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动态路由协议

更新时间:2021年11月15日   作者:spoto   标签(Tag):

动态路由协议有很多,比如RIP OSPF BGP等等。今天我们就以最简单的RIP协议为例,介绍一下什么是动态路由协议。
 

RIP简介

RIP是Routing Information Protocol(路由信息协议)的简称,它是一种较为简单的内部网关协议(Interior Gateway Protocol)。RIP是一种基于距离矢量(Distance-Vector)算法的协议,它使用跳数(Hop Count)作为度量来衡量到达目的网络的距离。
 

RIP基本原理

RIP是一种基于距离矢量(Distance-Vector)算法的协议,它使用跳数(Hop Count)作为度量值来衡量到达目的地址的距离。在RIP网络中,缺省情况下,设备到与它直接相连网络的跳数为0,通过一个设备可达的网络的跳数为1,其余依此类推。也就是说,度量值等于从本网络到达目的网络间的设备数量。为限制收敛时间,RIP规定度量值取0~15之间的整数,大于或等于16的跳数被定义为无穷大,即目的网络或主机不可达。

RIP路由表的形成

RIP启动时的初始路由表仅包含本设备的一些直连接口路由。通过相邻设备互相学习路由表项,才能实现各网段路由互通。

RIP路由形成的过程


RIP路由形成的过程如图所示
•RIP协议启动之后,RouterA会向相邻的路由器广播一个Request报文。
•当RouterB从接口接收到RouterA发送的Request报文后,把自己的RIP路由表封装在Response报文内,然后向该接口对应的网络广播。
•RouterA根据RouterB发送的Response报文,形成自己的路由表。
 

RIP的更新与维护

RIP协议在更新和维护路由信息时主要使用四个定时器:
•更新定时器(Update timer):当此定时器超时时,立即发送更新报文。
•老化定时器(Age timer):RIP设备如果在老化时间内没有收到邻居发来的路由更新报文,则认为该路由不可达。
•垃圾收集定时器(Garbage-collect timer):如果在垃圾收集时间内不可达路由没有收到来自同一邻居的更新,则该路由将被从RIP路由表中彻底删除。
•抑制定时器(Suppress timer):当RIP设备收到对端的路由更新,其cost为16,对应路由进入抑制状态,并启动抑制定时器。为了防止路由震荡,在抑制定时器超时之前,即使再收到对端路由cost小于16的更新,也不接受。当抑制定时器超时后,就重新允许接受对端发送的路由更新报文。

RIP路由与定时器之间的关系:
•RIP的更新信息发布是由更新定时器控制的,默认为每30秒发送一次。
•每一条路由表项对应两个定时器:老化定时器和垃圾收集定时器。当学到一条路由并添加到RIP路由表中时,老化定时器启动。如果老化定时器超时,设备仍没有收到邻居发来的更新报文,则在RIP数据库中把该路由的度量值置为16(表示路由不可达,路由表中删除),并启动垃圾收集定时器。同时设备对外发送不可达路由更新请求报文,如果垃圾收集定时器超时,设备仍然没有收到更新报文,则在RIP数据库中删除该路由。
 

触发更新

触发更新是指当路由信息发生变化时,立即向邻居设备发送触发更新报文,而不用等待更新定时器超时,从而避免产生路由环路。

触发更新


如图所示,网络10.4.0.0不可达时,RouterC最先得到这一信息。
•如果设备不具有触发更新功能,RouterC发现网络故障之后,需要等待更新定时器超时。在等待过程中,如果RouterB的更新报文传到了RouterC,RouterC就会学到RouterB的去往网络10.4.0.0的错误路由。这样RouterB和RouterC上去往网络10.4.0.0的路由都指向对方从而形成路由环路。
•如果设备具有触发更新功能,RouterC发现网络故障之后,不必等待更新定时器超时,立即发送路由更新信息给路由器B,这样就避免了路由环路的产生。
 

环路避免

动态路由协议自动学习路由,有可能产生路由环路,为了避免这个问题,RIP协议除了触发更新功能之外,还有两个防环功能:水平分割和毒性反转。

水平分割

水平分割(Split Horizon)的原理是,RIP从某个接口学到的路由,不会从该接口再发回给邻居路由器。这样不但减少了带宽消耗,还可以防止路由环路。

水平分割


RouterA会向RouterB发送到网络10.0.0.0/8的路由信息,如果没有配置水平分割,RouterB会将从RouterA学习到的这条路由再发送回给RouterA。这样,RouterA可以学习到两条到达10.0.0.0/8网络的路由:跳数为0的直连路由;下一跳指向RouterB,且跳数为2的路由。
但是在RouterA的RIP路由表中只有直连路由才是活跃的。当RouterA到网络10.0.0.0的路由变成不可达,并且RouterB还没有收到路由不可达的信息时,RouterB会继续向RouterA发送10.0.0.0/8可达的路由信息。即,RouterA会接受到错误的路由信息,认为可以通过RouterB到达10.0.0.0/8网络;而RouterB仍旧认为可以通过RouterA到达10.0.0.0/8网络,从而形成路由环路。配置水平分割后,RouterB将不会再把到网络10.0.0.0/8的路由发回给RouterA,由此避免了路由环路的产生。
 

毒性反转

毒性反转(Poison Reverse)的原理是,RIP从某个接口学到路由后,从原接口发回邻居路由器,并将该路由的开销设置为16(即指明该路由不可达)。利用这种方式,可以清除对方路由表中的无用路由。
 

RIP配置举例

配置RIP基本功能示例

 

组网需求

如图所示,在网络中有4台路由器,要求在RouterA、RouterB、RouterC和RouterD上实现网络互连。

 

组网需求

 

配置思路

由于要在小型网络中实现设备的网络互连,所以推荐配置RIP-2路由协议。
1.配置各接口IP地址,使网络可达。
2.在各路由器上使能RIP,基本实现网络互连。
3.在各路由器上配置RIP-2版本,提升RIP路由扩展性能。

 

 

 

 

操作步骤

 

 

1.配置各路由器接口的IP地址

# 配置RouterA。
system-view
[Huawei] sysname RouterA
[RouterA] interface gigabitethernet 1/0/0
[RouterA-GigabitEthernet1/0/0] ip address 192.168.1.1 24
RouterB、RouterC和RouterD的配置与RouterA一致(略)。

2.配置RIP基本功能

# 配置RouterA。
[RouterA] rip
[RouterA-rip-1] network 192.168.1.0
[RouterA-rip-1] quit
# 配置RouterB。
[RouterB] rip
[RouterB-rip-1] network 192.168.1.0
[RouterB-rip-1] network 172.16.0.0
[RouterB-rip-1] network 10.0.0.0
[RouterB-rip-1] quit
# 配置RouterC。
[RouterC] rip
[RouterC-rip-1] network 172.16.0.0
[RouterC-rip-1] quit
# 配置RouterD。
[RouterD] rip
[RouterD-rip-1] network 10.0.0.0
[RouterD-rip-1] quit
# 查看RouterA的RIP路由表。
[RouterA] display rip 1 route
Route Flags: R - RIP A - Aging, S - Suppressed, G - Garbage-collect
-------------------------------------------------------------------------
Peer 192.168.1.2 on GigabitEthernet1/0/0
Destination/Mask Nexthop Cost Tag Flags Sec
10.0.0.0/8 192.168.1.2 1 0 RA 14
172.16.0.0/16 192.168.1.2 1 0 RA 14
从路由表中可以看出,RIP-1发布的路由信息使用的是自然掩码。

3.配置RIP的版本

# 在RouterA上配置RIP-2。
[RouterA] rip
[RouterA-rip-1] version 2
[RouterA-rip-1] quit
# 在RouterB上配置RIP-2。
[RouterB] rip
[RouterB-rip-1] version 2
[RouterB-rip-1] quit
# 在RouterC上配置RIP-2。
[RouterC] rip
[RouterC-rip-1] version 2
[RouterC-rip-1] quit
# 在RouterD上配置RIP-2。
[RouterD] rip
[RouterD-rip-1] version 2
[RouterD-rip-1] quit

4.验证配置结果

# 查看RouterA的RIP路由表。
[RouterA] display rip 1 route
Route Flags: R - RIP A - Aging, S - Suppressed, G - Garbage-collect
-------------------------------------------------------------------------
Peer 192.168.1.2 on GigabitEthernet1/0/0
Destination/Mask Nexthop Cost Tag Flags Sec
10.1.1.0/24 192.168.1.2 1 0 RA 32
172.16.1.0/24 192.168.1.2 1 0 RA 32
从路由表中可以看出,RIP-2发布的路由中带有更为精确的子网掩码信息。

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