第四章 距离矢量路由协议与RIP

第一节　距离矢量路由协议及其原理

驱动问题

• • • • 距离矢量路由协议的核心算法是什么？

        • Bellman－Ford算法：周期性向邻居传送完整的路由表

      • 距离矢量路由协议具有什么优缺点？

        • 优点：成本低

        • 缺点：收敛慢

      • RIPv１与RIPv２这两个版本有哪些不同？

        • 变长掩码、组播、汇总、安全

1、距离矢量的意义

• 距离向量是指以距离和方向向量的形式发布的路线

  • 距离——确定距离目标网络有多远，并基于跳数、成本、带宽、延迟等度量

  • 方向——指定到达目的地址的下一跳或出接口方向

2、距离矢量路由协议的工作原理

• 不了解到目标网络的整个路径或网络拓扑的实际地图

  • 但了解到远程网络的距离或度量值和获取远程网络的路径或接口

• 在通往最终目的地的道路上使用路由器作为指标

• 共用一条链路且使用相同路由协议的邻居路由器共享更新

• 更新可以定时发送，也可以在广播或多播需要时发送

• 距离矢量算法

  • 发送和接收路由信息

  • 计算最佳路径，在路由表中安装路由

  • 检测拓扑变化并对其作出反应

3、RIP的重要性

• 虽然RIP在现代网络中很少使用，但它是了解基本网络路由的基础

• 熟悉RIP的许多基本概念可以帮助你比较RIP和其他协议

4、路由协议算法

• 定义：

  • 发送和接收路由信息

  • 存储路由信息

  • 计算最佳路径和安装路由表中的路由

  • 检查拓扑变化并对其作出反应

• RIP使用Bellman－Ford算法作为路由算法

5、冷启动——初始网络发现

• 在冷启动之后，在交换路由信息之前，路由器首先发现它们自己的直连网络和子网掩码

• 直连的网络最先放置在路由表中

6、RIP使用的Bellman－Ford算法

• 发送更新

  • 如果配置了RIP，则邻居路由器将交换包含整个路由表的路由信息

  • 定期或定时发送更新

• 计算最佳路径和安装路线

  • 路由器检查更新以获取新信息

  • 指标是更新

  • 新的信息存储在路由表中

• 发送和接收更新

  • 路由器继续交换路由信息并更新路由表

• 对拓扑变化做出反应

  • 检查并响应拓扑更改

7、收敛性和网络可操作性

实现收敛的速度由两个互相依赖的类别组成

广播路由信息的速度

最佳路径计算速度

网络被认为是完全可操作的之前，必须达到收敛

8、RIP计时器

更新定时器：默认为30S

无效定时器

刷新定时器

限制定时器

更新定时器还可以用来跟踪路由表中路由信息的年龄

每次收到更新报文时，路由表中路由信息的年龄都会更新

第二节 RIP的基本配置

驱动配置

• • • RIP的基本配置有哪些？

      • 激活进程

      • 指定网络（宣告的内容与途径）

    • 如何减少不必要的路由更新？

      • 配置Passive Interface

    • 如何查看RIP路由运行的情况

      • Show ip protocols

      • Show ip route rip

      • Debug ip rip

1、指定网络

• 当需要使能网络进程的RIP路由时，可以使用network network-address router router configuration mode 命令

• 为每个直连网络输入有类网络地址

Router(config-router)#network directly-connected-classful-network-address

• 在属于特定网络的所有接口上启用RIP，关联的接口可以发送和接收RIP更新

2、路由验证与故障处理

• 在配置任何路由之前，无论是静态路由还是动态路由，使用show ip interface brief命令确保所有必要的接口都是打开状态

• 要验证路由并排除故障，首先使用show ip route 和 show ip protocols。

• 如果不能使用这两个命令来隔离问题，那么使用 debug ip rip 来查看到底发生了什么

3、不必要更新的影响

• 浪费的带宽——带宽被浪费在传输不必要的更新

• 浪费的资源——局域网中的所有设备都必须将更新处理到传输层

• 安全风险——广播网络上的广告更新存在安全风险，路由更新可以被修改并发送回路由器，从而用错误的度量破坏路由表

4、被动接口配置

被动接口命令用来抑制接口的路由更新

Router(config-router)#passive-interface interface-type interface-number

第三节 RIP的高级配置

驱动问题

• • • RIP的自动汇总在什么情况下发生？

      • 在跨越主类网络边界时

    • RIP的自动汇总会有什么问题？

      • 不能支持子网非连续的场景

    • 若要支持非连续的子网，应如何配置RIP？

      • 使用支持能够关闭自动汇总的RIPv2

1、边界路由器

边界路由器是一种具有多个主要有类网络接口的路由器

2、自动汇总

有类路由协议自动总结跨主要网络边界的有类网络

RIP在发送更新时，会使用自动摘要

• 优点：

  • 路由更新的大小随着路由更新带宽的减少而减少

  • 单个路由被用来表示多个路由，这使得在路由表中查找更快

• 缺点：

  • 自动汇总不能支持非连续的子网的环境

• 自动汇总无效的情况：

  • 使用RIPv1时，no auto-summary命令无效。必须使用RIPv2。

3、手动RIPv2总结

ip summary-address rip ip-address network-mask interface命令用于聚合指定接口下的地址或子网

第四节 RIP默认路由

驱动问题

• • • 为什么要在路由协议中进行默认路由的传播？

      • 提高默认路由的灵活性（适应性）

    • 如何通过RIP进行默认路由的传播？

      • 重分发（所有）静态路由

      • 仅重分发默认静态路由

1、复习默认静态路由

• 默认路由

  • 没有在路由表中明确定义的报文将被发送到默认静态路由的指定接口

• 命令语法

  • Router(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0{ip-address|exit-intf}

2、参考网络

ISP为客户网络内的地址配置一个指向R的静态路由

为RIP路由域中的所有其他网络提供Internet连接

R2或R3上配置静态路由

或者仅重发一个默认静态路由给所有使用动态路由协议的其他路由器

3、在RIP中传播默认路由

命令用来在RIP更新中传播默认静态路由，从而指定路由器产生默认信息

第五节 RIPng for IPv6

驱动问题

• • • IPv6网络中是否有类似RIPv1或RIPv2这样的距离矢量路由协议？

      • 有，RIPng

    • 如果有，IPv6下的RIP协议相对RIPv1或RIPv2有什么异同？

      • 除 UDP端口号与组播地址不同外，其他基本相同

  

1、RIPng对IPv6概述

RIP有三个版本：RIPv1，RIPv2和RIPng

IPv4网络中的RIPv1和RIPv2路由

IPv6网络中的RIPng路由

RIPng基于RIPv2协议，它仍然有15跳的限制，行政距离是120

第六节 消除路由环路的机制

驱动问题

• • • 距离矢量路由协议为什么可能形成路由环路？

      • 路由器知道的只是网络的一部分信息

      • 路由信息的更新周期比较长

• • • 在距离矢量路由协议中可以使用哪些机制来避免路由环路？

      • 触发更新

      • 水平分割

      • 路由毒化

      • 毒性逆转

1、什么是路由环路？

• 一个包在一系列路由器中连续地传输，而永远不会到达它的目的地的状态

• 可能由以下原因引起

  • 静态路由配置错误

  • 路由重新分配配置错误

  • 错误的配置或安装丢弃路由

  • 收敛速度慢

2、循环可能导致跳数无限大

当不确定的路由更新将度量值增加到“无穷大”时所存在的一种情况，该度量值对于一个不可再达的网络来说是无穷大的

3、路由循环问题

• 在一个环路中，在路由器之间来回循环的流量占用过多的带宽

• 可能导致CPU资源紧张

• 路由更新可能丢失或没有及时处理，这将引入额外的路由循环，使情况更糟

• 数据包可能会迷失在“黑洞”中

4、消除路由循环的机制

• 定义最大度量以防止计数到无穷大

• 抑制定时器

• 水平分割

• 路由投毒或投毒反转

• 触发更新——>快速收敛

5、设置最大度量值

• 距离矢量路由协议通过设置指定的度量值来表示无穷大

• 一旦路由器“数到无穷”，它就标记这条路由不可达、

6、抑制计时器

• 抑制定时器用于防止定期更新消息不恰当地恢复可能已经坏掉的路由

• 如果一条路由被标识为down or possibly down，则该路由的任何其他包含相同状态或更糟状态的信息都将被忽略一段时间

• 将标记为不可达的路由在该状态下保留一段时间，该时间足够长，以便更新将最新信息传播到路由表中

7、IP&&TTL

• TTL字段的用途

  • TTL字段存在于IP报头中，用于防止数据在网络中无休止地传输

• TTL域是如何工作的

  • TTL字段包含一个数值

  • 到目的地址的路由上每当经过一台路由器，数值就减1

  • 如果数值达到0，则丢弃该报文

8、水平分割规则

• 路由器不应该通过更新接口来发布网络

9、路由毒化

• 路由毒化是指在发送给其他路由器的路由更新中，将该路由标记为不可达

• 不可达是一个设置为最大值的指标，例如16

• 一旦路由器通过某个接口得知一条路由不可达，就将其通告为不可达

10、分割规则和毒化逆转

• 当向特定的接口发送更新时，具有毒化逆转的水平分割规则将把该接口上学习到的任何网络指定为不可达的

• 显示地告诉路由器忽略一条路由比一开始就不告诉它要好