RIPv2 協(xié)議的報文格式協(xié)議的報文格式 路由信息路由信息（20 字節(jié)字節(jié)/路由）路由）可重復(fù)出現(xiàn)可重復(fù)出現(xiàn)最多最多 25 個個IP 數(shù)據(jù)報數(shù)據(jù)報路由標(biāo)記路由標(biāo)記網(wǎng)絡(luò)地址網(wǎng)絡(luò)地址地址族標(biāo)識符地址族標(biāo)識符距離距離 (1-16) IP 首部首部UDP 首部首部首部首部路由部分路由部分必為必為 0版本

18、版本命令命令 4 字節(jié)字節(jié)子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼下一跳路由器地址下一跳路由器地址UDP 用戶數(shù)據(jù)報用戶數(shù)據(jù)報RIPv2 報文中的路由部分由若干個路由信息組成。每個路報文中的路由部分由若干個路由信息組成。每個路由信息需要用由信息需要用 20 個字節(jié)。個字節(jié)。 地址族標(biāo)識符地址族標(biāo)識符（又稱為地址類別）字段用來標(biāo)志所使用的（又稱為地址類別）字段用來標(biāo)志所使用的地址類別。地址類別。 路由標(biāo)記路由標(biāo)記填入自治系統(tǒng)的號碼，這是考慮使填入自治系統(tǒng)的號碼，這是考慮使RIP有可能收有可能收到本自治系統(tǒng)以外的路由選擇信息。到本自治系統(tǒng)以外的路由選擇信息。 再后面指出某個網(wǎng)絡(luò)地址、該網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼、下一跳路再后面指出某

19、個網(wǎng)絡(luò)地址、該網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼、下一跳路由器地址以及到此網(wǎng)絡(luò)的距離。由器地址以及到此網(wǎng)絡(luò)的距離。RIPv2 報文改進(jìn)了哪些地方？報文改進(jìn)了哪些地方？1. 增加了子網(wǎng)掩碼字段，支持增加了子網(wǎng)掩碼字段，支持VLSM、CIDR編址。編址。 2. 增加了下一站地址，防止額外跳。增加了下一站地址，防止額外跳。3. 增加了路由標(biāo)記，可傳送自治系統(tǒng)號增加了路由標(biāo)記，可傳送自治系統(tǒng)號、路由起點等。、路由起點等。 4. 增加了驗證（鑒別）機(jī)制：占一個路增加了驗證（鑒別）機(jī)制：占一個路由條目的空間。由條目的空間。 5. 改廣播為多播。改廣播為多播。命令命令版本版本20網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1的協(xié)議族的協(xié)議族網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1的路由標(biāo)記的

20、路由標(biāo)記網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1的的IP地址地址網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1的子網(wǎng)掩碼的子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1的下一跳的下一跳到網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)1的距離的距離網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2的協(xié)議族的協(xié)議族網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)1的路由標(biāo)記的路由標(biāo)記網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2的的IP地址地址網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2的子網(wǎng)掩碼的子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)2的下一跳的下一跳到網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)2的距離的距離命令命令版本版本200 xFFFF驗證類型驗證類型驗證信息驗證信息(16字節(jié)字節(jié)),目前是口令驗證目前是口令驗證路由條目路由條目RIP2驗證報文驗證報文一個路由條目一個路由條目認(rèn)證條認(rèn)證條目目V1和V2的區(qū)別：1.RIPv1是有類路由協(xié)議，RIPv2是無類路由協(xié)議 2.RIPv1不能支持VLSM，RIPv2可以支持VL

21、SM。 3.RIPv1沒有認(rèn)證的功能，RIPv2可以支持認(rèn)證，并且有明文和MD5兩種認(rèn)證。 4.RIPv1沒有手工匯總的功能，RIPv2可以在關(guān)閉自動匯總的前提下，進(jìn)行手工匯總。 5.RIPv1是廣播更新，RIPv2是組播更新。 6.RIPv1對路由沒有標(biāo)記的功能，RIPv2可以對路由打標(biāo)記（tag），用于過濾和做策略。 7.RIPv1發(fā)送的updata最多可以攜帶25條路由條目，RIPv2在有認(rèn)證的情況下最多只能攜帶24條路由。 8.RIPv1發(fā)送的updata包里面沒有next-hop屬性，RIPv2有next-hop屬性，可以用與路由更新的重定。RIP的缺陷RIP雖然簡單易行，并且久經(jīng)考

22、驗，但是也存在著一些很重要的缺陷，主要有以下幾點：1.過于簡單，以跳數(shù)為依據(jù)計算度量值，經(jīng)常得出非最優(yōu)路由；2.度量值以16為限，不適合大的網(wǎng)絡(luò)；3.安全性差，接受來自任何設(shè)備的路由更新；4.不支持無類IP地址和VLSM（Variable Length Subnet Mask，變長子網(wǎng)掩碼）；5.收斂緩慢，時間經(jīng)常大于5分鐘；每固定時間更新一次消耗帶寬很大五、五、RIPRIP的計時器的計時器更新計時器：更新計時器： 每隔一段時間向相鄰路由器發(fā)送路由更新報文，為每隔一段時間向相鄰路由器發(fā)送路由更新報文，為3030秒。秒。 為防止同時廣播，常在為防止同時廣播，常在25352535秒之間隨機(jī)選取。秒

23、之間隨機(jī)選取。超時計時器：超時計時器： 每個路由條目都有一個生存期，設(shè)為每個路由條目都有一個生存期，設(shè)為180180秒；秒； 超時未收到有關(guān)該路由條目的更新報文，則宣布路由無效，跳數(shù)設(shè)為超時未收到有關(guān)該路由條目的更新報文，則宣布路由無效，跳數(shù)設(shè)為1616。 抑制計時器（抑制計時器（RFCRFC中沒有，而中沒有，而ciscocisco中支持）：中支持）： 使路由條目進(jìn)入一個長達(dá)使路由條目進(jìn)入一個長達(dá)180s180s的抑制狀態(tài)并且觸發(fā)更新。的抑制狀態(tài)并且觸發(fā)更新。 路由器如果在相同的接口上收到某個路由條目的距離比原先收到的距離大，那么將啟路由器如果在相同的接口上收到某個路由條目的距離比原先收到的距離大，那么將啟動一個抑制計時器，在抑制計時器的時間內(nèi)該目的標(biāo)記為不可到達(dá)，直到計時器超時，動一個抑制計時器，在抑制計時器的時間內(nèi)該目的標(biāo)記為不可到達(dá)，直到計時器超時，路由