距離矢量路由選擇協(xié)議RIP第五章Contents

5.2-路由自環(huán)2

5.1-RIP概述31

5.3-RIP的配置33

5.1-RIP概述

5.1.1RIP基礎(chǔ)315.1.2RIP的工作機(jī)制25.1RIP概述

5.1.1RIP基礎(chǔ)

RIP協(xié)議是Internet中常用的路由協(xié)議，它采用距離向量算法，即路由器根據(jù)距離選擇路由，所以也稱為距離向量協(xié)議。

RIP用兩種數(shù)據(jù)包傳輸更新：請求包和更新包。路由器收集所有可到達(dá)目的地的不同路徑，并且保存有關(guān)到達(dá)每個目的地的最少站點數(shù)的路徑信息，除到達(dá)目的地的最佳路徑外，任何其他信息均予以丟棄。同時路由器也把所收集的路由信息用RIP協(xié)議通知相鄰的其他路由器。這樣，正確的路由信息逐漸擴(kuò)散到了全網(wǎng)。

RIP的度量是基于跳數(shù)的，每經(jīng)過一臺路由器，路徑的跳數(shù)加一。這樣，跳數(shù)越多，路徑就越長，RIP算法總是優(yōu)先選擇跳數(shù)最少的路徑。它允許的最大跳數(shù)為15，任何超過15跳數(shù)（如16）的目的地均被標(biāo)記為不可達(dá)。另外，RIP每隔30秒鐘（按時間驅(qū)動路由更新，同時無論何時檢測到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生改變也觸發(fā)更新）向UDP端口520發(fā)送一次的路由信息廣播，廣播自己的全部路由表，每一個RIP數(shù)據(jù)包包含一個指令、一個版本號和一個路由域以及最多25條路由信息（一個數(shù)據(jù)包內(nèi)）。這也是造成網(wǎng)絡(luò)廣播風(fēng)暴的重要原因之一，其收斂速度也很慢。所以RIP只適用于小型的同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

RIP目前有兩個版本，第一版RIPv1和第二版RIPv2；RIPv1不支持CIDR（無類域間路由選擇）地址解析，而RIPv2支持。RIPv1使用廣播發(fā)送路由信息，RIPv2使用多播技術(shù)。RIP有以下一些主要特性RIP以到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò)的最小跳數(shù)作為路由選擇度量標(biāo)準(zhǔn)，而不是以鏈路帶寬和延遲進(jìn)行選擇；RIP最大跳數(shù)為15跳，這限制了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模；RIP消息通過廣播地址255.255.255.255進(jìn)行廣播，使用UDP協(xié)議的520端口；RIP每30秒向鄰居路由器發(fā)送一次廣播，廣播整個路由表；RIP的管理距離為120；RIPv1、v2的區(qū)別

RIPv1

RIPv2

在路由更新中不包含子網(wǎng)掩碼信息，是一個有類別路由協(xié)議在路由更新中包含了子網(wǎng)掩碼信息，是一個無類別路由協(xié)議，支持不連續(xù)子網(wǎng)設(shè)計不支持VLSM和CIDR支持VLSM和CIDR采用廣播地址255.255.255.255發(fā)送路由更新采用組播地址224.0.0.9發(fā)送路由更新不提供認(rèn)證提供明文和MD5認(rèn)證在路由選擇更新信息中包含下一網(wǎng)關(guān)信息在路由選擇更新信息中包含下一跳路由器的IP地址缺省自動匯總，且不能關(guān)閉自動匯總。子網(wǎng)掩碼按接收接口所定義的子網(wǎng)掩碼或大類子網(wǎng)掩碼缺省自動匯總，且能用命令關(guān)閉自動匯總，從而得到路由表中的子網(wǎng)掩碼信息，區(qū)分不同長度掩碼的子網(wǎng)絡(luò)加上RIPv1所有的功能CompanyName5.1.2RIP的工作機(jī)制RIP的工作機(jī)制如下：1）RIP啟動時的初始RIP數(shù)據(jù)庫（Database）僅包含本路由器聲明的直連路由；2）RIP協(xié)議啟動后向各個接口廣播或組播一個RIP請求（REQUEST）報文；3）鄰居路由器的RIP協(xié)議從某接口收到此請求（REQUEST）報文，根據(jù)自己的RIPDatabase，形成RIP更新（Update）報文向該接口對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)廣播；4）RIP接收鄰居路由器回復(fù)的包含鄰居路由器RIPDatabase的更新（Update）報文，形成自己的RIPDatabase；5）RIP的Metric以Hop為計算標(biāo)準(zhǔn)，最大有效跳數(shù)為15跳，16跳為無窮大代表無效。RIP依賴三種定時器維護(hù)其RIP數(shù)據(jù)庫的路由信息的更新：更新定時器：30秒，路由失效定時器：180秒，清除路由條目時間：240秒

下面以圖5-1、圖5-2、圖5-3為例，來說明距離向量算法的過程。

RIP路由協(xié)議剛運行時，路由器之間還沒有開始互發(fā)路由更新包。每個路由器的路由表里只有自己所直接連接的網(wǎng)絡(luò)（直連路由），其距離為0，是絕對的最佳路由。如圖5-1所示。圖5-1路由表的初始狀態(tài)

路由器知道了自己直接連接的子網(wǎng)后，就會向相鄰的路由器發(fā)送路由更新包，這樣相鄰的路由器就會相互學(xué)習(xí)，得到對方的路由信息，并保存在自己的路由表中。如圖5-2所示。路由器R1從路由器R2處學(xué)到R2所直接連接的子網(wǎng)3.0.0.0，因要經(jīng)過R2到R1，所以距離值為1。圖5-2路由器開始向鄰居發(fā)送路由更新包，通告自己直接連接的子網(wǎng)

路由器把從鄰居那里學(xué)來的路由信息不僅放入路由表，而且放進(jìn)路由更新包，再向鄰居發(fā)送，一次一次地，路由器就可以學(xué)習(xí)到遠(yuǎn)程子網(wǎng)的路由了。如圖5-3所示。路由器R1從路由器R2處學(xué)到路由器R3所直接連接的子網(wǎng)4.0.0.0，并經(jīng)過兩跳，其距離值為2；同時，路由器R3從路由器R2處學(xué)到路由器R1所直接連接的子網(wǎng)1.0.0.0，其距離值也為2。圖5-3路由器把從鄰居那里學(xué)到的路由放進(jìn)路由更新包，通告給其他鄰居

5.2-路由自環(huán)

5.2.2解決路由自環(huán)

2

5.2.1路由自環(huán)的產(chǎn)生31

5.2.3RIP中的計時器33

5.2.1路由自環(huán)的產(chǎn)生

當(dāng)路由器C的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化，4.0.0.0的網(wǎng)段設(shè)為不可達(dá)（down），如圖5-4所示。圖5-4路由自環(huán)的產(chǎn)生-1CompanyName

有一種情況可能會發(fā)生，在路由器C還沒有來得及告訴路由器B，自已自連的4.0.0.0的網(wǎng)段不可達(dá)的信息前，路由器B先發(fā)給自己一個RIP更新路由信息。這個路由信息告訴路由器C，“我能夠在1跳之內(nèi)達(dá)到4.0.0.0的網(wǎng)段”，路由器C就相信路由器B，更新自己的路由表項，由原來的表項“4.0.0.0E016”（自連，出口為E0）變?yōu)椤?.0.0.0S02”（從S0口經(jīng)2跳到4.0.0.0）。如圖5-5所示圖5-5路由自環(huán)的產(chǎn)生-2

再過一段時間后，路由器C反過來又將自己的路由信息發(fā)布給路由器B，影響路由器B和路由器A的路由信息更新。使到達(dá)4.0.0.0的網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)各增加了1。如圖5-6所示。圖5-6路由自環(huán)的產(chǎn)生-3但4.0.0.0的網(wǎng)絡(luò)是C的直連網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)故障仍沒有恢復(fù)，C再次報4.0.0.0已down掉，后又從B處學(xué)到達(dá)4.0.0.0為跳數(shù)4，再又?jǐn)U散到B、A，如此循環(huán)反復(fù)，互相影響形成路由信息更新環(huán)路。如圖5-7所示。

圖5-7路由自環(huán)的產(chǎn)生-4TEXTTEXTTEXTTEXT5.2.2解決路由自環(huán)

有以下五種方法可以解決路由環(huán)路：1.計數(shù)到無窮2.水平分割3.毒性反轉(zhuǎn)4.觸發(fā)更新5.Hold-down倒計時1．解決路由自環(huán)問題——計數(shù)到無窮在這種方案中，通過定義最大跳數(shù)（為15）來阻止路由無限循環(huán)。路由器在廣播RIP數(shù)據(jù)包之前總是把跳數(shù)（metricfield）的值加一，當(dāng)一旦跳數(shù)值達(dá)到16的時候，視為不可到達(dá)，從而丟棄RIP數(shù)據(jù)包。如下圖。

計數(shù)到無窮的提出限制了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，路由器的個數(shù)不能超過15。且增加了收斂的時間，影響網(wǎng)絡(luò)的性能。2．解決路由自環(huán)問題—水平分割

水平分割保證路由器記住每一條路由信息的來源，并且不在收到這條信息的端口上再次發(fā)送此路由信息。這是保證不產(chǎn)生路由循環(huán)的最基本措施。

RIP規(guī)定：網(wǎng)絡(luò)4.0.0.0的路由選擇更新只能從路由器C產(chǎn)生（因為網(wǎng)絡(luò)4.0.0.0是路由器C的自連路由），而路由器A和B不能對4.0.0.0的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由選擇更新。即路由信息不能夠返回其起源的路由器，這就是水平分割。如圖5-9所示，路由器A不能向路由器B廣播3.0.0.0、4.0.0.0的網(wǎng)絡(luò)；路由器B不能向路由器A廣播1.0.0.0的網(wǎng)絡(luò)，也不能向路由器C廣播4.0.0.0的網(wǎng)絡(luò)；路由器C不能向路由器B廣播1.0.0.0、2.0.0.0的網(wǎng)絡(luò)。

3．解決路由自環(huán)問題—路由毒殺和反轉(zhuǎn)毒殺

路由毒化（路由中毒）：網(wǎng)絡(luò)4.0.0.0的路由選擇更新只能從路由器C產(chǎn)生，如果路由器C從其他路由學(xué)習(xí)到4.0.0.0網(wǎng)絡(luò)的路由選擇更新，則路由器C將10.4.0.0網(wǎng)絡(luò)改為不可到達(dá)（如16跳）。毒性反轉(zhuǎn)（帶毒化逆轉(zhuǎn)的水平分割）：當(dāng)一條路由信息變?yōu)闊o效后，路由器并不立即將它從路由表中刪除，而是用最大的跳數(shù)16（不可到達(dá)）的度量值將其廣播出去，雖然這樣增加了路由表的大小，但可消除路由循環(huán)。當(dāng)路由器C從其他路由學(xué)習(xí)到4.0.0.0網(wǎng)絡(luò)的路由選擇更新時，路由器C將4.0.0.0網(wǎng)絡(luò)改為不可到達(dá)（如16跳），并向其他路由器轉(zhuǎn)發(fā)4.0.0.0網(wǎng)絡(luò)是不可達(dá)到的路由選擇更新，毒化反轉(zhuǎn)和水平分割一起使用。如圖5-11所示。圖5-11解決路由自環(huán)問題—路由毒殺和反轉(zhuǎn)毒殺4．解決路由自環(huán)問題—觸發(fā)更新

RIP規(guī)定：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化（新網(wǎng)絡(luò)的加入、原有網(wǎng)絡(luò)的消失或網(wǎng)絡(luò)故障）時，立即觸發(fā)更新，而無需等待路由器更新計時器（30秒）期滿，從而加快了收斂。同樣，當(dāng)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羁斓卦诰W(wǎng)絡(luò)上傳播開。觸發(fā)更新只是在概率上降低了自環(huán)發(fā)生的可能性。圖5-10說明了觸發(fā)更新解過程。圖5-10解決路由自環(huán)問題—觸發(fā)更新5．解決路由自環(huán)問題—抑制定時器

當(dāng)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，然后又立即在另一個網(wǎng)段上得知這個路由有效，通常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。因此當(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。當(dāng)路由器B從C處知4.0.0.0的網(wǎng)絡(luò)是不可達(dá)到時，啟動一個抑制計時器（RIP缺省180秒）。在抑制計時器期滿前，若再從路由器C處得知4.0.0.0的網(wǎng)絡(luò)又能達(dá)到時，或者從其他路由器如A處得到更好的度量標(biāo)準(zhǔn)時（比不可達(dá)更好），刪除抑制計時器。否則在該時間內(nèi)不學(xué)習(xí)任何與該網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的路由信息，并在倒計時期間繼續(xù)向其他路由器（如A）發(fā)送毒化信息。如圖5-12所示。圖5-12解決路由自環(huán)問題—抑制定時器5.2.3RIP中的計時器RIP中一共使用了5個計時器：updatetimer（更新計時器），timeouttimer（無效計時器），garbagetimer（廢除計時器），holddowntimer（抑制計時器），觸發(fā)更新計時器（SleepTimer）。圖5-13用showipprotocol顯示了RIP中各個計時器的情況。1．更新計時器（Updatetimer）指運行RIP協(xié)議的路由器向所有接口廣播自己的全部路由表的時間間隔。一般為30秒。2．無效計時器（Timeouttimer）針對路由表中的特定路由條目的計時器。如果在無效計時器所規(guī)定的時間內(nèi)，路由器還沒有收到此路由信息的更新，則路由器標(biāo)記此路由不可達(dá)，并向所有接口廣播不可達(dá)更新報文。如果在無效計時器所規(guī)定的時間內(nèi)，路由器收到此路由信息的更新，就將該計數(shù)器復(fù)位（置0），無效計時器缺省是180秒。3．抑制計時器（holddowntimer）當(dāng)標(biāo)記路由不可達(dá)時，啟動抑制計時器，缺省為180秒。4．廢除計時器（garbagetimer）指路由條目廢除的時間。缺省為240秒，廢除存在2種意思1）如果在廢除時間內(nèi)沒有收到更新報文，那么該目的的路由條目將被刪掉也就是直接刪除。2）如果在廢除時間內(nèi)收到更新報文，那么該目的的路由條目的廢除計時器被刷新置0。5．觸發(fā)更新計時器使用在觸發(fā)更新中的一種計時器，觸發(fā)更新計時器使用1～5秒的隨機(jī)值來避免觸發(fā)更新風(fēng)暴。

5.3.1RIP的配置步驟31

5.3.3被動接口與單播更新335.3RIP的配置5.3.4浮動靜態(tài)路由345.3.2RIP基本配置實例25.3.1RIP的配置步驟和常用命令1．路由配置步驟

Router(config)#routerrip

//設(shè)置路由協(xié)議為RIPRouter(config-router)#version{1|2}

//定義版本號為

1或2，通常1為缺省

Router(config-router)#networknetwork-number

其中，network-number網(wǎng)絡(luò)號必須是路由器直連的網(wǎng)絡(luò)；如果是第一版本，這里必須是有類別的網(wǎng)絡(luò)號，嚴(yán)格按A、B、C分類網(wǎng)絡(luò)。對第一版本，172.16.1.1與172.16.2.1的網(wǎng)絡(luò)屬同一子網(wǎng)，通常在路由器中各接口應(yīng)在不同的子網(wǎng)內(nèi)，不準(zhǔn)許這樣不同的接口地址在同一子網(wǎng)中。對第二版本，172.16.1.1與172.16.2.1的網(wǎng)絡(luò)不屬同一子網(wǎng)，可用：Router(config-router)#network172.16.1.0Router(config-router)#network172.16.2.0分別指明兩個直連的網(wǎng)絡(luò)，也可用：Router(config-router)#network172.16.0.0用172.16.0.0的主類網(wǎng)絡(luò)來概括兩個子網(wǎng)絡(luò)。Router1(config-router)#timersbasicupdatetimeoutholddowngarbage

//定義路由更新、無效、抑制、廢除時間。Router1(config-router)#notimersbasic//恢復(fù)各定時器到缺省值。Router(config-if)#noipsplit-horizon//抑制水平分割Router(config-router)#passive-interfaceserial1/2//定義路由器的s1/2口為被動接口。被動接口將抑制動態(tài)更新，禁止路由器的路由選擇更新信息通過s1/2發(fā)送到另一個路由器。（只接受不發(fā)送更新數(shù)據(jù)包）Router(config-router)#neighbornetwork-number//配置向鄰居路由器用單播發(fā)送路由更新信息，即此路由為單播路由注意：單播路由不受被動接口的影響，也不受水平分割的影響。Router1(config-router)#noauto-summary//關(guān)閉自動匯總，RIP缺省時打開自動匯總，且在第一版本中無法關(guān)閉。2．相關(guān)調(diào)試命令Router#showipprotocol顯示與路由協(xié)議有關(guān)的信息（基于思科設(shè)備，其顯示的信息更全面）Router#showiproute顯示路由表Router#showipinterfacebrief驗證路由器接口的配置Router#DebugipRIP顯示本路由器發(fā)送和接收的RIP路由更新信息。Router#unDebugall關(guān)閉調(diào)試功能，停止顯示。5.3.2RIP基本配置實例例1，如圖5-16所示，接口的IP地址沒有配置，主要配置RIP，且缺省時為RIPV1。圖5-16RIP配置例2:如圖5-17,用RIP進(jìn)行配置，并用靜態(tài)路由配置使各局域網(wǎng)能上INTERNET（1）在路由器A的f1/0端口上接PCA，端口s1/2上連路由器B，s1/3外接INTERNET在實驗環(huán)境下，可外接一臺路由器模擬INTERNET。否則將s1/3配為Loopback0（2）在路由器B的f1/0端口上接PCB，端口s1/2上連路由器A（3）配置PC1和PC2兩臺主機(jī)的IP地址：

PCA為：192.168.0.2PCB為：192.168.1.2【實驗配置】在A路由器上配置：（1）配置接口地址A#configtA(config)#interfaceserial1/2A(config-if)#ipaddress10.0.0.1255.255.255.0A(config-if)#clockrate64000A(config-if)#noshutdownA(config-if)#exitA(config)#interfacefastethernet1/0A(config-if)#ipaddress192.168.0.1255.255.255.0A(config-if)#noshutdownA(config-if)#exitA(config)#interfaceserial1/3A(config-if)#ipaddress212.102.11.1255.255.255.0A(config-if)#noshutdownA(config-if)#exit（2）配置RIPA(config)#routerripA(config-router)#version2A(config-router)#network192.168.0.0A(config-router)#network10.0.0.0A(config-router)#network212.102.11.0在B路由器上配置：（3）配置接口地址B(config)#interfaceserial1/2B(config-if)#ipaddress10.0.0.2255.255.255.0B(config-if)#noshutdownB(config-if)#exitB(config)#interfacefastethernet1/0B(config-if)#ipaddress192.168.1.1255.255.255.0B(config-if)#noshutdownB(config-if)#exit（4）配置RIPB(config)#routerripB(config-router)#version2B(config-router)#network192.168.1.0B(config-router)#network10.0.0.0（5）配置靜態(tài)路由B(config-router)#iproute212.102.11.0255.255.255.010.0.0.1（這條路由最優(yōu)先）【測試結(jié)果】

（1）在PCB上能上INTERNET，可用ping212.102.11.1

測試是否通（2）在PCA上ping192.168.1.1，通。5.3.3被動接口與單播更新

如果內(nèi)部子網(wǎng)信息不希望傳播出去，但又能接收外網(wǎng)的路由更新信息，有很多方法，其中一種就是指定被動接口。被動接口只接收路由更新但不發(fā)送路由更新，在不同的路由協(xié)議當(dāng)中被動接口的工作方式也不相同。RIP：只接收路由更新不發(fā)送路由更新；EIGRP和OSPF：不發(fā)送HELLO分組，不能建立鄰居關(guān)系。被動接口能接收外面的路由更新，但不能以廣播或組播的方式發(fā)送路由更新，但可以以單播的方式發(fā)送路由更新，此時可以單獨過濾一個路由條目，而將此路由更新發(fā)送到某個路由，這就是單播更新。實例:將R1的s1/1接口設(shè)置為被動接口，檢查R1，R2，R3相互之間的連通性1）對R1進(jìn)行配置R1(config)#hostR1R1(config)#ints1/1R1(config-if)#ipadd12.0.0.1255.255.255.0R1(config-if)#noshutR1(config)#intlo0R1(config-if)#ipadd1.1.1.1255.255.255.255R1(config-if)#routerRIPR1(config-router)#net1.1.1.1R1(config-router)#net12.0.0.0R1(config-router)#passive-interfaces1/1//將R1的s1/1接口設(shè)置為被動接口2）對R2進(jìn)行配置R2(config)#ints1/1R2(config-if)#ipadd12.0.0.2255.255.255.0R2(config-if)#noshutR2(config)#ints1/2R2(config-if)#ipadd13.0.0.1255.255.255.0R2(config-if)#noshutR1(config)#intlo0R1(config-if)#ipadd2.2.2.2255.255.255.255R2(config-if)#routerRIPR2(config-router)#net13.0.0.0R2(config-router)#net12.0.0.0R2(config-router)#net2.2.2.2R3基本同R2相同【測試結(jié)果】當(dāng)R1配置了被動接口以后，R1可以ping通R3和R2，但R2和R3ping不通R1。在各路由表中：R1可以學(xué)習(xí)到R2和R3的路由信息，但R2和R3卻不能學(xué)習(xí)到R1的路由信息.單播更新的應(yīng)用：1．當(dāng)某企業(yè)的廣域網(wǎng)絡(luò)是一個NBMA網(wǎng)（非廣播多路訪問，如幀中繼），如果網(wǎng)絡(luò)上配置的路由協(xié)議是RIP時，由于RIP一般是采用廣播或組播方式發(fā)送路由更新信息，但在非廣播網(wǎng)和非廣播多路訪問網(wǎng)（NBMA網(wǎng)）上，缺省是不能發(fā)送廣播或組播包的，此時，網(wǎng)絡(luò)管理員可以只能采用單播方式向跨地區(qū)企業(yè)內(nèi)部的其它子網(wǎng)通告RIP路由更新信息。在被動接口的前提下，可以配置單播更新實現(xiàn)非廣播多路訪問網(wǎng)絡(luò)中點對點的路由更新信息。2．由于以太網(wǎng)是一個廣播型的網(wǎng)絡(luò)，為使一臺路由器把自己的路由信息發(fā)送到某臺路由器上，而不是將路由更新發(fā)送給以太網(wǎng)上的每一個設(shè)備，首先將此路由器的接口配置成被動接口，再采用單播更新，將自己的路由信息發(fā)送到以太網(wǎng)上某一路由器上。如圖5-19所示。路由器R1只想把路由更新送到路由器R3上，為了防止路由更新發(fā)送給以太網(wǎng)上的其它設(shè)備如R2，先把路由器R1的g0/0口配置成被動接口，并采用單播更新，把路由更新發(fā)送給R3，R2將不會收到R1的路由更新信息。路由器R1具體的配置如下：R1(config)#routerripR1(config-router)#passive-interfaceGigabitEthernet0/0R1(config-router)#neighbor172.16.1.3注意事項：l單播路由不受被動接口的影響；l單播路由不受水平分割的影響；l在配置NBMA網(wǎng)時，如果在作地址映射時使用了關(guān)鍵字broadcast，則無需配neighbor命令。5.3.4浮動靜態(tài)路由

浮動靜態(tài)路由是一種定義管理距離的靜態(tài)路由。當(dāng)兩臺路由器之間有兩條