动态路由协议RIP介绍

RIP的基础介绍

主要介绍的内容包括：RIPv1与RIPv2的特点、RIP报文的分析、RIP工作原理、RIP环路的产生以及RIP防环机制。

RIPv1与RIPv2的特点

RIP(Routing Information Protocal,路由信息协议)是一种简单的动态路由协议，是一种不可靠的协议(RIP只能通过邻居获取路由信息，不知道全局的路由状况，就算邻居的路由信息有误，协议也不会知道，直至出现网络异常)；

RIP使用UDP520端口号进行路由信息的交换；

RIPv1的特点：

• 广播更新；
• 有类协议(A、B、C类)，不支持不连续子网；
• 不支持CIDR和VLSM；
• 不支持认证，自动聚合；

RIPv2的特点：

• 组播更新(224.0.0.9)；
• 无类协议，支持不连续协议；
• 支持认证，支持手动汇总；
• 支持CIDR和VLSM；

RIP协议定时器

RIP协议内包含三个定时器(仅供了解)：

• 更新定时器：当此定时器超时时，立即发送路由更新报文，默认为30s(报文的发送间隔时间，每个30秒才发送一次，因此RIP协议的收敛速度慢，不适用于大型网络)；
• 老化定时器：当老化定时器超时时，仍没收到邻居发送的路由更新报文，就认为该路由不可达，如果开启了防环机制，就会在RIP路由表中将其标记为16跳(无穷大)并启动垃圾收集定时器。当路由条目添加到RIP路由表里，老化时间就开始启动，每次收到路由更新报文就重置老化定时器，默认时间为180s；
• 垃圾收集定时器：如果在垃圾定时器内仍没有收到邻居发送的路由更新报文，就会将RIP路由表中相应的路由删除，默认为120s；
• 抑制失效定时器：在开启防环机制时，当路由器收到度量值为16的路由更新时，对应的路由就会进入抑制状态并开启抑制定时器，默认为180s。在该定时器超时前，不会接收对应的路由更新(就算收到度量值小于16的路由更新，也不会接收)，防止出现环路；超时后恢复正常；

RIP路由更新规则

RIP的路由更新机制分为定期更新和触发更新；定时更新是按照更新定时器发送更新路由更新报文；触发更新是一旦路由条目发生改变，不用等到更新定时器超时就可以直接发送路由更新报文(与增量更新只发送被改变的路由条目不同，触发更新是将整个路由表发送，重新进行路由收敛)；

RIP路由更新规则(收到路由更新报文后，需要将报文携带的RIP路由表项的度量值增加1，才进行下列的路由更新)：

• 如果收到RIP路由表中没有的路由条目，就直接添加进路由表里；
• 如果收到RIP路由表中已有的目的路由条目，且来源端口相同，直接更新当前路由项(RIP认为该目的路由已经发生了改变)；
• 如果收到RIP路由表中已有的目的路由条目，且来源端口不同，如果度量值比路由表对应项大，就不做改变，如果比路由表项的度量值小，就更新路由表项的对应项(RIP认为有更优的路径出现)；

RIP报文结构

报文字段	说明
Command	命令字段，表示报文类型；Request(请求，对应值1)、Reply(响应，对应值2)、Traceon(开启追踪报文，对应值3，RIPv2不再使用)和Traceoff(关闭追踪标记，对应值4，RIPv2不再使用)
Version	版本字段，RIPv1版本值为1，RIPv2版本值为2
Unused	保留字段
Address Family Identity(AFI)	地址簇标识字段，用于携带多种不同协议的路由详细，IP对应的AFI值为2；
Route Tag	路由标签字段，适用于RIPv2，用于区分内部路由(RIP学习到的)和外部路由(使用重分发通告的其他路由)
IP Address	IP地址字段，表示指定的目的路由(标准网段或子网地址)
Subnet Mask	子网掩码字段，适用于RIPv2，用于确定IP地址的网段
Next Hop	下一跳字段，适用于RIPv2，用于指定路由的方向
Metric	度量值字段，也就是"跳数"，最大值为15，数值为16为无穷大(即该RIP路由条目不可用)

注：度量值(跳数)的数值是每经过一个RIP路由条目数值就会增加1

RIP工作原理

RIP协议是采用邻居通告的方式更新路由条目，接收来自邻居发送的路由表项，以便于更新和添加路由进入自己的路由表项，从而达成路由条目的学习；

• A.初始状态下，每个路由器的RIP路由表里只有与自己直连的路由条目；
• B.将所有的网段通告进RIP网络中，各个路由器开始路由学习；
• C.R1会将自己包含的10.1.1.0和1.1.1.0路由条目发送给邻居RIP路由器R2；
• D.R2收到邻居发送的RIP通告报文(包含有R1的RIP路由表信息)，将R1通告的路由条目的度量值(跳数)加1，并查看自己的路由条目，发现1.1.1.0是自己直连路由条目，度量值为0，比R1发送的小，但是R2中没有10.1.1.0的路由条目，直接添加进RIP路由表里，然后再将自己整个路由表发送给邻居路由器(R1和R3)，包含的路由条目有10.1.1.0、1.1.1.0和2.2.2.0；
• E.R1收到邻居发送的路由条目，会将邻居发送的路由条目度量值加1，然后按照路由更新机制添加路由条目；
• F. R3收到R2发送RIP通告报文，按照路由更新规则添加路由条目，然后如同R2一样将整个路由表发送给邻居，R4收到报文以后，也是一样的操作，直至所有路由器都学习到所有的路由条目；

RIP环路产生的原因

• A) 假设路由器R1断开了与客户端的连接，R1会删除该路由条目并立即向邻居发送路由通告报文，告知邻居R2路由器10.1.1.0路由不可达，再让R2通告其他路由器，通往R1客户端的路由不可达，但由于网络延迟、CPU繁忙等原因，没有及时发送给R2路由器；
• B) 由于R2没有及时收到R1发送报文，R2仍旧定期通告路由条目给邻居路由器R1和R3，此时通告的路由表中包含有10.1.1.0，跳数为1；
• C) R1收到R2通告的路由条目后，将R2发送路由表项中的各路由条目的度量值加1，然后按照路由更新规则添加或更新路由条目(此时路由器R1认为有另外一条路径能够到到达客户端)，此时R1路由器会将10.1.1.0，跳数为2添加进路由表中，等到更新定时器超时，R1会再次将整个路由表发送给邻居路由器R2；
• D) R2再次受到R1发送路由条目时，将该路由表内的路由条目跳数加1比较，发现10.1.1.0路由条目的跳数虽然比自己路由表中的大，但是来源端口相同(下一跳相同)，R2就认为10.1.1.0网络发生了改变，立即将该其更新至路由表项，然后等待更新定时器超时，R2会再次将整个路由表发送给邻居路由器R1；
• E) R1受到通告报文后，会将10.1.1.0，跳数为4添加进RIP路由表里(添加原因与R2的原因相同)，如此反复，直至达到无穷大，除非达到某种限制(设置了最大跳数防环，就是达到最大跳数16(不可达)，才会从路由表中删除)；

RIP的防环机制

• 最大跳数：设置路由条目最大跳数为15,16表示不可达；
• 水平分割法：从某一端口学习到的路由条目，不会再将该路由条目从该端口发送出去(不发生回传)
• 毒性逆转：在更新报文里包括回传路由，但是回传路由的跳数标记为16跳，便于通知其他路由器，回传路由不可达(即向邻居发送包含有标记为16跳的失效路由器的路由更新报文)；
• 路由毒化：当拓扑发生变化时，失效的路由会被标记为possibly down，跳数设为16；
• 触发更新：拓扑发生变化时，不用等到更新定时器超时，就直接发送更新报文；
• 保持失效定时器：收到跳数为16的路由条目时，会开启抑制定时器，在该期间不接收该路由条目；