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洞察RIP路由协议介绍-!

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发表于 前天 10:12 | 显示全部楼层 |阅读模式
1RIP概述

11RIP定义
RIP协议(RoutingInformationProtocol,路由信息协议)是一种基于距离矢量的内部关协议,即根据跳数来度量路由开销,进行路由选择。相比于其它路由协议,如OSPF、ISIS等,RIP协议现更简单,对带宽、配置和管理等要求也更低,但受到路由跳数和收敛速度的限制,跳数大于15就认为络不可达,所以法用在大型复杂络中。

12RIPv1和RIPv2
RIP有两个版本,分别为RIPv1和RIPv2。

●RIPv1:是一种有类别路由协议,协议报文中不携带掩码信息,只能识别自然段的路由。RIPv1采用广播的方式发送协议报文,报文格式如下:

图1-1RIPv1报文格式





●RIPv2:是RIPv1的扩充版本。它是一种类别路由协议,协议报文中携带掩码信息,能够识别类路由和超路由。RIPv2采用组播的方式发送协议报文,报文格式如下:

图1-2RIPv2报文格式





相比RIPv1,RIPv2有如下增强特性:

●报文中携带掩码信息,能够识别类路由,且支持路由聚合;

●报文中携带下一跳信息,支持在广播上指定去往目的络的下一跳;

●报文中携带路由Tag,支持通过Tag标记路由,对特定路由进行灵活控制。

●支持协议报文认证,包括明文和MD5认证两种认证类型。

2RIP工作原理

RIP路由协议的工作流程主要包括路由表生成和路由表更新维护两部分,并基于距离矢量算法计算路由,且遵循度量值越小则越的路由选取原则。

21路由表生成
设备开启RIP协议后,会自动开始学习并生成路由表。路由表生成过程如下:

(1)设备启动RIP后,会向相邻设备发送Request请求报文,请求对方的路由表中的全部路由信息。

(2)相邻设备收到该请求报文后,会一个Response响应报文。报文中携带自己的所有路由信息。

(3)设备收到响应报文后,根据报文中的路由信息更新自己的路由表,同时向邻居发送更新报文。

22路由表更新与维护
221RIP定时器
RIP协议的路由表更新维护过程主要通过四个定时器进行控制,进行路由表周期性更新维护。

●更新定时器(Updatetimer):决定发送更新报文的时间间隔。根据定时时间周期性向邻居发送更新报文,请求对方所有路由信息。一般默认设置定时时间为30s。

●效计时器(Invalidtimer):决定一条路由信息的有效时长。如果在此定时器到期前没有收到路由更新报文,就认为这条路由已经失效,将其度量值设置为16,并标记这条路由为效路由。一般来说,效计时时间应至少为更新计时的3倍,即至少发送3次更新报文确认路由不可达。一般默认设置效计时器时间为180s。

●清除计时器(Flushtimer):决定彻底清除效路由的时间。清除计时器在路由失效时开始计时,如果在定时器到期前没有收到相应邻居的对此路由的更新报文,就从路由表里删除这条路由信息。一般默认设置定时时间为120s。

?抑制计时器(Hold-Downtimer):当收到报文中路由更新为效状态(度量值为16)时,将这条路由标记为抑制状态,同时抑制定时器开始计时。为了防止路由震荡,在定时时间内,设备不接收邻居发来的对应路由更新,直到计时超时才接收并允许更新这条路由信息。正常情况下,抑制计时时间设置要小于清除计算时间,一般默认设置定时时间为0,即抑制阶段。

222RIP路由表更新与维护例
图2-1路由表更新维护过程示意图





在如图2-1所示络中,19216830的络突然出现故障,若Router2上配置更新定时器、效定时器和清除计时器的定时时间分别为30s、180s、120s,Router1上配置抑制定时器定时时间为10s,则对于去往19216830的路由信息的维护更新过程如下:

(1)Router2每隔30s向Router3发送一次更新请求。

(2)若Router2在180s内都没有收到Router3关于19216830的路由更新,则将这条路由的度量值置为16,标记为效路由,同时,清除计时器开始计时;若Router3在180s内回复了路由更新,则Router2更新本地路由,同时效计时器复位。

(3)假设Router2中去往19216830的路由已置为效,Router1在收到Router2的路由更新报文后,将对应路由信息标记为抑制状态,在抑制计时器超时(10s)前,Router1不会再更新这条路由。

(4)在路由失效后120s内,如果Router2都没有收到Router3的路由更新,就清除去往19216830的路由,如果在120s内收到了更新回复,Router2就更新对应路由。

23路由计算
在RIP路由表生成和更新维护过程中,都是基于距离矢量算法进行路由计算。

在距离矢量算法中,一条路由信息可以用本端指向目的络的矢量表示,路由的度量值由本端到目的络的转发跳数决定。对于直连络,转发跳数为0,所以度量值也为0;对于非直连络,通过叠加的方式获得对应的度量值。为了加路由收敛,RIP中对转发跳数进行了限制,当跳数大于15时,则默认络不可达。基于距离矢量的路由计算示例如下图所示:

图2-2距离矢量算法示例图





在上图所示络中,假设Router2和Router3中均没有去往19216800的路由,则路由学习过程为:当Router2收到来自Route1的更新报文时,学习报文中自己未知的络19216800的路由,并在原路由距离的基础上加1;当Router3收到来自Router2的更新报文时,同样也会学习未知络19216800的路由,并在原路由距离基础上加1,即距离为2。

3RIP防环机制

31什么是路由环路
路由环路是指络中产生矛盾的路由条目,导致数据包在络中不断地循环传输,始终到达不了目的地的现象。在RIP协议中,路由环路产生过程如下例所示。

假设存在如图3-1所示络,当19216830络突然出现故障时,Router3中对应的路由信息被删除,Router2需要等待定时器超时才会删除该路由,在定时超时前,Router2仍认为19216830可达。此时,若Router2先向Router3发送更新信息,则情况如下:

图3-1RIP路由环路产生示意图





(1)Router2向Router3发送更新报文,报文中包含目的络为19216830的路由信息;

(2)Router3收到更新报文,学习其中19216830络的路由,认为通过Router2可以到达19216830;

(3)此时,Router2中去往19216830的下一跳为Router3,Router3中去往19216830的下一跳为Router2,形成路由环路。

32RIP防环机制
对于路由环路问题,RIP中存在3种解决方案,分别为水平分割、性逆转和触发更新。

321水平分割
水平分割在不同络中的现不同,包括按接口和按邻居水平分割两种:

●在广播型络、点到点络(P2P)和点到多点络(P2MP)中,从哪个接口学习到的RIP路由信息,就禁止从该接口发送出去。

●在非广播多路访问络(NBMA)中,不允许将从某一邻居学习到的路由信息再发送回该邻居。

例如,在如图3-2所示络中,Router1通过G11接口学习了到去往19216820的路由信息。当19216820络出现故障时,Router2删除对应路由信息,此时,若开启了水平分割功能,Router1通过G11接口向Router2发送更新报文时,报文中不会携带此接口学习到的路由,即可避免Router2学习到错误的路由,避免产生路由环路。

图3-2水平分割原理示意图



322性逆转
性逆转方法防止环路的原理为:对于从某一接口学习到的路由信息,当从该接口发出去时将该路由的度量值置为16(即路由不可达)。

例如,在如图3-3所示络中,Router1通过G11接口学习了到去往19216820的路由信息。当19216820络突然发生故障,此时,如果开启了性逆转功能,Router1在向Router2发送更新报文时,会将去往19216820络的路由度量值置为16,避免Router2从Router1学习到错误的可达路由,从而避免产生路由环路。

图3-3性逆转原理示意图



323触发更新
触发更新机制防止环路的原理为:当路由信息发生变化时,路由器会立即向邻居发送更新报文(不再等待定时器超时),向邻居同步路由变化信息,避免从邻居学习到错误的路由从而引发路由环路问题。开启触发更新功能后,定时更新会自动关闭。

4总结

RIP是一种出现比较早的路由协议,通过简单的距离矢量算法来计算到达目的络的比较佳路径,现和维护起来都比较容易,能够满足早期小型简单络的需求,但RIP的扩展性受到转发跳数的限制,且RIP每次进行路由更新都会占用大量带宽,链路故障后需要花费较长时间才能现收敛,所以相比于后面出现的OSPF等路由协议,在路由收敛速度上存在明显不足,法用在一些现代的大型复杂络中。

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