1、RIP路由選擇協議一、 背景RIP（RoutingInformationProtocols，路由信息協議）是使用最廣泛的距離向量協議，它是由施樂（Xerox）在70年代開發的。當時，RIP是XNS（XeroxNetworkService，施樂網絡服務）協議簇的一部分。TCP/IP版本的RIP是施樂協議的改進版。RIP最大的特點是，無論實現原理還是配置方法，都非常簡單。二、 工作原理RIP是一種簡單的分布式的基于距離向量的路由選擇協議。1. 度量值距離 “距離”的定義 n 從一路由器到直接連接的網絡的距離定義為 1。n 從一個路由器到非直接連接的網絡的距離定義為所經過的路由器數加 1。n RIP

2、 協議中的“距離”也稱為“跳數”(hop count)，因為每經過一個路由器，跳數就加 1。 n RIP 認為一個好的路由就是它通過的路由器的數目少，即“距離短”。n RIP 允許一條路徑最多只能包含 15 個路由器。n “距離”的最大值為16 時即相當于不可達，跳數為16的網絡被認為不可達。可見 RIP 只適用于小型互聯網。n RIP 不能在兩個網絡之間同時使用多條路由。RIP 選擇一個具有最少路由器的路由（即最短路由），哪怕還存在另一條高速(低時延)但路由器較多的路由。 2. 交換的信息 RIP報文 (1) 交換的內容是到本自治系統(AS)中所有往來的(最短)距離，以及到每個網絡要經過的下

3、一跳路由器。路由表中與這些內容相關的字段會被封裝在RIP報文中，在鄰居路由器之間傳送。 (2) 路由表的字段目的網絡 ：任何路由表中所包含的最重要信息就是到所知目的地的I P地址的網絡號。一旦一臺RIP路由器收到一個數據報文，就會查找路由表中的目的I P地址(的網絡號)與收到報文的目的IP地址(的網絡號)進行匹配，以決定從哪里轉發那個報文。距離 ：路由表中的度量域指出報文從起始點到特定目的地的總耗費。路由表中的度量是從路由器到特定目的地之間網絡鏈路的耗費總和。RIP協議以“跳數”作為度量。下一跳：下一跳IP地址域包括到目的網絡的路徑上，下一個路由器接口的IP地址。如果目的IP地址所在的網絡與路

4、由器不直接相連時，路由器表中此項為空，用“”來表示。路由變化標志域：路由變化標志域用于指出至目的I P地址的路由是否在最近發生了變化。這個域是重要的，因為R I P為每一個目的I P地址只記錄一條路由。路由計時器域：有兩個計時器與每條路由相聯系，一個是超時計時器，一個是路由刷新計時器。這些計時器一同工作來維護路由表中存儲的每條路由的有效性。3. 路由表的建立n 路由器在剛剛開始工作時，只知道到直接連接的網絡的距離（此距離定義為1）。n 以后，每一個路由器也只和數目非常有限的相鄰路由器交換并更新路由信息。n 經過若干次更新后，所有的路由器最終都會知道到達本自治系統中任何一個網絡的最短距離和下一跳

5、路由器的地址。n RIP 協議的收斂(convergence)過程較快，即在自治系統中所有的結點都得到正確的路由選擇信息的過程。 4. 路由的更新Ø 更新的算法距離向量算法 收到相鄰路由器（其地址為 X）的一個 RIP 報文：(1) 先修改此 RIP 報文中的所有項目：將“下一跳”字段中的地址都改為 X，并將所有的“距離”字段的值加 1。(2) 對修改后的 RIP 報文中的每一個項目，重復以下步驟：若項目中的目的網絡不在路由表中，則將該項目加到路由表中。 否則 若下一跳字段給出的路由器地址是同樣的，則將收到的項目替換原路由表中的項目。 否則 若收到項目中的距離小于路由表中的距離，則進

6、行更新，否則，什么也不做。(3) 若 3 分鐘還沒有收到相鄰路由器的更新路由表，則將此相鄰路由器記為不可達的路由器，即將距離置為16（距離為16表示不可達）。(4) 返回。看下面的例子： 圖中的路由表字段為(目的網絡，距離，下一跳路由)Ø 路由表的維護(更新定時器) (關于這個知識點，我在上課的時候講得不夠準確，請以這個版本為準！)RIP為每個目的地只記錄一條路由的事實要求RIP積極地維護路由表的完整性。通過要求所有活躍的RIP路由器在固定時間間隔廣播其路由表內容至相鄰的RIP路由器來做到這一點，所有收到的更新自動代替已經存儲在路由表中的信息。 RIP依賴4個計時器來維護路由表：&#

7、183;更新計時器(Update Timer)·路由超時計時器(Invalid Timer)·路由刷新計時器(Flush Timer)·路由保持計時器(Holddown Timer)(1) 更新計時器用于在節點一級初始化路由表更新。每個RIP節點只使用一個更新計時器，相反，路由超時計時器和路由刷新計時器為每一個路由維護一個。RIP路由器每隔3 0秒觸發一次表更新。更新計時器用于記錄時間量。一旦時間到， RIP節點就會產生一系列包含自身全部路由表的報文。這些報文廣播到每一個相鄰節點。因此，每一個RIP路由器大約每隔3 0秒鐘應收到從每個相鄰RIP節點發來的更新。注意

8、在更大的基于RIP的自治系統中，這些周期性的更新會產生不能接受的流量。因此，一個節點一個節點地交錯進行更新更理想一些。RIP自動完成更新，每一次更新計時器會被復位，一個小的、任意的時間值加到時鐘上。(2) 路由超時計時器，又名“無效計時器”有兩種方式使路由變為無效：一是 ：路由終止。二是 ：路由器從其他路由器處學習到路由不可用。在任何一種情形下， RIP路由器需要改變路由表以反映給定路由已不可達。一個路由如果在一個給定時間之內沒有收到更新就中止。比如，路由超時計時器通常設為180秒。當路由變為活躍或被更新時，這個時鐘被初始化。180秒是大致估計的時間，這個時間足以令一臺路由器從它的相鄰路由器處

9、收到6個路由表更新報文（假設它們每隔30秒發送一次路由更新），如果180秒消逝之后， RIP路由器沒收到關于那條路由的更新， RIP路由器就認為那個目的I P地址不再是可達的。因此，路由器就會把那條路由表項標記為無效。通過設置它的路由度量值為1 6來實現，并且要設置路由變化標志。這個信息可以通過周期性的路由表更新來與其相鄰路由器交流。注意 ：對于RIP節點而言，16等于無窮。因此，簡單的設置耗費度量值為16能作廢一條路由。(3) 路由刷新計時器，又名“清除計時器”路由表中得無效項存在時間很短。即使表項保持在路由表中，報文也不能發送到那個表項的目的地址： RIP不能把報文轉發至無效的目

10、的地。一旦路由器把某條路由標識為無效，它會為該條路由初始化一個秒計時器：路由刷新計時器。因此，在最后一次超時計時器初始化后180秒，路由刷新計時器被初始化。這個計時器通常設為90秒。如果路由更新在270秒之后仍未收到（ 180秒超時加上90秒路由刷新時間），就從路由表中移去此路由（也就是刷新）。而為了路由刷新遞減計數的計時器稱為路由刷新計時器。這個計時器對于RIP從網絡故障中恢復的能力絕對必要。(4) 路由保持計時器當一個路由器向外宣告了某條路由不可達后，它會初始化一個計時器，并在這個計時器遞減計數的期間拒絕接收有關這條路由的更新消息。缺省值為180秒。路由保持計時器也是為每一條路由維護一個。

11、當路由保持計時器倒計時完畢后，就開始接受來自其他來源的有關該路由得更新消息。這個計時器常用于抑止路由循環。這些路由計時器的值都是可以在路由器中配置的。三、 收斂問題至此可見，RIP的更新方式比較簡單，因此也導致了一些問題：(1) 通信鏈路可能會通過低效路徑傳遞(2) 路由更新可能需要較長時間才能達到收斂。在這段時間內，整個路由域很不穩定，可能導致數據傳輸低效，甚至傳遞錯誤。收斂問題主要體現在路由循環問題上。下面來詳細討論這個路由循環的問題。1. 問題描述當網絡有新加入的路由器或網絡是，此信息(好消息)可以很快地傳送給所有的路由器；當網絡出現故障的時候，要經過比較長的時間才能把信息(壞消息)傳給

12、所有路由器。看下面的例子：這一特點就叫做“好消息傳播得快，壞消息傳播得慢”。這問題的實質是一個“路由循環”問題(Routing Loops)，也叫“路由環路”、“循環路由”、“無窮計數”問題。距離向量類的算法容易產生路由循環，RIP是距離向量算法的一種，所以它也不例外。2. 防范措施 為了避免這個問題，RIP等距離向量算法實現了下面4個機制。(1) 水平分割（splithorizon）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送它。這是保證不產生路由循環的最基本措施。但當物理拓撲結構是環形的時候，問題依然存在。(2) 毒性逆轉（poisonreverse）運

13、行從接收路由的端口發送與從這端口接收的路由有關的信息，但把距離設置為16。這對消除路由循環很有幫助，它可以立即清除相鄰路由器之間的任何環路。(3) 觸發更新（triggerupdate）當路由表發生變化時，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答一個更新報文，而不必等到下一個更新周期。這樣，網絡拓撲的變化會最快地在網絡上傳播開，減少了路由循環產生的可能性。(4) 抑制計時（holddowntimer），即路由保持計時一條路由信息無效之后，一段時間內這條路由都處于抑制狀態，即在一定時間內不再接

14、收關于同一目的地址的路由更新。如果，路由器從一個網段上得知一條路徑失效，然后，立即在另一個網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，增加了網絡的穩定性。即便采用了上面的4種方法，路由循環的問題也不能完全解決，只是得到了最大程度的減少。一旦路由循環真的出現，路由項的度量值就會出現計數到無窮大（CounttoInfinity）的情況。這是因為路由信息被循環傳遞，每傳過一個路由器，度量值就加1，一直加到16，路徑就成為不可達的了。RIP選擇16作為不可達的度量值是很巧妙的，它既足夠的大，保證了多數網絡能夠正常運

15、行，又足夠小，使得計數到無窮大所花費的時間最短。四、 RIPv1和RIPv2的區別 RIP-V2不是一個新的協議，它只是在RIPV1協議的基礎上增加了一些擴展特性，以適用于現代網絡的路由選擇環境。這些擴展特性有：Ø 每個路由條目都攜帶自己的子網掩碼(支持可變長子網掩碼)Ø 路由選擇更新更具有認證功能(鑒別功能)Ø 每個路由條目都攜帶下一跳地址Ø 外部路由標志Ø 組播路由更新(多點播送RIPv2報文)最重要的一項是路由更新條目增加了子網掩碼的字段，因而RIP協議可以使用可變長的子網掩碼，從而使RIPV2協議變成了一個無類別的路由選擇協議。這個“無類別的路由協議”是相對比較先進的技術，不作重點考查，大家有興趣可以找資料了解一下。五、