实验四 RIP协议分析与仿真.doc

实验四 RIP协议分析与仿真一、实验目的1. 掌握路由器在网络中的作用。2. 掌握静态路由与动态路由的作用3. 掌握RIP路由协议分析。4. 仿真软件packet4.11 使用二、实验内容1、packet4.11 使用2、网络路由设备的配置3、RIP协议分析4、动态路由协议更新三、实验原理 RIP协议即路由信息协议(Routing Information Protoc01)。它是距离向量协议中的一种，属于内部网关协议。运行RIP协议的相邻路由器通过彼此之间交换路由信息的距离向量。从而知道网络的连接情况，实现各个网络之间的连通。这也是距离向量(Distance Vector)名称的由来。RIP是以跳数作为metric的距离向量协议。RIP广泛用于全球因特网的路由，是一种内部网关协议(interior gateway protocol)，即在自治系统内部执行路由功能。外部网关路由协议(exterior gateway protocol)，如边缘网关协议（BGP），在不同的自治系统间进行路由。RIP的前身是Xerox协议GWINFO，后来的版本routed（发音为/rutdi/）封装在1982年伯克利标准发布Unix（即BSD中）。RIP本身发展成因特网路由协议，有些协议族使用了RIP的变种，例如：AppleTalk路由表维护协议（RTMP）和Banyan VINES路由表协议（RIP）就是基于IP版的RIP的。RIP最新的增强版是RIP2规范，它允许在RIP分组中包含更多的信息并提供了简单的认证机制。IP RIP在两个文档中正式定义：RFC 1058和1723。RFC 1058(1988)描述了RIP的第一版实现，RFC 1723(1994)是它的更新，允许RIP分组携带更多的信息和安全特性。单介绍RIP的基本能力和特性，包括路由更新过程，RIP路由metric，路由稳定性和定时器。 （1）路由更新 RIP以规则的时间间隔及在网络拓扑改变时发送路由更新信息。当路由器收到包含某表项的更新的路由更新信息时，就更新其路由表：该路径的metric值加上1，发送者记为下一跳。RIP路由器只维护到目的的最佳路径（具有最小metric值的路径）。更新了自己的路由表后，路由器立刻发送路由更新把变化通知给其它路由器，这种更新是与周期性发送的更新信息无关的。 （2）RIP路由metric RIP使用单一路由metric（跳数）来衡量源网络到目的网络的距离。从源到目的的路径中每一跳被赋以一个跳数值，此值通常为1。当路由器收到包含新的或改变的目的网络表项的路由更新信息，就把其metric值加1然后存入路由表，发送者的IP地址就作为下一跳地址。RIP通过对从源到目的的最大跳数加以限制来防止路由环，最大值为15。如果路由器收到了含有新的或改变的表项的路由更新信息，且把metric值加1后成为无穷大（即16），就认为该目的网络不可到达。 （3）RIP的稳定性 为了适应快速的网络拓扑变化，RIP规定了一些与其它路由协议相同的稳定特性。例如，RIP实现了split-horizon和hold-down机制来防止路由信息的错误传播。此外，RIP的跳数限制也防止了无限增长而产生路由环。 （4）RIP定时器 RIP使用了一些定时器以控制其性能，包括路由更新定时器、路由超时和路由清空的定时器。路由更新定时器记录周期性更新的时间间隔，通常为30秒，每当该定时器重置时增加小的随机秒数以防止冲突。每个路由表项都有相关的路由超时定时器，当路由超时定时器过期时，该路径就标记为失效的，但仍保存在路由表中，直到路由清空定时器过期才被清掉。 （5）RIP分组格式 下面描述IP RIP和IP RIP2的分组格式。 RIP分组格式 命令-表示该分组是请求还是响应。请求分组要求路由器发送其路由表的全部或部分。响应分组可以是主动提供的周期性路由更新或对请求的响应。大的路由表可以使用多个RIP分组来传递信息。 版本号-指明使用的RIP版本，此域可以通知不同版本的不兼容。 零-未使用。 地址族标志(AFI)-指明使用的地址族。RIP设计用于携带多种不同协议的路由信息。每个项都有地址族标志来表明使用的地址类型，IP的AFI是2。 地址-指明该项的IP地址。 metric-表示到目的的过程中经过了多少跳数（路由器数）。有效路径的值在1和15之间，16表示不可达路径。 注：在一个IP RIP分组中最多可有25个AFI、地址和metric域，即一个RIP分组中最多可含有25个地址项。 RIP2分组格式 RIP2规范(RFC1723)允许RIP分组包含更多的信息，并提供了简单的认证机制，如下图。 图4.7 命令-表示该分组是请求还是响应。请求分组要求路由器发送其路由表的全部或部分。响应分组可以是主动提供的周期性路由更新或对请求的响应。大的路由表可以使用多个RIP分组来传递信息。 版本-指明使用的RIP版本，在实现RIP2或进行认证的RIP分组中，此值为2。 未使用-值为0。 地址族标志(AFI)-指明使用的地址族。RIP设计用于携带多种不同协议的路由信息。每个项都有地址族标志来表明使用的地址类型，IP的AFI是2。如果第一项的AFI为0xFFFF，该项剩下的部分就是认证信息。目前，唯一的认证类型就是简单的口令。 路由标记-提供区分内部路由（由RIP学得）和外部路由（由其它协议学得）的方法。 IP地址-指明该项的IP地址。 子网掩码-包含该项的子网掩码。如果此域为0，则该项不指定子网掩码。 下一跳-指明下一跳的IP地址。 metric-表示到目的的过程中经过了多少跳数（路由器数）。有效路径的值在1和15之间，16表示不可达路径。 注：在一个IP RIP分组中最多可有25个AFI、地址和metric域，即一个RIP分组中最多可含有25个地址项。如果AFI指明为认证信息，则只能有24个路由表项四、实验步骤1、Packet4.11网络仿真软件的使用1）Packet Tracer4.11的基本界面下载软件安装包，安装完成后打开Packet Tracer 4.11时界面如下图所示：图4.1 Packet Tracer 4.11 基本界面表4.1 Packet Tracer 4.11基本界面介绍1菜单栏此栏中有文件、选项和帮助按钮，我们在此可以找到一些基本的命令如打开、保存、打印和选项设置，还可以访问活动向导。2主工具栏此栏提供了文件按钮中命令的快捷方式，我们还可以点击右边的网络信息按钮，为当前网络添加说明信息。3常用工具栏此栏提供了常用的工作区工具包括：选择、整体移动、备注、删除、查看、添加简单数据包和添加复杂数据包等。4逻辑/物理工作区转换栏我们可以通过此栏中的按钮完成逻辑工作区和物理工作区之间转换。5工作区此区域中我们可以创建网络拓扑，监视模拟过程查看各种信息和统计数据。6实时/模拟转换栏我们可以通过此栏中的按钮完成实时模式和模拟模式之间转换。7网络设备库该库包括设备类型库和特定设备库。8设备类型库此库包含不同类型的设备如路由器、交换机、HUB、无线设备、连线、终端设备和网云等。9特定设备库此库包含不同设备类型中不同型号的设备，它随着设备类型库的选择级联显示。10用户数据包窗口此窗口管理用户添加的数据包。2）选择设备，为设备选择所需模块并且选用合适的线型互连设备我们在工作区中添加一个2600 XM路由器。首先我们在设备类型库中选择路由器，特定设备库中单击2600 XM路由器，然后在工作区中单击一下就可以把2600 XM路由器添加到工作区中了。我们用同样的方式再添加一个2950-24交换机和两台PC。注意我们可以按住Ctrl键再单击相应设备以连续添加设备。如图4.2所示：图4.2 设备添加接下来我们要选取合适的线型将设备连接起来。我们可以根据设备间的不同接口选择特定的线型来连接，当然如果我们只是想快速的建立网络拓扑而不考虑线型选择时我们可以选择自动连线，如图4.3所示：图4.3 线型介绍图4.4 设备连接我们看到各线缆两端有不同颜色的圆点，它们分别表示什么样的含义呢？表4.2 线缆两端亮点含义链路圆点的状态含义亮绿色物理连接准备就绪，还没有Line Protocol status 的指示闪烁的绿色连接激活红色物理连接不通，没有信号黄色交换机端口处于“阻塞”状态线览两端圆点的不同颜色来将有助于我们进行连通性的故障排除。3) 配置不同设备。我们配置一下Router0，在Router0上单击打开设备配置对话框。如图4.4所示：我们主要介绍一下Config选项卡和CLT选项卡。图4.5 Router0的Config和CLI配置选项卡Config 选项卡给我们提供了简单配置路由器的图形化界面，在这里我们可以全局信息，路由信息和端口信息。当你进行某项配置时下面会显示相应的命令。这是Packer Tracer中的快速配置方式，主要用于简单配置，将注意力集中在配置项和参数上，实际设备中没有这样的方式。对应的CLT选项卡则是在命令行模式下对Router0进行配置，这种模式和实际路由器的配置环境相似。我们配置一下FastEthernt 0/0端口，如图所示：图4.6 Config选项卡中的端口配置下面我们来看一下终端设备的配置，单击PC0打开配置对话框，在Config选项卡中配置默认网关和IP地址分别为192.168.1.1，192.168.1.2 255.255.255.0图4.7 终端设备配置面板Desktop选项卡中的IP Configuration 也可以完成默认网关和IP地址的设置。Terminal选项模拟一个超级终端对路由器或者交换机进行配置。Command Prompt相当于计算机中的命令窗口。我们用相似的方法配置Router0 上Ethernet 1/0(192.168.2.1 255.255.255.0)和PC1（192.168.2.2 255.255.255.0 默认网关为192.168.2.1）。配置完成后我们发现所有的圆点已经变为闪烁的绿色。图4.8 ：图4.84) 测试设备的连通性，并在simulation模式下跟踪数据包查看数据包的详细信息。在Realtime模式下添加一个从PC1PC0的简单数据包，结果如下图所示：图 4.9Last Status 的状态是Successful说明PC1到PC0的链路是通的。下面我们在Simulation模式下跟踪一下这个数据包，如图 12所示：图 4.10点击Capture/Forward 会产生一系列的事件，这一系列的事件说明了数据包的传输路径。图 4.11点击Router0上的数据包，可以打开PDU Information 对话框，在这里我们可以看到数据包在进入设备和出设备时OSI 模型上的变化，在Inbound PDU Details 和Outbound PDU Details中我们可以看到数据包或帧格式的变化，这有助我们对数据包做更细致的分析。2、配置实例拓扑图图4.12 网络拓扑结构图拓扑图的说明：按照软件的使用介绍的方法完成图4.12中网络设置的选型、传输介质选择、配置网络设置。步骤 1. 进入模拟模式 图4.13 Realtime/Simulation切换方式 查看路由器路由表单击 Simulation（模拟）选项卡进入模拟模式。另外使用位于 Packet Tracer 右侧工具栏的 Inspect（检查工具）工具（放大镜）显示每台路由器的路由表。图4.14 各路由器空路由表 启动RIP服务图4.15路由器A启动RIP服务按照图4.15所示方法在路由器B中RIP Routing填加网段:192.168.1.0,192.168.2.0在路由器C中RIP Routing中填加网段:10.0.0.0,192.168.1.0。步骤 2 RIP协议分析 图4.16 RIP协议信息捕获 捕获数据包单击 Capture/Forward（捕获/转发）按钮；路由器将会发送更新数据包。关于如何配置这些路由器有几项特殊的功能。请注意，路由器 A 并不发送任何更新数据包，路由器 B 发送更新到路由器 A 和 C，路由器 C 已经配置为不发送路由更新到其连接的 LAN。如果收到 No More Events（没有更多事件）消息，只需单击 OK（确定）按钮，然后继续单击 Capture/Forward（捕获/转发）按钮。另请注意，即使网络中没有用户数据流量在发送（没有网页请求，也没有 ping），网络也会“充满”通信，使路由器获得如何转发数据包到其目的地的最新情况。 检查路由更新数据包 当