电子科大TCPIP第二次实验报告

1、电子科技大学实验报告学生姓名：学号：课程名称：TCP/IP协议指导教师：日期：2016 年 11 月 26 日实验项目名称：RIP协议的路由更新 报告评分：教师签字：1、 实验原理 RIP协议（RFC 1058）是一个基于距离向量路由选择的内部网关协议：每台路由器定期与邻居路由器交换各自表中的所有路由信息，使用Bellman-Ford算法计路由表。RIP协议的路由度量（Metric）是到目的网络跳数（hop count），最大跳数值为15 。 运行RIP协议的路由器初始接入到网络上时，它表中只有根据其接口IP 配置信息获得的直连网络路由。随着RIP路由信息的不断交换，互联网中每台RIP路由器最

2、终会掌握整个互联网的知识，即RIP协议收敛。RIP协议有 2种类型的报文：RIP请求报文和RIP响应报文，它们都封装在UDP数据报中广播发送。- RIP请求报文可以询问特定路由项目或所有路由项目。当运行RIP协议的路由器刚接入网络中时，会广播发送一份询问所有路由项目的RIP请求报文。- RIP 响应报文可以是询问或非询问的。RIP响应报文仅在回应RIP请求报文时单播发送给请求者，发送的内容是中所特定路由项目或整个路由表的路由项目。非询问RIP响应报文则是定期的广播发送，内容是整个路由表中的项目。RIP响应报文中携带的RIP路由通告信息只有目的网络地址和跳数值。 RIP协议使用 3个计时器来支持

3、RIP协议的操作。- 定期计时器（30 秒） 控制定期的RIP路由通告，但为了避免出现整个互联网中的路由器同时更新而引起过载问题，实际实现中路由器的RIP路由通告间隔通常是 25 35 之间的一个随机数。 - 截止期计时器（180 秒）管理RIP路由的有效性，路由器每次收到一条RIP路由的更新信息，就复位该路由的截止期计时器。如果一条RIP路由的截止期计时器期满，则将该路由标记为无效即其跳数设置为16 ，表示该路由的目的不可达。- 路由器收到邻居通告的一条无效路由，或因为截至计时器期满而产生一条无效路由时，并不立即从表中清除无效而是为该启动一个 路由时，并不立即从表中清除无效路由，而是为该无效

4、路由启动一个无用信息收集计时器（120秒），并继续在定期的路由通告中通告跳数为16 的无效路由。仅当无效路由的无用信息收集计时器期满才将清除。无用信息收集计时器使得邻居路由能够获知某条路由是无效的。 RIP协议存在缓慢收敛和不稳定的问题。为了解决这些问题，RIP协议中采用了触发更新和水平分割方法。- 触发更新是当网络有变化时， 路由器立即发送更新信息；如果网络没有变化则仍是定期发送更新信息。触发更新不会影响路由器的RIP 定期计时器。- 水平分割是在发送路由信息时，路由器根据发送接口选择发送路由表中的路由信息，简单的说就是从某个接口收到的路由信息不能再从该接口发送出去。二、实验目的 1、掌握R

5、IP协议在路由更新时的发送信息和发送方式 2、掌握RIP协议的路由更新算法三、实验内容 实验拓扑中Dynamips 软件模拟实现的路由器R1、R2 和R3 互联了的子网1、子网2 和子网3，路由器之间使用RIPv1 协议进行路由选择。实验者使用Dynamips 软件捕获三个子网上传送的RIP 报文，使用Wireshark 软件查看捕获的RIP 报文，分析RIP 协议的路由更新过程。四、实验器材（设备、元器件）装有相关软件的机房电脑五、实验步骤1、启动Dynamips Server，然后运行，在Dynagen窗口中提示符“=>”后依次输入以下命令启动路由器R1、R2和R3，并进入

6、其CLI： => start R1 => start R2 => start R3 => con R1 => con R2 => con R3 2、在R1的CLI提示符“R1>”后输入“show ip route”命令查看路由器R1当前的路由表，确保实验网中的RIP协议已经收敛。 R1> show ip

7、0;route 3、在Dynagen窗口中提示符“=>”后输入以下命令捕获子网1、2和3中的分组： => capture R1 f0/0 1.cap => capture R2 f0/0 2.cap => capture R3 f0/0 3.cap 4、2分钟后，在路由器R1的CLI中输入以下命令断开R1与子网2的连接（如图B所示）： en  对应的CLI提示符为“R1&g

8、t;” conf  t    对应的CLI提示符为“R1#” int  f0/1  对应的CLI提示符为“R1(config)#” shut     对应的CLI提示符为“R1(config-if)#” 5、5分钟后，在路由器R1的CLI中输入以下命令将拓扑恢复成图A所示拓扑，即恢复路由器R1与子网2的连接。 en  对应的CLI提示符为“R1>” conf&#

9、160; t    对应的CLI提示符为“R1#” int  f0/1    对应的CLI提示符为“R1(config)#” no shut  对应的CLI提示符为“R1(config-if)#” 说明：请根据R1 CLI的当前提示符输入对应的命令。 6、3分钟后，在Dynagen窗口中提示符“=>”后输入以下命令停止捕获： => no capture R

10、1 f0/0 => no capture R2 f0/0 => no capture R3 f0/0 7、用Wireshark软件查看并分析捕获的分组文件（1.cap、2.cap和3.cap）中的RIP报文，查看过滤条件为“rip”（在Wireshark主窗口界面“过滤工具栏”的“Filter：”域中输入）。 8、实验结束后，按照以下步骤关闭实验软件、上传实验数据、还原实验环境： （1）关闭R1的CLI窗口，在Dynagen窗口中提示符“=&g

11、t;”后依次输入以下命令关闭Dynagen窗口，然后再关闭Dynamips Server窗口： => stop /all => exit （2）运行所在目录下的“reset.bat”文件。六、实验数据及结果分析 1、 步骤2中根据R1路由表中的哪些信息可以确保实验网中的RIP协议已经收敛？ 为什么？ 答：根据它到达各自子网的条数，因为收敛了之后R1到其他子网的条数会与实验拓扑图相符。 2、汇总3个子网上捕获的RIP报文。按照报文的捕获顺序，分阶段分析记录每个子网中每台路由器在两次拓扑变化（第1次拓扑变化：图A&#

12、224;图B，第2次拓扑变化：图B>图A）过程中发出的RIP报文信息： 1）阶段1：第1次拓扑变化开始前（RIP已收敛）的2个周期的RIP报文； 2）阶段2：第1次拓扑变化时RIP收敛过程中的所有RIP报文； 3）阶段3：第1次拓扑变化时RIP完成收敛后的2个周期的RIP报文； 4）阶段4：第2次拓扑变化时RIP收敛过程中的所有RIP报文； 5）阶段5：第2次拓扑变化时RIP完成收敛后的2个周期的RIP报文。  2、RIP计时器分析： 1)在本实验中，RIP的定期计时器、截止期计时器和无用信息收集计数器实际上是多少秒？  答：在本实验中，RIP 的

13、定期计时器是2530 秒之间的一个随机值，截止期计时器是180 秒，无用信息收集计数器是120秒。 2)为什么定期计时器并不是RFC中规定的固定值，而是一个时间范围内的随机值？ 答：定期计时器是一个时间范围内的随机值是为了避免出现整个互联网中的路由器同时更新而引起的过载问题。 子网 1 ：路由器R1IP分组首部UDP数据报首部源IP172.16.1.1目的IP255.255.255.255源端口520目的端口520RIP报文阶段命令路由信息项1路由信息项2捕获时间网络地址跳数网络地址跳数1Response172.168.2.01172.168.

14、3.028.156000Response172.168.2.01172.168.3.02203.3900002Response172.168.2.016172.168.3.016226.3430003Response172.168.2.016172.168.3.016256.9370004Response172.168.2.01172.168.3.02694.8120005Response172.168.2.01172.168.3.02824.312000子网 2 ：路由器R1IP分组首部UDP数据报首部源IP172.16.2.1目的IP255.255.255.255源端口520目的端口520

15、RIP报文阶段命令路由信息项1路由信息项2捕获时间网络地址跳数网络地址跳数1Response172.16.1.01-20.735000Response172.16.1.01-187.0940002-3Request172.16.1.01-676.5160004Response172.16.1.01-778.6100005Response172.16.1.01-940.922000子网 2 ：路由器R2IP分组首部UDP数据报首部源IP172.16.2.2目的IP255.255.255.255源端口520目的端口520RIP报文阶段命令路由信息项1路由信息项2捕获时间网络地址跳数网络地址跳数1R

16、esponse192.16.3.01-6.188000Response192.16.3.01-32.6880002Response192.16.3.01-253.6880003Response192.16.1.016192.16.3.01395.2190004Response192.16.3.01-505.3290005Response192.16.3.01-924.172000子网 3 ：路由器R2IP分组首部UDP数据报首部源IP172.16.3.2目的IP255.255.255.255源端口520目的端口520RIP报文阶段命令路由信息项1路由信息项2捕获时间网络地址跳数网络地址跳数1R

17、esponse192.16.1.02192.16.2.0116.672000Response192.16.1.02192.16.2.0143.7190002Response192.16.1.02192.16.2.01237.6720003Response192.16.1.016192.16.2.01379.2030004Response192.16.1.016192.16.2.01407.5000005Response192.16.1.02192.16.2.01938.125000子网 3 ：路由器R3IP分组首部UDP数据报首部源IP172.16.3.3目的IP255.255.255.255

18、源端口520目的端口520RIP报文阶段命令路由信息项1路由信息项2捕获时间网络地址跳数网络地址跳数1-2-3Response172.16.1.016-381.1880004Response172.16.1.016-403.0940005-3、 阶段1分析： 该阶段中为什么在子网3上捕获不到路由器R3的RIP报文？ 答: 该阶段中，路由器R3 路由表的所有路由全都是从连接子网3 的接口上获得，因此遵照水平分割，R3 不能从该接口上发送任何获得自该接口的路由，所以在子网3上捕获不到R3 的RIP 报文。 4

19、、阶段2分析：  1）分析子网1中路由器R1的RIP报文信息记录，根据哪一个RIP报文，可以推断出R1大约何时断开与子网2的连接的？为什么？  答：根据R1 在子网1 上发送的RIP 报文3，可以推断出R1 断开与子网2 的连接时间大概是阶段二对应的时间。因为子网2 是R1 的直连子网，因此R1 能及时检测到子网2 的可达性，并立即进行触发更新机制。R1 在子网1 上发送的RIP 报文3 就是这样一个报文。  -&#

20、160;2）该阶段中记录的哪些RIP报文是触发更新报文？是如何推断出来的？  答：该阶段中，触发更新的RIP 报文分别是：R1 在子网1 上发送的RIP 报文3，R2 在子网2 上发送的RIP 报文12，R2 在子网3 上发送的RIP 报文10，以及R3 在子网3 上发送的RIP 报文11。R1、R2 发送的这3 个触发更新报文是根据它们与前一个相邻报文之间的间隔时间均小于定期计时器而推断出来的。而R3 发送的这个触发更新报文

21、则是根据R2 在子网3 上发送的触发更新报文时间推断出来的。  3）产生这些触发更新报文的原因分别是什么？  答：R1 在子网1 上发送触发更新报文的原因是：R1 与子网2 断开后造成该路由无效，因而在子网1 上通告有关子网2 和子网3 路由无效的触发更新信息。R2 在子网2 和子网3 上发送触发更新报文的原因是：R2 路由表中子网1 的路由因截止期计时器超时而无效，所以R2 更新自己的路由表，并在子网2 

22、和子网3 上通告有关子网1 路由无效的触发更新信息。R3 在子网3 上发送触发更新报文的原因是：R3 收到R2 发来的有关子网1 的无效路由通告，所以R3 根据该通告信息更新自己的路由表，并在子网3 上通告有关子网1 路由无效的触发更新信息。  4） RIP的触发更新报文和定时更新报文在通告的路由信息数量上有何不同？ 答：RIP 的触发更新报文只通告有变化的路由信息，如新增的和度量改变的路由，而定时更新报文则通告路由表中的所有路由信息，无论它们是否有变化。

23、5、阶段3分析： 1）路由器R1、R2和R3在第1次拓扑改变时的RIP收敛时间大概分别是多少秒钟？整个网络的RIP收敛时间是多少秒钟？  答：R1 在第1 次拓扑改变时的RIP 收敛时间大概是60 秒，R2 和R3 在第1 次拓扑改变时的RIP 收敛时间大概是240 秒。整个网络的RIP 收敛时间大概是240 秒. 2）为什么R1的收敛时间明显短于R2和R3？  答：第1 次拓扑变化是断开R1 与子网2 之间的连接。

24、在连接断开时，R1 可以及时从接口的链路状态反馈中获知直连的子网2 路由以及经由子网2 到达的子网3 路由均无效，因此R1 的收敛时间大约只是无效路由的无用信息收集计时器的时间。而对于R2 和R3 来说，拓扑的变化最终导致子网1 不可达。但是R2 只能在子网1路由的截止期计时器期满时才能获知该子网不可达，而无法在R1 与子网2 之间的连接断开时获知。R2 一旦检测到子网不可达，即会立刻产生一个触发更新报文通知R3。因此R2 和R3 的收敛时间大致相同，大约

25、是截止期计时器的时间加上无用信息收集计时器的时间。 3）该阶段中为什么在子网1中捕获不到路由器R1的RIP报文？  答：R1 收敛后的路由表中只有一条子网1 的直连路由，因此该阶段中在子网1 中捕获不到路由器R1 的RIP 报文。  6、阶段4分析： 1）分析子网2中路由器R1的RIP报文信息记录，根据哪一个RIP报文，可以推断出R1大约何时恢复与子网C的连接的？为什么？  答：根据R1 在子网2 上发送的RIP 报文16，可以推断出R1 恢复与

26、子网2 的连接时间大概是阶段4。因为路由器刚接入到一个子网上时，它会在这个子网上发送一个询问所有路由信息的RIP 请求报文，R1 在子网2 上发送的RIP 报文16 就是这样一个RIP 请求报文。 2）该阶段中记录的哪些RIP报文是触发更新报文？  答：该阶段中，触发更新的RIP 报文分别是：R1 在子网1 上发送的RIP 报文6，R1 在子网2 上发送的RIP 报文17，以及R2 在子网3 上发送的RIP 

27、;报文17。 3）产生这些触发更新报文的原因分别是什么？  答：R1 在子网1 和子网2 上发送触发更新报文的原因是：R1 与子网2 恢复连接后即在子网2 上发送请求所有路由信息的RIP 请求报文。在收到邻居R2 的响应报文后，R1 就在子网1 上通告新增的子网2 和子网3 路由的触发更新信息，并在子网2 上通告子网1 路由的触发更新信息。R2 在子网3 上发送触发更新报文的原因是：R2 收到R1 

28、;通告的子网1 路由的触发更新信息后，更新自己的路由表，并在子网3 上通告子网1 路由的触发更新信息。  4）该阶段中为什么路由器R2会在子网2上发送单播和广播这两种RIP响应分组？  答：该阶段中，在子网2 上捕获不到R2 对R1 的RIP 请求报文的响应信息的原因是R2是单播发送响应报文给R1 的，因为交换机的帧过滤功能，所以只能捕获到路由器之间的广播或多播帧，但捕获不到路由器之间的单播帧。  7、阶段5分析： 1）路由器R1、R2和R3在第2次拓扑改

29、变时的RIP收敛时间分别是多少秒钟？整个网络的RIP收敛时间是多少秒钟？  答：R1、R2 和R3 在第2 次拓扑改变时的RIP 收敛时间大概是2 秒，R2 和R3 在第2次拓扑改变时的RIP 收敛时间大概是5 秒。整个网络的RIP 收敛时间大概是5 秒。 2） 比较2次拓扑变化时RIP的收敛时间，分析RIP协议对好消息（网络可达）和坏消息（网络不可达）的传递哪一种更快？并分析产生这种现象的原因。  答：第1 次拓扑改变时RIP 传递的

30、是关于网络不可达的坏消息，整个网络大约240 秒收敛；而第2 次拓扑改变时RIP 传递的是关于网络可达的好消息，整个网络大约5秒收敛。由于RIP 协议获得坏信息的手段之一是等待截止期计时器期满，而对于好消息的获得却没有任何时间上的等待限制，因此RIP 协议对好消息（网络可达）的传递要快于对坏消息（网络不可达）的传递。7、 实验结论1、 总结RIP协议的路由通告机制，即路由器何时发送RIP路由通告？发送哪些内容？ 发送方式？ 说明：询问响应不是路由通告机制。 答：RIP 协议的路由通告机制有2 种：定期更新和触发更新。 定期更新是路由器根据定期计时器发送RIP 路由通告，即每隔2530 秒广播发送一个RIP 响应报